一, Teoretisk levetid: den maksimale tiden som halvledermaterialer kan vare
Grunnmaterialet til LED-plantelys,-lysemitterende dioder, avgjør hvor lenge de skal vare i teorien. LED-er er halvlederenheter i solid-tilstand som sender ut lys ved å rekombinere elektroner og hull. I teorien betyr dette at tradisjonelle lyskilder ikke har problemer med elektrodeablasjon eller filamentsmelting. I henhold til International Commission on Illumination-standarden (CIE) kan LED-brikker av høy-kvalitet vare i 50 000 til 100 000 timer når de drives av en jevn strøm ved en temperatur på 25 grader. Dette er tiden det tar før lysstrømmen faller til 70 % av den opprinnelige verdien.
Disse dataene er basert på et stort skritt fremover innen materialvitenskap:
Optimalisering av brikkestruktur: Flip Chip-teknikk kobler LED-brikker direkte til underlaget med metallhumper. Dette gjør varmespredningen tre ganger mer effektiv enn med standard monteringsbrikker og bremser lysnedgangen.
Forbedring av fluorescerende pulver: Kvanteeffektiviteten til nitrid--basert fluorescerende pulver har gått opp til over 90 %, og når det kobles sammen med silikoninnkapslingsteknologi, gjør det lysforfallskurven jevnere. Etter 50 000 timers bruk er lysstrømmen for rødt lysbånd (660nm) for en bestemt type plantelampe fortsatt 82 % av hva den var da den var ny.
Driverkretsoppgradering: Konstantstrømdriverbrikkens integrerte design holder spenningsendringene innenfor ± 1 % for å beskytte brikken mot skade forårsaket av overspenningsstøt.
2, Faktisk levetid: en test av både termisk styring og hvordan den skal brukes
I teorien skal LED-plantelys vare lenger enn de gjør i det virkelige liv. Men ting som endringer i temperatur, fuktighet og gjentatte på-av-sykluser kan gjøre at de varer mye kortere. I følge bransjestudier er den typiske levetiden til LED-plantelys i drivhus mellom 30 000 og 50 000 timer. De viktigste årsakene til avvikene er:
1. Termisk styring: den viktigste delen av et varmeavledningsdesign
Hvis overgangstemperaturen (PN-krysstemperatur) til LED-plantelys øker med 10 grader Celsius, halveres forventet levetid. Drivhusets høye temperatur og fuktighet gjør dette problemet verre:
Passiv varmeavledning: Ved en omgivelsestemperatur på 40 grader kan lamper med aluminium-formet varmeavleder oppnå en overgangstemperatur på 85 grader, noe som forkorter levetiden til 30 000 timer.
Aktiv varmespredning: Lamper med væskekjølesystemer kan holde overgangstemperaturen under 65 grader og vare i mer enn 50 000 timer. Philips GreenPower-serien fra Nederland, for eksempel, bruker varmerørteknologi. I en drivhustest i Sanya, Hainan, var lystapet etter 40 000 timer med kontinuerlig bruk bare 12 %.
2. Strømforsyning til stasjonen: Stabilitet er det som gjør langsiktig-ytelse mulig.
Påliteligheten til hele lyset avhenger av hvor lenge drivkraftkilden varer. Strømkilder som ikke er veldig gode bryter ofte ned etter omtrent 20 000 timer på grunn av problemer som kondensatoraldring og elektrolytttørking. Drivkraftforsyningen av høy-kvalitet bruker keramiske og lang-elektrolytiske kondensatorer (for eksempel 105 grader /5000 timer), samt kretser som beskytter mot overspenning, overstrøm og kortslutning. Dette kan gjøre at strømforsyningen varer i mer enn 50 000 timer.
3. Use case: et spill som endrer lysstyrken og frekvensen til lysene
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μ mol/m ²/s) vil fremskynde aldring av flis. Eksperimenter har avdekket at PPFD går opp fra 200 μ mol/m ²/s til 400 μ mol/m ²/s ved samme overgangstemperatur, noe som reduserer levetiden med 40 %.
Frekvens for start og stopp: LED-lamper kan starte og stoppe umiddelbart, men å slå dem av og på for ofte kan gi termisk stresssjokk. Sammenlignet med lamper som går hele tiden, varer de som starter og stopper mer enn 10 ganger om dagen 25 % kortere tid.
3, Strategi for å forlenge levetiden: optimalisering av hele kjeden fra design til drift og vedlikehold
1. Velge materialer: Gå opp til løsninger på teknisk-nivå
Chip: Cree XP-G3- og Osram Oslon Square-brikkene er de beste siden de varer i mer enn 60 000 timer på L70.
Fluorescerende pulver: Bruk av silikatbasert-fluorescerende pulver i stedet for det vanlige sulfidsystemet gjør svovelbestandigheten tre ganger bedre.
Innkapslingslim: For å minimere gulning, som kan gjøre lys mindre effektivt, velg organisk silikon som tåler høye temperaturer (150 grader) og UV-stråling.
2. Strukturell design: Gjør banen for varme til å strømme sterkere.
Kjøleribben: Den har en tre-nivå varmeavledningsstruktur laget av kobber-aluminiumkomposittsubstrat, varmerør og finner. Den termiske motstanden er mindre enn 0,5 grader /W.
Optisk linse: Linsen er laget av PC-materiale, som slipper mer enn 92 % av lyset igjennom og varer lenger enn akryl.
IP67-beskyttelsesdesign tåler vanndamperosjonen som drivhusspraysystemet forårsaker.
3. Ledelse av drift og vedlikehold: Bruke lys på en vitenskapelig måte for å få dem til å vare lenger
Lysstrategi: Endre PPFD dynamisk basert på behovene til plantene for å unngå å kjøre på full kraft hele tiden. For eksempel ble PPFD 150 μ mol/m ²/s brukt når salatplantene var frøplanter, og den ble hevet til 250 μ mol/m ²/s da de var voksne.
Rengjøringssyklus: For å unngå at den termiske motstanden øker, rengjør du støvet fra radiatorens overflate hver tredje måned.
Løsning for backup: Ved å bruke en strømforsyningsarkitektur med to kretser skifter den automatisk til reservelampen når en lampe slukker, noe som reduserer hvor ofte den må starte og stoppe.
