En oversikt
Siden oppfinnelsen av lysemitterende dioder (LED), har det vært en betydelig økning i mengden fotoner som kan konverteres fra elektrisk energi; Likevel nærmer dette seg å nå en fysisk grense. På det punktet at all inngangsenergi blir transformert til energi i form av fotosyntetiske fotoner, oppnås den teoretiske maksimale effektiviteten. Effektiviteten til blå lysdioder kan nå opp til 93%, det er mulig for fosfor-konverterte "hvite" å nå 76%, og røde lysdioder kan nå 81%. På grunn av disse forbedringene har nye utsikter til hagebruksbelysning blitt tilgjengelige. I denne artikkelen vil vi diskutere følgende emner: (1) den underliggende fysikken og effektiviteten til lysdioder; (2) Den nåværende effekten avLED -er; (3) effekten av spektral kvalitet på avlingsutgangen; og (4) den potensielle effekten av hagebrukarmaturer. Dette kan oppnås ved å optimalisere spektrale påvirkninger på plantemorfologi, som skiller seg fra arter til arter. Dette vil gi rom for at fremskritt innen konvertering av fotoner gir utbytte. På den annen side er spektrumeffekter på fotosyntesen svært sammenlignbare på tvers av arter; Likevel kan den for tiden aksepterte definisjonen av fotosyntetiske fotoner, som varierer fra 400 til 700 nanometer, kreve en viss modifisering. Nåværende dropp, varmefall, fører (strømforsyning) ineffektivitet og optiske tap er de fire egenskapene som er iboende for alle LED -inventar. Den øverste grensen for LED -armatureffektivitet etableres ved å multiplisere LED -pakkenes effekt med disse fire faktorene. Tatt i betraktning den nåværende tilstanden av LED -teknologi, antyder beregningene at effektivitetsbegrensningene for hvite og røde inventar er 3,4 umol J - 1, mens for blå og røde inventar er effektgrensene 4,1 µmol J - 1. Ved å inkludere optisk beskyttelse mot vann og overdreven fuktighet, reduseres disse verdiene med rundt 10%. Det er avveininger mellom topp effekt og kostnader, som vi detaljerte.
Fysikk
Begrepet "effektivitet" refererer til forhold som har de samme enhetene i både telleren og nevneren, og disse forholdstallene kan oppgis i prosent. Begrepet "LED -effektivitet" refererer til forholdet mellom den optiske effektutgangen og den elektriske effektinngangen, uttrykt som watt per watt eller prosent. Begrepet "effekt" refererer til forhold som kommer til uttrykk i en rekke enheter. Begrepet "effektivitet" brukes innen hagebruksbelysning for å beskrive mengden fotoner som produseres per sekund per watt inngangs elektrisitet. På grunn av det faktum at en watt er lik en joule per sekund, kan dette forenkles til µmol per tid. Planck - Einstein -forholdet, som ofte blir referert til som Plancks ligning, er et matematisk uttrykk som beskriver forholdet mellom fotonenergi og bølgelengde. Ved å bruke denne ligningen kan vi se at forholdet mellom energi og bølgelengde er omvendt proporsjonalt. Ligning som brukes til å konvertere mellom effektivitet og effekt, samt å beregne den høyeste potensielle fotosyntetiske fotoneffektiviteten for et bestemt spekter. Denne ligningen brukes til å konvertere mellom effektivitet og effekt.
For å bestemme påvirkningen som fotoner har på planter i forhold til mengden elektrisk kraft som er innspill, oppnår vi de aktuelle enhetene ved å konvertere effektiviteten til lysdioder til effektiviteten deres. Dette er i samsvar med en annen fysisk lov kjent som Stark -Einstein -loven, som holder at for hvert foton som er absorbert, bare ett molekyl faktisk er i stand til å reagere. Det er mulig å gjenskape denne loven ved å oppgi at ett foton er i stand til å eksitere ett elektron. Omfanget av fotoneffektivitet i dette arbeidet er begrenset til fotoner med bølgelengder fra 400 til 700 nanometer, med unntak av farrøde lysdioder, som inneholder fotoner med bølgelengder så høye som 800 nanometer. Det er vanlig at LED -pakkeprodusenter rapporterer om effektivitet i lumen per watt fordi dette er en meningsfull beregning for menneskelig belysning. Imidlertid er denne beregningen ikke anvendelig for hagebruksbelysning fordi den er en måling av fotoner vektet for menneskets syn basert på det menneskelige øyes følsomhet for forskjellige farger.
En LED -pakke, som er LED -brikken som er inneholdt i et hus, er det som menes med begrepet "LED" i denne artikkelen. I tillegg til å tilrettelegge for mekaniske og elektriske tilkoblinger til armaturen, fungerer huset eller emballasjen også som en varmekanal, påvirker fordelingen av fotoner og inneholder fosforlaget for hvite lysdioder (for mer informasjon, se nedenfor). LED -pakker er målgruppen for LED ytelsesstandarder. Når LED -pakker er integrert i en inventar, blir dette referert til som en LED -armatur.
LEDs grunnleggende effektivitet i kjernen
Det er tre under-effektiviteter som bidrar til den generelle effektiviteten av LED-er (LED-pakker), som er produktet av disse tre under-effektive:
Forholdet mellom den utsendte fotonenergien, uttrykt i elektron volt, til den påførte spenningen (VPhoton/VF) er definisjonen av elektrisk effektivitet. Dette forholdet er påvirket av LEDs interne elektriske motstand.
Den interne kvanteeffektiviteten, også kjent som fotonet per elektron, refererer til prosessen der elektroner omdannes til fotoner. Denne prosessen påvirkes av ikke-strålende rekombinasjonsveier, som inkluderer urenheter og mikrofysiske defekter.
Forholdet mellom fotoner som etterlater LED -halvledermaterialet til det totale antallet fotoner som genereres blir referert til som fotonekstraksjonseffektiviteten. Dette forholdet påvirkes av både intern refleksjon og reabsorpsjon. Uttrykket "pakketap" brukes i LED -bransjen for å referere til tap som oppstår under prosessen med å høste fotoner fra en LED -pakke. LED -pakketypene kan ha et bredt spekter av variasjoner i disse.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd ble opprettet i 2010. Det er et nasjonalt høyteknologisk foretak som integrerer design, FoU, produksjon og salg av innendørs og utendørs belysningsprodukter og kan også gjøre OEM, ODM. Former detaljer om tilbudene våre, vennligst kontakt oss på bwzm18@ledbenweilight.com
