จากฟิสิกส์ไปจนถึงการติดตั้งไปจนถึงอาหาร: ประสิทธิภาพของ LED ปัจจุบันและศักยภาพ LED

Mar 03, 2025

ฝากข้อความ

ภาพรวม


เนื่องจากการประดิษฐ์ไดโอดเปล่งแสง (LED) มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในปริมาณโฟตอนที่สามารถแปลงจากพลังงานไฟฟ้า อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ใกล้จะถึงขีด จำกัด ทางกายภาพ ณ จุดที่พลังงานอินพุตทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานในรูปแบบของโฟตอนสังเคราะห์แสงประสิทธิภาพสูงสุดทางทฤษฎีจะบรรลุผล ประสิทธิภาพของไฟ LED สีน้ำเงินสามารถสูงถึง 93%เป็นไปได้สำหรับ "คนผิวขาว" ที่ได้รับการแปลงฟอสเฟอร์ถึง 76%และไฟ LED สีแดงสามารถเข้าถึงได้ 81% เนื่องจากการปรับปรุงเหล่านี้โอกาสใหม่ ๆ สำหรับแสงพืชสวนจึงมีอยู่ ในบทความนี้เราจะหารือเกี่ยวกับหัวข้อต่อไปนี้: (1) ฟิสิกส์พื้นฐานและประสิทธิภาพของ LED; (2) ประสิทธิภาพในปัจจุบันของLEDS- (3) ผลของคุณภาพสเปกตรัมต่อผลผลิตพืช และ (4) ประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ของการติดตั้งพืชสวน สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพผลกระทบทางสเปกตรัมต่อสัณฐานวิทยาของพืชซึ่งแตกต่างจากสปีชีส์ต่อสปีชีส์ สิ่งนี้จะช่วยให้ความก้าวหน้าในการแปลงโฟตอนให้ผล ในทางกลับกันเอฟเฟกต์สเปกตรัมต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นเปรียบได้กับสปีชีส์มาก อย่างไรก็ตามคำจำกัดความที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบันของโฟตอนสังเคราะห์แสงซึ่งมีตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตรอาจต้องมีการดัดแปลงบางอย่าง DROOP ปัจจุบัน, ความร้อนที่ลดลง, ความไร้ประสิทธิภาพของคนขับ (แหล่งจ่ายไฟ) และการสูญเสียแสงเป็นคุณสมบัติสี่ประการที่มีอยู่ในการติดตั้ง LED ทั้งหมด ขีด จำกัด สูงสุดของประสิทธิภาพการติดตั้ง LED ถูกสร้างขึ้นโดยการคูณประสิทธิภาพของแพ็คเกจ LED ด้วยปัจจัยทั้งสี่นี้ เมื่อพิจารณาถึงสถานะปัจจุบันของเทคโนโลยี LED การคำนวณชี้ให้เห็นว่าข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพสำหรับการติดตั้งสีขาวและสีแดงคือ 3.4 µmol J - 1 ในขณะที่สำหรับการติดตั้งสีน้ำเงินและสีแดงขีด จำกัด ประสิทธิภาพคือ 4.1 µmol J - 1 ด้วยการรวมการป้องกันแสงจากน้ำและความชื้นที่มากเกินไปค่าเหล่านี้จะลดลงประมาณ 10% มีการแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพสูงสุดและค่าใช้จ่ายซึ่งเราให้รายละเอียด

led hog barn lights

 

ฟิสิกส์


คำว่า "ประสิทธิภาพ" หมายถึงอัตราส่วนที่มีหน่วยเดียวกันทั้งในตัวเศษและตัวหารและอัตราส่วนเหล่านี้สามารถระบุได้ว่าเป็นเปอร์เซ็นต์ คำว่า "ประสิทธิภาพ LED" หมายถึงอัตราส่วนของเอาต์พุตพลังงานแสงไปยังอินพุตพลังงานไฟฟ้าซึ่งแสดงเป็นวัตต์ต่อวัตต์หรือเปอร์เซ็นต์ คำว่า "ประสิทธิภาพ" หมายถึงอัตราส่วนที่แสดงในหลากหลายหน่วย คำว่า "ประสิทธิภาพ" ถูกนำมาใช้ในด้านแสงของพืชสวนเพื่ออธิบายปริมาณโฟตอนที่ผลิตต่อวินาทีต่อวัตต์ของกระแสไฟฟ้าอินพุต เนื่องจากความจริงที่ว่าวัตต์เท่ากับจูลต่อวินาทีสิ่งนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นถึง µmol ต่อครั้ง ความสัมพันธ์ของพลังค์ - อีนสไตน์ซึ่งมักเรียกว่าสมการของพลังค์คือการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานโฟตอนและความยาวคลื่น การใช้สมการนี้เราจะเห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและความยาวคลื่นเป็นสัดส่วนผกผัน สมการที่ใช้ในการแปลงระหว่างประสิทธิภาพและประสิทธิภาพเช่นเดียวกับการคำนวณประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงที่มีศักยภาพสูงสุดสำหรับสเปกตรัมเฉพาะ สมการนี้ใช้ในการแปลงระหว่างประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ

เพื่อกำหนดอิทธิพลที่โฟตอนมีต่อพืชที่เกี่ยวข้องกับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่เป็นอินพุตเราได้รับหน่วยที่เกี่ยวข้องโดยการแปลงประสิทธิภาพของไฟ LED เป็นประสิทธิภาพของพวกเขา นี่เป็นไปตามกฎทางกายภาพที่แตกต่างกันที่รู้จักกันในชื่อกฎหมายสตาร์ค - อีนสไตน์ซึ่งถือได้ว่าสำหรับโฟตอนทุกอันที่ดูดซับมีเพียงโมเลกุลเดียวเท่านั้นที่สามารถตอบสนองได้ เป็นไปได้ที่จะย้ำกฎหมายนี้โดยระบุว่าโฟตอนหนึ่งมีความสามารถในการกระตุ้นอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ขอบเขตของประสิทธิภาพของโฟตอนในงานนี้ถูก จำกัด ให้โฟตอนที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตรยกเว้นไฟ LED สีแดงไกลซึ่งรวมโฟตอนที่มีความยาวคลื่นสูงถึง 800 นาโนเมตร เป็นเรื่องปกติที่ผู้ผลิตแพคเกจ LED จะรายงานประสิทธิภาพในลูเมนต่อวัตต์เพราะนี่เป็นตัวชี้วัดที่มีความหมายสำหรับการส่องสว่างของมนุษย์ อย่างไรก็ตามตัวชี้วัดนี้ไม่สามารถใช้ได้กับแสงพืชสวนเพราะเป็นการวัดโฟตอนที่ถ่วงน้ำหนักสำหรับการมองเห็นของมนุษย์ตามความไวของดวงตาของมนุษย์ต่อสีที่แตกต่างกัน

แพ็คเกจ LED ซึ่งเป็นชิป LED ที่มีอยู่ภายในที่อยู่อาศัยเป็นสิ่งที่หมายถึงคำว่า "LED" ในบทความนี้ นอกเหนือจากการอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อเชิงกลและไฟฟ้าไปยังการติดตั้งที่อยู่อาศัยหรือบรรจุภัณฑ์ยังทำหน้าที่เป็นช่องทางความร้อนมีอิทธิพลต่อการกระจายของโฟตอนและรวมชั้นฟอสเฟอร์สำหรับ LED สีขาว (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมดูด้านล่าง) แพ็คเกจ LED เป็นกลุ่มเป้าหมายสำหรับมาตรฐานการแสดง LED เมื่อแพ็คเกจ LED ถูกรวมเข้ากับฟิกซ์เจอร์สิ่งนี้จะเรียกว่าติดตั้ง LED
 

ประสิทธิภาพพื้นฐานของ LED ที่แกนกลางของพวกเขา


มีสามประสิทธิภาพย่อยที่นำไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมของ LED (แพ็คเกจ LED) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของประสิทธิภาพย่อยทั้งสามนี้:

อัตราส่วนของพลังงานโฟตอนที่ปล่อยออกมาซึ่งแสดงเป็นโวลต์อิเล็กตรอนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ (VPHOTON/VF) เป็นคำจำกัดความของประสิทธิภาพทางไฟฟ้า อัตราส่วนนี้ได้รับอิทธิพลจากความต้านทานไฟฟ้าภายในของ LED

ประสิทธิภาพควอนตัมภายในหรือที่เรียกว่าโฟตอนต่ออิเล็กตรอนหมายถึงกระบวนการที่อิเล็กตรอนถูกแปลงเป็นโฟตอน กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลจากเส้นทางการรวมตัวกันใหม่ที่ไม่ใช่รังสีซึ่งรวมถึงสิ่งสกปรกและข้อบกพร่องของไมโครฟิสิกส์

อัตราส่วนของโฟตอนที่ปล่อยให้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ LED ต่อจำนวนโฟตอนทั้งหมดที่สร้างขึ้นจะเรียกว่าประสิทธิภาพการสกัดโฟตอน อัตราส่วนนี้ได้รับอิทธิพลจากการสะท้อนภายในและการดูดซึมภายใน วลี "การสูญเสียแพ็คเกจ" ใช้ในอุตสาหกรรม LED เพื่ออ้างถึงการสูญเสียใด ๆ ที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเก็บเกี่ยวโฟตอนจากแพ็คเกจ LED ประเภทแพ็คเกจ LED อาจมีรูปแบบที่หลากหลายในสิ่งเหล่านี้

night hog light

บริษัท Shenzhen Benwei Lighting Technology, Ltd ก่อตั้งขึ้นในปี 2010 เป็นองค์กรระดับสูงขององค์กรไฮเทคที่มีเทคโนโลยีสูงการออกแบบการวิจัยและพัฒนาการผลิตและการขายผลิตภัณฑ์แสงในร่มและกลางแจ้งและยังสามารถทำรายละเอียด ODM. FORMORE เกี่ยวกับข้อเสนอของเรา

ส่งคำถาม