Een overzicht
Sinds de uitvinding van licht-emitterende diodes (LED's) is er een aanzienlijke toename van de hoeveelheid fotonen die kan worden omgezet uit elektrische energie; Desalniettemin komt dit dicht bij het bereiken van een fysieke limiet. Op het punt dat alle invoersenergie wordt omgezet in energie in de vorm van fotosynthetische fotonen, wordt de theoretische maximale efficiëntie bereikt. De efficiëntie van blauwe LED's kan tot 93%bereiken, het is mogelijk dat fosfor-geconverteerde "blanken" 76%bereiken en rode LED's kunnen 81%bereiken. Vanwege deze verbeteringen zijn nieuwe prospects voor tuinbouwverlichting beschikbaar. In dit artikel zullen we de volgende onderwerpen bespreken: (1) de onderliggende fysica en efficiëntie van LED's; (2) de huidige werkzaamheid vanLED's; (3) het effect van spectrale kwaliteit op de output van gewassen; en (4) de potentiële werkzaamheid van tuinbouwarmaturen. Dit kan worden bereikt door de spectrale effecten op de plantenmorfologie te optimaliseren, die verschillen van soort tot soort. Dit maakt het mogelijk om vooruitgang in de conversie van fotonen op te geven. Aan de andere kant zijn spectrumeffecten op fotosynthese zeer vergelijkbaar tussen soorten; Desalniettemin vereist de momenteel geaccepteerde definitie van fotosynthetische fotonen, die varieert van 400 tot 700 nanometers, misschien enige aanpassing. Huidige hangen, hitte, driver (voeding) inefficiënties en optische verliezen zijn de vier kenmerken die inherent zijn aan alle LED -armaturen. De bovenste limiet van de werkzaamheid van LED -armatuur wordt vastgesteld door de werkzaamheid van het LED -pakket met deze vier factoren te vermenigvuldigen. Gezien de huidige status van LED -technologie, suggereren de berekeningen dat de werkzaamheidsbeperkingen voor witte en rode armaturen 3,4 µmol J - 1 zijn, terwijl voor blauwe en rode armaturen de werkzaamheidslimieten 4,1 µmol J - 1 zijn. Door optische bescherming tegen water en overmatige vochtigheid op te nemen, worden deze waarden met ongeveer 10%verminderd. Er zijn afwegingen tussen piekefficiëntie en kosten, die we beschrijven.
Natuurkunde
De term "efficiëntie" verwijst naar verhoudingen met dezelfde eenheden in zowel de teller als de noemer, en deze verhoudingen kunnen als een percentage worden vermeld. De term "LED -efficiëntie" verwijst naar de verhouding van het optische vermogensuitgang tot de ingang van elektrische vermogen, uitgedrukt als watt per watt of percentage. De term "werkzaamheid" verwijst naar verhoudingen die in verschillende eenheden worden uitgedrukt. De term "werkzaamheid" wordt gebruikt op het gebied van tuinbouwverlichting om de hoeveelheid fotonen te beschrijven die per seconde per seconde worden geproduceerd per watt input elektriciteit. Vanwege het feit dat een watt gelijk is aan een joule per seconde, kan dit worden vereenvoudigd tot µmol per keer. De Planck -Einstein -relatie, die vaak wordt genoemd als de vergelijking van Planck, is een wiskundige uitdrukking die de relatie tussen fotonenergie en golflengte beschrijft. Met behulp van deze vergelijking kunnen we zien dat de relatie tussen energie en golflengte omgekeerd evenredig is. Vergelijking die wordt gebruikt om te converteren tussen efficiëntie en werkzaamheid, en om de hoogste potentiële fotosynthetische fotoneffectiviteit voor een bepaald spectrum te berekenen. Deze vergelijking wordt gebruikt om te converteren tussen efficiëntie en werkzaamheid.
Om de invloed te bepalen die fotonen hebben op planten in relatie tot de hoeveelheid elektrische stroom die is ingevoerd, verkrijgen we de relevante eenheden door de efficiëntie van LED's om te zetten in hun werkzaamheid. Dit is in overeenstemming met een andere fysieke wet die bekend staat als de Stark -Einstein -wet, die van mening is dat voor elk geabsorbeerd foton slechts één molecuul in staat is te reageren. Het is mogelijk om deze wet te herformuleren door te stellen dat één foton in staat is om één elektron te verontschuldigen. De reikwijdte van de effectiviteit van foton in dit werk is beperkt tot fotonen met golflengten variërend van 400 tot 700 nanometer, met uitzondering van verse LED's, die fotonen met golflengten bevatten zo hoog als 800 nanometers. Het is gebruikelijk dat LED -pakketmakers de werkzaamheid in lumen per watt melden, omdat dit een zinvolle metriek is voor menselijke verlichting. Deze metriek is echter niet van toepassing op tuinbouwverlichting omdat het een meting is van fotonen die zijn gewogen voor menselijk zicht op basis van de gevoeligheid van het menselijk oog voor verschillende kleuren.
Een LED -pakket, de LED -chip in een behuizing, is wat wordt bedoeld met de term "LED" in dit artikel. Naast het faciliteren van mechanische en elektrische verbindingen met het armatuur, dient de behuizing of verpakking ook als een warmtekanaal, beïnvloedt de verdeling van fotonen en bevat de fosforlaag voor witte LED's (voor meer informatie, zie hieronder). LED -pakketten zijn de doelgroep voor LED -prestatienormen. Wanneer LED -pakketten in een armatuur worden opgenomen, wordt dit een LED -armatuur genoemd.
LED's fundamentele efficiëntie in hun kern
Er zijn drie subefficiënties die bijdragen aan de algehele efficiëntie van LED's (LED-pakketten), wat het product is van deze drie subefficiënties:
De verhouding van de uitgezonden fotonenergie, uitgedrukt in elektronenvolt, tot de toegepaste spanning (VPHOTON/VF) is de definitie van elektrische efficiëntie. Deze verhouding wordt beïnvloed door de interne elektrische weerstand van de LED.
De interne kwantumefficiëntie, ook bekend als het foton per elektron, verwijst naar het proces waarmee elektronen worden omgezet in fotonen. Dit proces wordt beïnvloed door niet-radiatieve recombinatieroutes, waaronder onzuiverheden en microfysische defecten.
De verhouding van fotonen die het LED -halfgeleidermateriaal tot het totale aantal gegenereerde fotonen overlaten, wordt de fotonextractie -efficiëntie genoemd. Deze verhouding wordt beïnvloed door zowel interne reflectie als reabsorptie. De uitdrukking "pakketverliezen" wordt in de LED -industrie gebruikt om te verwijzen naar eventuele verliezen die plaatsvinden tijdens het oogsten van fotonen uit een LED -pakket. De LED -pakkettypen kunnen hierin een breed scala aan variaties hebben.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd werd opgericht in 2010. Het is een nationale hightech-onderneming die design, R&D, productie en verkoop van binnen- en buitenverlichtingsproducten integreert en ook OEM, ODM .Formore Details over onze aanbiedingen, contact met ons op BWZM18@ledBenWeilting.com
