Ülevaade
Alates valgust kiirgavate dioodide (LED-ide) leiutamisest on elektrienergiast teisendatavate footonite kogus märkimisväärselt tõusnud; Sellegipoolest jõuab see füüsilise piiri saavutamisele. Kohal, et kogu sisendienergia muudetakse fotosünteetiliste footonite kujul energiaks, saavutatakse teoreetiline maksimaalne efektiivsus. Siniste LED-ide efektiivsus võib ulatuda kuni 93%-ni, fosfori konverteeritud "valged" on võimalik jõuda 76%-ni ja punased LED-id ulatuvad 81%-ni. Nende täiustuste tõttu on saadaval aianduse valgustuse uued väljavaated. Selles artiklis käsitleme järgmisi teemasid: (1) LED -ide füüsika ja tõhusus; (2) praegune efektiivsusLED -id;; (3) spektraalkvaliteedi mõju saagi väljundile; ja (4) aianduse kinnitusdetailide võimalik efektiivsus. Seda saab saavutada, optimeerides spektri mõju taimede morfoloogiale, mis erineb liikidest. See võimaldab edusamme footonite muundamisel. Teisest küljest on spektri mõju fotosünteesile liikide vahel väga võrreldav; Sellegipoolest võib fotosünteetiliste footonite praegu aktsepteeritud määratlus, mis ulatub 400–700 nanomeetrit, vajada teatavat muudatust. Kõigile LED -seadmetele omane on praegune trup, soojusepuu, juhi (toiteallika) ebatõhusus ja optilised kaotused. LED -kinnitusdetailide efektiivsuse peamine piirmoodul kehtestatakse, korrutades LED -paketi efektiivsuse nende nelja teguriga. Arvestades LED -tehnoloogia hetkeseisu, viitavad arvutused sellele, et valgete ja punaste kinnitusdetailide efektiivsuse piirangud on 3,4 µmol J - 1, samas kui sinised ja punased seadmed on efektiivsuse piirid 4,1 µmol J - 1. Kui lisate optilise kaitse vee ja liigse niiskuse vastu, vähendatakse neid väärtusi umbes 10%. Maksimaalse efektiivsuse ja kulude vahel on kompromissid, mida me täpsustame.
Füüsika
Mõiste "efektiivsus" viitab suhetele, millel on samad ühikud nii lugejal kui ka nimetajal, ja neid suhteid võib muuta protsendina. Mõiste "LED -efektiivsus" viitab optilise võimsuse ja elektrienergia sisendi suhtele, mida väljendatakse vattide või protsendi kohta. Mõiste "efektiivsus" viitab suhetele, mida väljendatakse erinevates ühikutes. Mõistet "efektiivsus" kasutatakse aiandusvalgustuse valdkonnas, et kirjeldada footonite kogust, mis toodetakse sekundis sisend elektrienergia kohta. Kuna vatt on võrdne džauliga sekundis, saab seda lihtsustada µmol aja kohta. Plancki - Einsteini suhe, mida sageli nimetatakse Plancki võrrandiks, on matemaatiline väljend, mis kirjeldab footonienergia ja lainepikkuse suhet. Seda võrrandit kasutades näeme, et energia ja lainepikkuse suhe on pöördvõrdeline. Võrrand, mida kasutatakse efektiivsuse ja tõhususe vaheliseks muutmiseks, samuti konkreetse spektri potentsiaalse fotosünteetilise footoni efektiivsuse arvutamiseks. Seda võrrandit kasutatakse tõhususe ja tõhususe vahetamiseks.
Footonite mõju määramiseks taimedele seoses sisendvõimsusega, saame vastavad ühikud, muutes LED -ide tõhususe nende tõhususeks. See on kooskõlas erineva füüsilise seadusega, mida nimetatakse Starki - Einsteini seaduseks, mis leiab, et iga imendunud footoni jaoks on tegelikult ainult üks molekul reageerima võimeline. Seda seadust on võimalik korrata, väites, et üks footon on võimeline ühte elektroni erutama. Footoni efektiivsuse ulatus selles töös piirdub footonitega, mille lainepikkus on vahemikus 400 kuni 700 nanomeetrit, välja arvatud kauge punased LED-id, mis sisaldavad footoneid, mille lainepikkus on kuni 800 nanomeetrit. On tavaline, et LED -pakettide valmistajad teatavad efektiivsusest luumenites vatti kohta, kuna see on tähenduslik mõõdik inimeste valgustamiseks. See mõõdik ei ole aga aiandusvalgustuse jaoks rakendatav, kuna see on inimese nägemise jaoks kaalutud footonite mõõtmine, mis põhineb inimese silma tundlikkusel erinevate värvide suhtes.
LED -pakett, mis on eluaseme sees sisalduv LED -kiip, on see, mida mõeldakse selles artiklis mõiste "LED" all. Lisaks kinnitusseadmega mehaaniliste ja elektriliste ühenduste hõlbustamisele mõjutab korpus või pakend ka soojakanaliks, mõjutab footonite jaotust ja hõlmab valgete LED -ide fosforikihi (lisateavet leiate allpool). LED -paketid on LED -tulemusstandardite sihtrühm. Kui LED -paketid on lisatud kinnitusseadmesse, nimetatakse seda LED -kinnitusseadmeks.
LEDSi põhimõtteline tõhusus nende keskmes
LED-ide (LED-pakette) üldisele efektiivsusele aitavad kaasa kolm alaefektiivsust, mis on nende kolme alamjõeduse tulemus:
Elektronite ja rakendatud pinge (VPHOTON/VF) ekspresseeritud kiirgava footonienergia suhe on elektrilise efektiivsuse määratlus. Seda suhet mõjutab LED -i sisemine elektritakistus.
Sisemine kvanttõhusus, mida tuntakse ka kui footonit elektroni kohta, viitab protsessile, mille käigus elektronid footoniteks teisendatakse. Seda protsessi mõjutavad radiatiivsed rekombinatsiooni marsruudid, mis hõlmavad lisandeid ja mikrofüüsikalisi defekte.
Footonite suhet, mis jätavad LED -pooljuhtide materjali, nimetatakse footonide ekstraheerimise efektiivsuseks genereeritavate footonite koguarvu. Seda suhet mõjutavad nii sisemine peegeldus kui ka reabsorptsioon. LED -tööstuses kasutatakse fraasi "paketi kaotusi", et viidata kaotustele, mis toimuvad LED -paketist footonite koristamise käigus. LED -pakettide tüübid võivad nendes olla laia valikut variatsioone.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd loodi 2010. aastal. See on riiklik kõrgtehnoloogia ettevõte, mis integreerib disaini, teadus- ja arendustegevuse, sise- ja välivalgustite tootmist ja müüki ning saab teha ka OEM-i, ODM .formare üksikasju meie pakkumiste kohta, võtke meiega ühendust aadressil bwzm18@ledbenweilleigring.com
