Gambaran umum
Karena penemuan dioda pemancar cahaya (LED), telah terjadi peningkatan jumlah foton yang dapat dikonversi dari energi listrik; Namun demikian, ini hampir mencapai batas fisik. Pada titik bahwa semua energi input diubah menjadi energi dalam bentuk foton fotosintesis, efisiensi maksimum teoritis tercapai. Efisiensi LED biru dapat mencapai hingga 93%, dimungkinkan untuk "kulit putih" yang dikonversi fosfor untuk mencapai 76%, dan LED merah dapat mencapai 81%. Karena peningkatan ini, prospek baru untuk pencahayaan hortikultura telah tersedia. Dalam artikel ini, kita akan membahas topik -topik berikut: (1) fisika yang mendasari dan efisiensi LED; (2) kemanjuran saat iniLED; (3) efek kualitas spektral pada output tanaman; dan (4) potensi kemanjuran perlengkapan hortikultura. Ini dapat dicapai dengan mengoptimalkan dampak spektral pada morfologi tanaman, yang berbeda dari spesies ke spesies. Ini akan memungkinkan kemajuan dalam konversi foton untuk menghasilkan. Di sisi lain, efek spektrum pada fotosintesis sangat sebanding dengan spesies; Namun demikian, definisi foton fotosintesis yang saat ini diterima, yang berkisar antara 400 hingga 700 nanometer, mungkin memerlukan beberapa modifikasi. Terkulai saat ini, heat droop, inefisiensi driver (catu daya), dan kerugian optik adalah empat karakteristik yang melekat pada semua perlengkapan LED. Batas atas kemanjuran perlengkapan LED ditetapkan dengan mengalikan kemanjuran paket LED oleh empat faktor ini. Mempertimbangkan keadaan teknologi LED saat ini, perhitungan menunjukkan bahwa keterbatasan kemanjuran untuk perlengkapan putih dan merah adalah 3,4 μmol J - 1, sedangkan untuk perlengkapan biru dan merah, batas kemanjurannya adalah 4,1 μmol J - 1. Dengan memasukkan perlindungan optik terhadap air dan kelembaban yang berlebihan, nilai -nilai ini dikurangi sekitar 10%. Ada pengorbanan antara kemanjuran puncak dan biaya, yang kami detail.
Fisika
Istilah "efisiensi" mengacu pada rasio yang memiliki unit yang sama di pembilang dan penyebut, dan rasio ini dapat dinyatakan sebagai persentase. Istilah "efisiensi LED" mengacu pada rasio output daya optik terhadap input daya listrik, dinyatakan sebagai watt per watt atau persen. Istilah "kemanjuran" mengacu pada rasio yang dinyatakan dalam berbagai unit. Istilah "kemanjuran" digunakan di bidang pencahayaan hortikultura untuk menggambarkan jumlah foton yang diproduksi per detik per watt listrik input. Karena fakta bahwa watt sama dengan joule per detik, ini dapat disederhanakan menjadi μmol per waktu. Hubungan Planck -Einstein, yang sering disebut sebagai persamaan Planck, adalah ekspresi matematika yang menggambarkan hubungan antara energi foton dan panjang gelombang. Dengan menggunakan persamaan ini, kita dapat melihat bahwa hubungan antara energi dan panjang gelombang berbanding terbalik. Persamaan yang digunakan untuk mengonversi antara efisiensi dan kemanjuran, serta untuk menghitung kemanjuran foton fotosintesis potensial tertinggi untuk spektrum tertentu. Persamaan ini digunakan untuk mengonversi antara efisiensi dan kemanjuran.
Untuk menentukan pengaruh yang dimiliki foton pada tanaman sehubungan dengan jumlah daya listrik yang input, kami memperoleh unit yang relevan dengan mengubah efisiensi LED menjadi kemanjurannya. Ini sesuai dengan hukum fisik yang berbeda yang dikenal sebagai hukum Stark -Einstein, yang menyatakan bahwa untuk setiap foton yang diserap, hanya satu molekul yang sebenarnya mampu bereaksi. Dimungkinkan untuk menyatakan kembali undang -undang ini dengan menyatakan bahwa satu foton mampu mengeksitasi satu elektron. Ruang lingkup kemanjuran foton dalam karya ini terbatas pada foton dengan panjang gelombang mulai dari 400 hingga 700 nanometer, dengan pengecualian LED merah jauh, yang menggabungkan foton dengan panjang gelombang setinggi 800 nanometer. Adalah umum bagi pembuat paket LED untuk melaporkan kemanjuran dalam lumens per watt karena ini adalah metrik yang berarti untuk pencahayaan manusia. Namun, metrik ini tidak berlaku untuk pencahayaan hortikultura karena merupakan pengukuran foton yang ditimbang untuk penglihatan manusia berdasarkan sensitivitas mata manusia terhadap warna yang berbeda.
Paket LED, yang merupakan chip LED yang terkandung dalam perumahan, adalah apa yang dimaksud dengan istilah "LED" dalam artikel ini. Selain memfasilitasi koneksi mekanis dan listrik ke fixture, perumahan atau kemasan juga berfungsi sebagai saluran panas, memengaruhi distribusi foton, dan menggabungkan lapisan fosfor untuk LED putih (untuk informasi lebih lanjut, lihat di bawah). Paket LED adalah audiens target untuk standar kinerja LED. Ketika paket LED dimasukkan ke dalam fixture, ini disebut sebagai perlengkapan LED.
Efisiensi mendasar LED pada intinya
Ada tiga sub-efisiensi yang berkontribusi pada efisiensi keseluruhan LED (paket LED), yang merupakan produk dari tiga sub-efisiensi ini:
Rasio energi foton yang dipancarkan, yang dinyatakan dalam volt elektron, dengan tegangan yang diterapkan (vphoton/vf) adalah definisi efisiensi listrik. Rasio ini dipengaruhi oleh resistensi listrik internal LED.
Efisiensi kuantum internal, juga dikenal sebagai foton per elektron, mengacu pada proses dimana elektron dikonversi menjadi foton. Proses ini dipengaruhi oleh rute rekombinasi non-radiatif, yang meliputi kotoran dan cacat mikrofisika.
Rasio foton yang meninggalkan bahan semikonduktor LED ke jumlah total foton yang dihasilkan disebut sebagai efisiensi ekstraksi foton. Rasio ini dipengaruhi oleh refleksi internal dan reabsorpsi. Ungkapan "kerugian paket" digunakan dalam industri LED untuk merujuk pada kerugian yang terjadi selama proses memanen foton dari paket LED. Jenis paket LED mungkin memiliki berbagai variasi dalam hal ini.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd didirikan pada tahun 2010. Ini adalah desain integrasi perusahaan teknologi tinggi nasional, R&D, produksi dan penjualan produk pencahayaan indoor dan outdoor dan juga dapat melakukan rincian OEM, ODM. BRFORMORE tentang penawaran kami, silakan hubungi di bwzm18@ledbenweilighting.com
