一, Teoretická životnosť: maximálny čas, ktorý môžu polovodičové materiály vydržať
Základný materiál LED svetiel pre rastliny, svetelné-diódy, určuje, ako dlho by teoreticky mali vydržať. LED diódy sú polovodičové-zariadenia, ktoré vyžarujú svetlo rekombináciou elektrónov a dier. Teoreticky to znamená, že tradičné svetelné zdroje nemajú problémy s elektródovou abláciou alebo tavením vlákna. Podľa štandardu Medzinárodnej komisie pre osvetlenie (CIE)-kvalitné LED čipy vydržia 50 000 až 100 000 hodín, keď sú poháňané ustáleným prúdom pri teplote 25 stupňov . To je čas, za ktorý svetelný tok klesne na 70 % svojej pôvodnej hodnoty.
Tieto údaje sú založené na veľkom kroku vpred vo vede o materiáloch:
Optimalizácia štruktúry čipu: Technika Flip Chip spája LED čipy priamo so substrátom pomocou kovových hrbolčekov. Vďaka tomu je odvod tepla trikrát účinnejší ako pri štandardných montážnych čipoch a spomaľuje sa rozklad svetla.
Zlepšenie fluorescenčného prášku: Kvantová účinnosť fluorescenčného prášku-na báze nitridu sa zvýšila na viac ako 90 % a v spojení s technológiou silikónového zapuzdrenia je krivka svetelného rozkladu hladšia. Po 50 000 hodinách používania je svetelný tok v pásme červeného svetla (660 nm) určitého typu rastlinnej lampy stále 82% toho, čo bolo, keď bol nový.
Vylepšenie obvodu ovládača: Integrovaný dizajn čipu s konštantným prúdom udržuje zmeny napätia v rozmedzí ± 1%, aby chránil čip pred poškodením spôsobeným prepäťovými šokmi.
2, Skutočná životnosť: test tepelného manažmentu a spôsobu jeho použitia
Teoreticky by LED svetlá rastlín mali vydržať dlhšie ako v skutočnom živote. Zmeny teploty, vlhkosti a opakované cykly-vypnutia však môžu výrazne skrátiť ich životnosť. Podľa priemyselných štúdií je typická životnosť LED svetiel rastlín v skleníkoch medzi 30 000 a 50 000 hodinami. Hlavné dôvody nezrovnalostí sú:
1. Tepelný manažment: najdôležitejšia časť návrhu odvodu tepla
Ak sa teplota prechodu (teplota prechodu PN) LED svetiel rastlín zvýši o 10 stupňov Celzia, ich životnosť sa skráti na polovicu. Vysoká teplota a vlhkosť skleníka tento problém ešte zhoršujú:
Pasívny odvod tepla: Pri teplote okolia 40 stupňov môžu lampy s chladičmi v tvare hliníka- dosiahnuť teplotu spojenia 85 stupňov , čo skracuje ich životnosť na 30 000 hodín.
Aktívny odvod tepla: Svietidlá s kvapalinovým chladiacim systémom môžu udržiavať teplotu spojenia pod 65 stupňov a vydržať viac ako 50 000 hodín. Napríklad séria Philips GreenPower z Holandska využíva technológiu tepelných trubíc. V skleníkovom teste v Sanya v Hainane bola strata svetla po 40 000 hodinách nepretržitého používania iba 12 %.
2. Napájanie disku: Stabilita je to, čo umožňuje-dlhodobý výkon.
Spoľahlivosť celého svetla závisí od toho, ako dlho vydrží hnací zdroj. Zdroje energie, ktoré nie sú veľmi dobré, sa často pokazia po približne 20 000 hodinách kvôli problémom, ako je starnutie kondenzátora a vysychanie elektrolytu. Vysokokvalitný{4}}napájací zdroj používa keramické a{5}}elektrolytické kondenzátory s dlhou životnosťou (napríklad 105 stupňov / 5000 hodín), ako aj obvody, ktoré chránia pred prepätím, nadprúdom a skratmi. Vďaka tomu môže napájanie vydržať viac ako 50 000 hodín.
3. Prípad použitia: hra, ktorá mení jas a frekvenciu svetiel
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μmol/m²/s) urýchli starnutie triesok. Experimenty odhalili, že PPFD stúpa z 200 μmol/m²/s na 400 μmol/m²/s pri rovnakej teplote spojenia, čo skracuje jeho životnosť o 40 %.
Frekvencia spustenia a zastavenia: LED diódy sa môžu spustiť a zastaviť okamžite, ale príliš časté zapínanie a vypínanie môže spôsobiť tepelný šok. V porovnaní s lampami, ktoré bežia stále, tie, ktoré sa zapínajú a vypínajú viac ako 10-krát denne, vydržia o 25 % menej času.
3, Stratégia predĺženia životnosti: optimalizácia celej reťaze od návrhu až po prevádzku a údržbu
1. Výber materiálov: Prejdite na úroveň riešení na-technickej úrovni
Čip: Čipy Cree XP-G3 a Osram Oslon Square sú najlepšie, pretože pri L70 vydržia viac ako 60 000 hodín.
Fluorescenčný prášok: Použitie fluorescenčného prášku na báze kremičitanu{0}}namiesto zvyčajného sulfidového systému zvyšuje odolnosť voči síre trikrát.
Lepidlo na zapuzdrenie: Aby ste minimalizovali žltnutie, ktoré môže znížiť účinnosť svetla, vyberte organický silikón, ktorý vydrží vysoké teploty (150 stupňov) a UV žiarenie.
2. Konštrukčný dizajn: Urobte silnejšiu cestu pre prúdenie tepla.
Chladič: Má trojúrovňovú{0}}štruktúru odvodu tepla vyrobenú z medeného-hliníkového kompozitného substrátu, tepelnej trubice a rebier. Tepelný odpor je menší ako 0,5 stupňa /W.
Optická šošovka: Šošovka je vyrobená z PC materiálu, ktorý prepúšťa viac ako 92 % svetla a vydrží dlhšie ako akryl.
Konštrukcia ochrany IP67 môže odolať erózii vodnej pary, ktorú spôsobuje skleníkový postrekovací systém.
3. Riadenie prevádzky a údržby: Používanie svetiel vedeckým spôsobom, aby vydržali dlhšie
Stratégia osvetlenia: Zmeňte PPFD dynamicky na základe potrieb elektrární, aby ste sa vyhli neustálemu chodu na plný výkon. Napríklad PPFD 150 μmol/m 2/s sa aplikovalo, keď boli šalátové rastliny sadenice, a zvýšilo sa na 250 μmol/m 2/s, keď boli dospelé.
Čistiaci cyklus: Aby sa tepelný odpor nezvýšil, každé tri mesiace očistite povrch radiátora od prachu.
Riešenie pre zálohovanie: Pomocou architektúry dvojokruhového napájacieho zdroja sa automaticky zmení na záložnú lampu, keď jedna lampa zhasne, čo znižuje frekvenciu zapínania a vypínania.
