一, Tehničko načelo: temeljna razlika između luminiscencije poluvodiča i upravljanja toplinskim gubicima.
Način na koji tipični izvori svjetlosti emitiraju svjetlost ograničava njihovu sposobnost učinkovite pretvorbe energije:
Fluorescentna svjetiljka: fluorescentni prah daje svjetlost ionizirajući živinu paru. Ima samo svjetlosnu učinkovitost od 50-70 lumena/watt (lm/W) i za pokretanje mu je potreban balast, koji koristi još više energije. Njegov spektar ima puno ne-fotosintetski aktivnog zračenja, poput infracrvenog, što znači da se oko 70% električne energije pretvara u toplinsku energiju.
Žarulja s metalnim halogenima koristi luk-visoke temperature za pobuđivanje metalnih halogena i njihovo zračenje. Svjetlosna učinkovitost može biti čak 90-140 lm/W, ali radna temperatura može biti preko 1000 stupnjeva, a gubi se više od 60% toplinskog zračenja. Da bi nastavio raditi, potreban mu je sustav hlađenja.
Boja akvarija-Promjena vodootporne rasvjeteemitiraju svjetlost izravno kroz rekombinaciju elektronskih šupljina u poluvodičkim PN spojevima, sa svjetlosnom učinkovitošću do 50-200 lm/W, a spektar se može precizno prilagoditi rasponu fotosintetski aktivnog zračenja (PAR, 400-700nm). Na primjer, plavo svjetlo (450 nm) i crveno svjetlo (660 nm) određene marke LED svjetla za akvarij čine više od 80% ukupnog izlaza svjetla, a potrošnja energije više je od tri puta veća nego kod uobičajenih izvora svjetlosti. Također, LED koristi DC pogon, što znači da nema gubitka balasta, a radi samo na temperaturama između 40 i 60 stupnjeva Celzijusa, što uvelike smanjuje troškove toplinskog upravljanja.
2, Usporedba korištenja energije: kvantitativno ispitivanje laboratorijskih podataka i stvarnih-situacija
1. Razlike u tome koliko svjetla jedinica emitira i koliko energije koristi
Na primjer, ako želite dobiti PAR vrijednost od 1000 μ mol/m²/s:
Fluorescentna svjetiljka: treba oko 250 W snage i koristi 2190 kWh energije svake godine (na temelju 12 sati korištenja dnevno).
Metalhalogena žarulja treba otprilike 150 W snage, ali također treba i ventilator za hlađenje koji troši oko 20 W. Ukupna potrošnja energije je 1460 kWh/god.
LED svjetla troše samo 80 W snage i troše 700 kWh godišnje. Koriste 68% manje energije od fluorescentnih svjetala i 52% manje energije od metalnih halogenih svjetala.
2. Potvrđivanje slučajeva tvorničkog uzgoja
Partnerstvo između Sveučilišta Dalian Ocean i tvrtki za uzgoj račića u Zhangzhouu, pokrajina Fujian pokazuje da je nakon instaliranja prilagođenog sustava LED rasvjete potrošnja energije po jedinici proizvodnje pala s 0,8 kWh/kg na 0,3 kWh/kg. Ovo štedi više od 120 000 juana godišnje na računima za struju. Sustav maksimalno iskorištava svjetlosnu energiju dinamičkom promjenom spektra (s plavim svjetlom kao glavnim izvorom za poticanje hranjenja tijekom dana i crvenim svjetlom kao glavnim izvorom za smanjenje stresa noću).
3. Scena obiteljskog akvarija
Na primjer, akvarij 60 cm × 30 cm × 40 cm:
Tradicionalna opcija su dvije fluorescentne žarulje od 40 W koje troše 350 kWh električne energije svake godine.
LED rješenje: jedna LED lampa punog{1}}spektra od 24 W koja koristi 105 kWh energije godišnje i ne treba je često mijenjati (fluorescentna lampa traje otprilike 8000 sati, dok LED traje do 50000 sati).
3, Životni ciklus: Potpuni napredak od novih materijala do dizajna sustava
1. Razlike u trajanju materijala jezgre
Žarulja s fluorescentnim svjetlom: Isparavanje žarne niti uzrokuje slabljenje svjetla, a vlažno okruženje ubrzava oksidaciju elektroda, što znači da se stvarni životni vijek skraćuje za više od 30%.
Metalhalogena žarulja: lučna cijev postaje crna, što svjetlo čini manje učinkovitim. Žarulja traje oko 12 000 sati, ali njezino često paljenje i gašenje može joj prepoloviti život (početna udarna struja je tri puta veća od struje-stacionarnog stanja).
LED: Izrađen je od poluvodičkih materijala sa širokim pojasnim razmakom kao što je galijev nitrid (GaN) i trebao bi trajati više od 100 000 sati. Stvarni proizvod traje dulje zbog sljedećeg dizajna:
Inkapsulacija od epoksidne smole sprječava vlagu i sol da nagrizaju LED svjetla. U morskoj vodi IP67 vodootporna LED svjetla mogu trajati do 50 000 sati.
Pokretni krug konstantne struje: određena vrsta LED svjetla za akvarij zadržava 90% izvornog intenziteta svjetla nakon 30 000 sati kako bi se izbjegao gubitak svjetla zbog promjena struje.
Optimiziranje rasipanja topline: temperatura spoja održava se ispod 60 stupnjeva s aluminijskom podlogom i hladnjakom u obliku peraja. To je 40 stupnjeva niže nego kod uobičajenih izvora svjetlosti.
2. Usporedba troškova cijelog životnog ciklusa na temelju 10-godišnjeg ciklusa korištenja:
Fluorescentna svjetiljka: Održavanje lampe košta 600 juana, što znači zamjenu cijevi 12 puta (50 juana svaki put). Cijeli trošak je 22500 juana, što uključuje struju.
LED svjetla: ne morate ih mijenjati, a njihova snaga košta samo 7000 juana, što je samo 31% cijene opcije fluorescentnog svjetla.
4, Koristi za okoliš: Vrijednost kontrole onečišćenja u poslovanju i održivom razvoju
1. Uklanjanje rizika od onečišćenja živom
Svaka fluorescentna lampa ima otprilike 5 do 10 miligrama žive u sebi. Kad se svake godine baci 1 milijarda fluorescentnih svjetiljki, one oslobađaju 50 do 100 tona žive, koja dugotrajno zagađuje vodu i tlo. Živa i olovo se ne nalaze u LED diodama. Nakon što se bace, vrijedni metali poput srebra i galija mogu se lako rastaviti i ponovno upotrijebiti.
2. Pomoć pri smanjenju emisije ugljika
Na primjer, u kineskoj industriji akvakulture, zamjena sadašnjih fluorescentnih svjetala LED-ima i izračunavanje godišnje potrošnje električne energije od 10 milijardi kWh smanjilo bi emisije ugljičnog dioksida za 8 milijuna tona (0,8 kg/kWh). To je isto kao da posadite 440 milijuna stabala za očuvanje okoliša.
3. Dizajn koji je dobar za okoliš
Neka LED svjetla za akvarije dolaze s foto biosenzorima koji mogu provjeravati kvalitetu vode u stvarnom vremenu i održavati ekosustav u ravnoteži promjenom spektra. Na primjer, kada je količina algi veća od normalne, automatsko povećanje crvenog svjetla (660 nm) zaustavlja reprodukciju algi i smanjuje potrebu za kemijskim sredstvima za uklanjanje algi.
