Pregled
Budući da je izum svjetlosnih dioda (LED), došlo do značajnog porasta količine fotona koji se mogu pretvoriti iz električne energije; Ipak, ovo se približava dostizanju fizičke granice. U trenutku da se sva ulazna energija pretvara u energiju u obliku fotosintetskih fotona, postiže se teorijska maksimalna učinkovitost. Učinkovitost plavih LED-ova može doseći do 93%, moguće je da "bijelci" dosegnu 76%, a crvene LED-ove mogu doseći 81%. Zbog ovih poboljšanja postali su dostupni novi izgledi za rasvjetu hortikulture. U ovom ćemo članku raspravljati o sljedećim temama: (1) temeljnoj fizici i učinkovitosti LED -ova; (2) trenutna učinkovitostLED -ovi; (3) učinak spektralne kvalitete na izlaz usjeva; i (4) potencijalna učinkovitost učvršćenja hortikulture. To se može postići optimiziranjem spektralnih utjecaja na morfologiju biljaka, koji se razlikuju od vrsta do vrsta. To će omogućiti napredak u pretvorbi fotona. S druge strane, efekti spektra na fotosintezu vrlo su usporedivi kod vrsta; Ipak, trenutno prihvaćena definicija fotosintetskih fotona, koja se kreće od 400 do 700 nanometara, mogla bi zahtijevati neke izmjene. Trenutna dropa, toplinski drop, neefikasnost vozača (napajanje) i optički gubici su četiri karakteristike koje su svojstvene svim LED čvorama. Gornja granica učinkovitosti LED učvršćenja utvrđena je množenjem učinkovitosti LED paketa s ova četiri faktora. Uzimajući u obzir trenutno stanje LED tehnologije, proračuni sugeriraju da su ograničenja učinkovitosti za bijele i crvene učvršćenja 3,4 umol J - 1, dok su za plava i crvena učvršćenja ograničenja učinkovitosti 4,1 µmol J - 1. Uključivanjem optičke zaštite od vode i prekomjerne vlage, te se vrijednosti smanjuju za oko 10%. Postoje kompromovi između vrhunske učinkovitosti i troškova, koje detaljno opisujemo.
Fizika
Izraz "učinkovitost" odnosi se na omjere koji imaju iste jedinice i u brojaču i u nazivniku, a ti se omjeri mogu navesti kao postotak. Izraz "učinkovitost LED" odnosi se na omjer izlaza optičke snage prema unosu električne energije, izražen kao vati po vati ili postotak. Izraz "učinkovitost" odnosi se na omjere koji su izraženi u raznim jedinicama. Izraz "učinkovitost" koristi se u polju hortikulturne rasvjete za opisivanje količine fotona koji se proizvode u sekundi po vatu ulazne električne energije. Zbog činjenice da je vat jednak joule u sekundi, to se može pojednostaviti na µmol po vremenu. Planck -Einstein odnos, koji se često naziva Planckovom jednadžbom, matematički je izraz koji opisuje odnos između fotonske energije i valne duljine. Koristeći ovu jednadžbu, možemo vidjeti da je odnos energije i valne duljine obrnuto proporcionalan. Jednadžba koja se koristi za pretvaranje između učinkovitosti i učinkovitosti, kao i za izračunavanje najveće potencijalne fotosintetske učinkovitosti fotona za određeni spektar. Ova se jednadžba koristi za pretvaranje između učinkovitosti i učinkovitosti.
Da bismo utvrdili utjecaj koji fotoni imaju na biljke u odnosu na količinu električne energije koja je unosa, dobivamo relevantne jedinice pretvaranjem učinkovitosti LED -a u njihovu učinkovitost. To je u skladu s drugačijim fizičkim zakonom poznatim kao Stark -Einsteinov zakon, koji drži da je za svaki foton koji se apsorbira samo jedna molekula zapravo može reagirati. Ovaj je zakon moguće ponavljati navodeći da je jedan foton sposoban uzbuditi jedan elektron. Opseg učinkovitosti fotona u ovom radu ograničen je na fotone s valnim duljinama u rasponu od 400 do 700 nanometara, s izuzetkom daleko crvenih LED-ova, koji sadrže fotone s valnim duljinama od 800 nanometara. Uobičajeno je da proizvođači LED paketa prijavljuju učinkovitost u lumenima po vati, jer je to značajna metrika za ljudsko osvjetljenje. Međutim, ova metrika nije primjenjiva za hortikulturnu rasvjetu jer je mjerenje fotona ponderiranih za ljudski vid na temelju osjetljivosti ljudskog oka na različite boje.
LED paket, koji je LED čip koji se nalazi u kućištu, ono se podrazumijeva pod izrazom "LED" u ovom članku. Osim što olakšavaju mehaničke i električne veze s učvršćenjem, kućište ili pakiranje također služe kao toplinski kanal, utječe na raspodjelu fotona i uključuje sloj fosfora za bijele LED -ove (za više informacija pogledajte dolje). LED paketi su ciljana publika za LED standarde performansi. Kad su LED paketi ugrađeni u učvršćivanje, to se naziva LED učvršćenjem.
LEDS -ova temeljna učinkovitost u njihovoj srži
Postoje tri pod-učinkovitosti koje doprinose ukupnoj učinkovitosti LED-ova (LED paketi), što je proizvod ove tri podvršenosti:
Omjer emitirane fotonske energije, izražene u elektronskim voltima, na primijenjeni napon (Vphoton/VF), definicija je električne učinkovitosti. Na ovaj omjer utječe unutarnji električni otpor LED -a.
Unutarnja kvantna učinkovitost, poznata i kao foton po elektronu, odnosi se na postupak kojim se elektroni pretvaraju u fotone. Na ovaj postupak utječu ne-radijativne rekombinacije, koje uključuju nečistoće i mikrofizičke nedostatke.
Omjer fotona koji napuštaju LED poluvodički materijal na ukupni broj generiranih fotona naziva se učinkovitošću ekstrakcije fotona. Na ovaj omjer utječu i unutarnji odraz i reapsorpciju. Izraz "gubici paketa" koristi se u LED industriji za upućivanje na bilo kakve gubitke koji se događaju tijekom procesa berbe fotona iz LED paketa. Vrste LED paketa mogu imati širok raspon varijacija u njima.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd osnovana je 2010. godine. To je nacionalno visokotehnološko poduzeće koje integrira dizajn, istraživanje i razvoj, proizvodnja i prodaja proizvoda za rasvjetu u zatvorenom i na otvorenom, a također može učiniti OEM, ODM. Form.
