Přehled
Od vynálezu diod emitujících světla (LED) došlo k významnému nárůstu množství fotonů, které lze převést z elektrické energie; Přesto se to blíží k dosažení fyzického limitu. V okamžiku, kdy je veškerá vstupní energie transformována na energii ve formě fotosyntetických fotonů, je dosaženo teoretické maximální účinnosti. Účinnost modrých LED může dosáhnout až 93%, je možné, aby fosfor-přeměněné „bílé“ dosáhly 76%a červené LED mohou dosáhnout 81%. Kvůli těmto vylepšením byly dostupné nové vyhlídky na zahradnické osvětlení. V tomto článku budeme diskutovat o následujících tématech: (1) základní fyzika a účinnost LED; (2) Současná účinnostLED diody;; (3) účinek spektrální kvality na výkon plodin; a (4) potenciální účinnost příslušenství zahradnictví. Toho lze dosáhnout optimalizací spektrálních dopadů na morfologii rostlin, které se liší od druhů k druhu. To umožní pokrok při přeměně fotonů k výnosu. Na druhé straně jsou účinky spektra na fotosyntézu velmi srovnatelné mezi druhy; Aktuálně přijímaná definice fotosyntetických fotonů, které se pohybují v rozmezí od 400 do 700 nanometrů, však může vyžadovat určitou úpravu. Aktuální pokles, tepelné pokles, neefektivnosti řidiče (napájení) a optické ztráty jsou čtyři charakteristiky, které jsou vlastní všem LED příslušenstvím. Horní limit účinnosti LED příslušenství je stanoven vynásobením účinnosti LED balíčku těmito čtyřmi faktory. S ohledem na současný stav technologie LED výpočty naznačují, že omezení účinnosti bílých a červených příslušenství jsou 3,4 µmol J -1, zatímco u modrých a červených příslušenství jsou limity účinnosti 4,1 µmol J - 1. Zahrnutím optické ochrany před vodou a nadměrnou vlhkostí se tyto hodnoty sníží přibližně o 10%. Existují kompromisy mezi účinností a náklady, které podrobně popisujeme.
Fyzika
Termín „účinnost“ se týká poměrů, které mají stejné jednotky v čitateli i jmenovateli, a tyto poměry lze uvést jako procento. Termín „účinnost LED“ se týká poměru optického výkonu k vstupu elektrického výkonu, vyjádřeného jako watty na watt nebo procento. Termín „účinnost“ se týká poměrů, které jsou vyjádřeny v různých jednotkách. Termín „účinnost“ se používá v oblasti zahradnického osvětlení k popisu množství fotonů, které se vyrábějí za sekundu na Watt vstupní elektřiny. Vzhledem k tomu, že Watt se rovná Joule za sekundu, lze to zjednodušit na µmol za čas. Vztah Planck - Einstein, který je často označován jako Planckova rovnice, je matematický výraz, který popisuje vztah mezi fotonovou energií a vlnovou délkou. Pomocí této rovnice vidíme, že vztah mezi energií a vlnovou délkou je nepřímo úměrný. Rovnice používaná k převodu mezi účinností a účinností a také pro výpočet nejvyšší potenciální fotosyntetické fotonové účinnosti pro konkrétní spektrum. Tato rovnice se používá k převodu mezi účinností a účinností.
Abychom určili vliv, který mají fotony na rostliny ve vztahu k množství elektrické energie, která je vstupu, získáme příslušné jednotky přeměnou účinnosti LED na jejich účinnost. To je v souladu s jiným fyzickým zákonem známým jako zákon Stark - Einstein, který tvrdí, že pro každý absorbovaný foton je skutečně schopna reagovat pouze jedna molekula. Je možné tento zákon znovu přepracovat tím, že jeden foton je schopen excitovat jeden elektron. Rozsah účinnosti fotonu v této práci je omezen na fotony s vlnovými délkami v rozmezí od 400 do 700 nanometrů, s výjimkou krajně červených LED, které zahrnují fotony s vlnovými délkami až 800 nanometrů. Je běžné, že výrobci LED balíčků hlásí účinnost u lumenů na watt, protože se jedná o smysluplnou metriku pro osvětlení lidského. Tato metrika však není použitelná pro zahradnické osvětlení, protože se jedná o měření fotonů vážených pro lidské vidění založené na citlivosti lidského oka na různé barvy.
LED balíček, který je LED čipem obsaženým v krytu, je to, co se rozumí termínem „LED“ v tomto článku. Kromě usnadnění mechanických a elektrických připojení k příslušenství slouží kryt nebo balení také jako tepelný kanál, ovlivňuje distribuci fotonů a zahrnuje fosforovou vrstvu pro bílé LED (více informací viz níže). LED balíčky jsou cílovým publikem pro standardy výkonu LED. Pokud jsou balíčky LED začleněny do příslušenství, označuje se to jako LED příslušenství.
Základní účinnost LED v jejich jádru
K celkové účinnosti LED diod (LED balíčků), což je produkt těchto tří dílčích účinků, existují tři dílčí účinnosti:
Poměr emitované fotonové energie, exprimovaného v elektronové voltech, k aplikovanému napětí (Vphoton/VF) je definice elektrické účinnosti. Tento poměr je ovlivněn vnitřní elektrickou odporem LED.
Vnitřní kvantová účinnost, známá také jako foton na elektroron, se týká procesu, kterým jsou elektrony přeměněny na fotony. Tento proces je ovlivněn ne-radiačními rekombinačními trasami, které zahrnují nečistoty a mikrofyzikální defekty.
Poměr fotonů, které ponechávají polovodičový materiál LED k celkovému počtu generovaných fotonů, se označuje jako účinnost extrakce fotonu. Tento poměr je ovlivněn jak vnitřním odrazem, tak reabsorpcí. Fráze „ztráty balíčku“ se používá v LED průmyslu k odkazování na jakékoli ztráty, které se vyskytují během procesu sklizně fotonů z LED balíčku. Typy LED balíčků mohou mít v nich širokou škálu variací.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd byl založen v roce 2010. Jedná se o národní high-tech podnikový integrační design, výzkum a vývoj, výroba a prodej vnitřních a venkovních osvětlovacích produktů a také dokáže OEM, ODM. Formore podrobnosti o našich nabídkách.
