一,Durata de viață teoretică: perioada maximă de timp pe care o pot rezista materialele semiconductoare
Materialul de bază al luminilor cu LED-uri pentru plante, diode-emițătoare de lumină, determină cât timp ar trebui să reziste în teorie. LED-urile sunt dispozitive semiconductoare cu stare solidă-care emit lumină prin recombinarea electronilor și a găurilor. În teorie, aceasta înseamnă că sursele tradiționale de lumină nu au probleme cu ablația electrozilor sau cu topirea filamentului. Conform standardului Comisiei Internaționale pentru Iluminare (CIE), cipurile LED-de înaltă calitate pot dura între 50.000 și 100.000 de ore atunci când sunt conduse de un curent constant la o temperatură de 25 de grade . Acesta este timpul necesar pentru ca fluxul luminos să scadă la 70% din valoarea sa inițială.
Aceste date se bazează pe un mare pas înainte în știința materialelor:
Optimizarea structurii cipului: Tehnica Flip Chip conectează cipurile LED direct la substrat cu umflături metalice. Acest lucru face ca disiparea căldurii să fie de trei ori mai eficientă decât cu cipurile standard de asamblare și încetinește degradarea luminii.
Îmbunătățirea pulberii fluorescente: eficiența cuantică a pulberii fluorescente pe bază de nitrură{0}}a crescut la peste 90% și, atunci când este asociată cu tehnologia de încapsulare cu silicon, face curba de degradare a luminii mai netedă. După 50.000 de ore de utilizare, fluxul luminos al benzii roșii (660nm) al unui anumit tip de lampă pentru plante este încă 82% față de ceea ce era când era nou.
Actualizarea circuitului driverului: Designul integrat al cipului driverului cu curent constant menține modificările de tensiune în ± 1% pentru a proteja cipul de daune cauzate de șocuri de supratensiune.
2, Durata de viață reală: un test atât al managementului termic, cât și al modului în care va fi utilizat
În teorie, luminile LED pentru plante ar trebui să dureze mai mult decât în viața reală. Cu toate acestea, lucruri precum schimbările de temperatură, umiditate și ciclurile repetate de pornire-oprit le pot face să dureze mult mai puțin. Potrivit studiilor din industrie, durata de viață tipică a luminilor LED pentru plante din sere este între 30.000 și 50.000 de ore. Motivele principale ale discrepanțelor sunt:
1. Managementul termic: cea mai importantă parte a unui proiect de disipare a căldurii
Dacă temperatura joncțiunii (temperatura joncțiunii PN) a luminilor LED pentru plante crește cu 10 grade Celsius, speranța de viață a acestora se reduce la jumătate. Temperatura și umiditatea ridicate ale serei agravează această problemă:
Disiparea pasivă a căldurii: la o temperatură ambientală de 40 de grade , lămpile cu radiatoare în formă de-aluminiu pot atinge o temperatură de joncțiune de 85 de grade , ceea ce le scurtează durata de viață la 30.000 de ore.
Disiparea activă a căldurii: Lămpile cu sisteme de răcire cu lichid pot menține temperatura de joncțiune sub 65 de grade și pot dura mai mult de 50.000 de ore. Seria Philips GreenPower din Olanda, de exemplu, folosește tehnologia conductelor de căldură. Într-un test cu efect de seră în Sanya, Hainan, pierderea de lumină după 40.000 de ore de utilizare continuă a fost de doar 12%.
2. Sursa de alimentare pentru unitate: stabilitatea este ceea ce face posibilă-performanța pe termen lung.
Fiabilitatea întregii lumini depinde de cât durează sursa de alimentare. Sursele de energie care nu sunt foarte bune se defectează adesea după aproximativ 20.000 de ore din cauza unor probleme precum îmbătrânirea condensatorului și uscarea electroliților. Sursa de alimentare de-de înaltă calitate folosește condensatori ceramici și-electrolitici cu durată lungă de viață (cum ar fi 105 grade/5000 de ore), precum și circuite care protejează împotriva supratensiunii, supracurentului și scurtcircuitelor. Acest lucru poate face ca sursa de alimentare să dureze mai mult de 50000 de ore.
3. Caz de utilizare: un joc care modifică luminozitatea și frecvența luminilor
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μ mol/m²/s) va accelera îmbătrânirea așchiilor. Experimentele au arătat că PPFD crește de la 200 μ mol/m²/s la 400 μ mol/m²/s la aceeași temperatură de joncțiune, ceea ce îi reduce durata de viață cu 40%.
Frecvența pornirii și opririi: LED-urile pot porni și opri instantaneu, dar pornirea și oprirea lor prea des poate produce șoc termic. În comparație cu lămpile care funcționează tot timpul, cele care pornesc și se opresc de mai mult de 10 ori pe zi durează cu 25% mai puțin timp.
3, Strategie pentru prelungirea duratei de viață: optimizarea întregului lanț de la proiectare până la operare și întreținere
1. Alegerea materialelor: treceți la soluții-la nivel de inginerie
Cip: cipurile Cree XP-G3 și Osram Oslon Square sunt cele mai bune, deoarece durează mai mult de 60.000 de ore la L70.
Pulbere fluorescentă: utilizarea pulberii fluorescente pe bază de silicat-în locul sistemului obișnuit de sulfură face rezistența la sulf de trei ori mai bună.
Lipici de încapsulare: pentru a minimiza îngălbenirea, care ar putea face lumina mai puțin eficientă, alegeți silicon organic care poate rezista la temperaturi ridicate (150 de grade) și la radiații UV.
2. Design structural: Faceți calea pentru ca căldura să curgă mai puternică.
Radiatorul de căldură: are o structură de disipare a căldurii pe trei-niveluri, realizată din substrat compozit de cupru-aluminiu, conductă de căldură și aripioare. Rezistența termică este mai mică de 0,5 grade/W.
Lentila optică: Lentila este realizată din material PC, care lasă să treacă peste 92% din lumină și durează mai mult decât acrilul.
Designul de protecție IP67 poate rezista la eroziunea vaporilor de apă pe care o provoacă sistemul de pulverizare cu efect de seră.
3. Managementul operațiunilor și întreținerii: Utilizarea luminilor într-un mod științific pentru a le face să reziste mai mult
Strategia de iluminare: Schimbați PPFD-ul în mod dinamic în funcție de nevoile centralelor pentru a evita funcționarea la putere maximă tot timpul. De exemplu, PPFD 150 μ mol/m²/s a fost aplicat când plantele de salată verde erau răsaduri și a fost ridicat la 250 μ mol/m²/s când erau adulți.
Ciclu de curățare: Pentru a împiedica creșterea rezistenței termice, curățați praful de pe suprafața radiatorului la fiecare trei luni.
Soluție pentru backup: folosind o arhitectură de alimentare cu circuit dublu, se schimbă automat la lampa de rezervă atunci când o lampă se stinge, ceea ce reduce frecvența de pornire și oprire.
