一, Технически принцип: Основното разграничение между полупроводниковата луминесценция и управлението на топлинните загуби.
Начинът, по който типичните източници на светлина излъчват светлина, ограничава способността им да преобразуват енергията ефективно:
Флуоресцентна лампа: Флуоресцентният прах излъчва светлина чрез йонизиране на живачни пари. Той има светлинна ефективност само от 50–70 лумена/ват (lm/W) и се нуждае от баласт, за да започне, което използва още повече енергия. Спектърът му има много не-фотосинтетично активно лъчение, като инфрачервено, което означава, че около 70% от електрическата енергия се превръща в топлинна енергия.
Металхалогенната лампа използва високо{0}}температурна дъга, за да възбуди металните халогениди и да ги накара да излъчват светлина. Светлинната ефективност може да достигне до 90-140 lm/W, но работната температура може да бъде над 1000 градуса и повече от 60% от топлинното излъчване се губи. За да продължи да работи, се нуждае от охладителна система.
Аквариум цвят-Промяна на водоустойчиво осветлениеизлъчват светлина директно чрез рекомбинация на електронни дупки в полупроводникови PN преходи, със светлинна ефективност до 50-200 lm/W и спектърът може да бъде точно настроен към обхвата на фотосинтетично активното излъчване (PAR, 400-700nm). Например синята светлина (450 nm) и червената светлина (660 nm) на определена марка LED осветление за аквариум съставлява повече от 80% от общата светлинна мощност, а потреблението на енергия е повече от три пъти по-високо от това на обикновените източници на светлина. Освен това LED използва DC задвижване, което означава, че няма загуба на баласт и работи само при температури между 40 и 60 градуса по Целзий, което значително намалява разходите за управление на топлината.
2,Сравнение на потреблението на енергия: количествено изследване на лабораторни данни и реални-ситуации
1. Разлики в това колко светлина излъчва едно устройство и колко енергия използва
Например, ако искате да получите стойност на PAR от 1000 μ mol/m²/s:
Флуоресцентна лампа: нуждае се от около 250 W мощност и използва 2190 kWh мощност всяка година (на базата на 12 часа употреба на ден).
Една металхалогенна лампа се нуждае от приблизително 150 W мощност, но също така се нуждае от охлаждащ вентилатор, който използва около 20 W. Общата консумирана мощност е 1460 kWh/година.
LED светлините използват само 80 W мощност и използват 700 kWh годишно. Те използват 68% по-малко енергия от флуоресцентните лампи и 52% по-малко енергия от металхалогенните лампи.
2. Потвърждаване на случаи на фабрично отглеждане
Партньорството между Dalian Ocean University и компаниите за отглеждане на скариди в Zhangzhou, провинция Fujian показва, че след инсталирането на персонализирана LED осветителна система, потреблението на енергия за единица продукция е намаляло от 0,8 kWh/kg на 0,3 kWh/kg. Това спестява повече от 120 000 юана годишно от сметки за електроенергия. Системата се възползва максимално от светлинната енергия чрез динамична промяна на спектъра (със синя светлина като основен източник за насърчаване на храненето през деня и червена светлина като основен източник за намаляване на стреса през нощта).
3. Семеен аквариум
Например аквариум с размери 60 см × 30 см × 40 см:
Традиционният вариант е две 40W флуоресцентни крушки, които използват 350 kWh електроенергия всяка година.
LED решение: Една LED лампа с пълен{1}}спектър от 24 W, която използва 105 kWh мощност на година и не е необходимо да се сменя често (флуоресцентната лампа издържа приблизително 8000 часа, докато LED издържа до 50 000 часа).
3, Жизнен цикъл: Пълен пробив от нови материали до системен дизайн
1. Разлики в издръжливостта на основните материали
Електрическа крушка с флуоресцентна светлина: Изпарението на нажежаемата жичка води до избледняване на светлината, а влажната среда ускорява окисляването на електродите, което означава, че действителният живот се намалява с повече от 30%.
Металхалогенна лампа: дъговата тръба става черна, което прави светлината по-малко ефективна. Лампата издържа около 12 000 часа, но честото й включване и изключване може да съкрати живота й наполовина (първоначалният ударен ток е три пъти по-голям от стабилния-ток).
LED: Изработен е от широколентови полупроводникови материали като галиев нитрид (GaN) и трябва да издържи повече от 100 000 часа. Действителният продукт издържа по-дълго поради следния дизайн:
Капсулирането с епоксидна смола предпазва влагата и солта от корозия на LED светлините. В морска вода IP67 водоустойчивите LED светлини могат да издържат до 50 000 часа.
Задвижваща верига с постоянен ток: Определен тип LED осветление за аквариум запазва 90% от първоначалния си интензитет на светлината след 30 000 часа, за да се избегне загуба на светлина поради промени в тока.
Оптимизиране на разсейването на топлината: Температурата на свързване се поддържа под 60 градуса с алуминиев субстрат и радиатор в стил перка. Това е с 40 градуса по-ниско, отколкото при обикновените източници на светлина.
2. Сравнение на разходите за целия жизнен цикъл въз основа на 10-годишен цикъл на използване:
Флуоресцентна лампа: Поддръжката на лампата струва 600 юана, което означава смяна на тръбата 12 пъти (50 юана всеки път). Цялата цена е 22500 юана, която включва електричество.
LED светлини: Не е необходимо да ги сменяте и те струват само 7000 юана в мощност, което е само 31% от цената на опцията за флуоресцентна светлина.
4, Ползи за околната среда: Стойността на контрола на замърсяването в бизнеса и устойчивото развитие
1. Отървете се от риска от замърсяване с живак
Всяка флуоресцентна лампа съдържа приблизително 5 до 10 милиграма живак. Когато 1 милиард флуоресцентни лампи се изхвърлят всяка година, те отделят 50 до 100 тона живак, който замърсява водата и земята за дълго време. Живакът и оловото не се намират в светодиодите. След като бъдат изхвърлени, ценни метали като сребро и галий могат лесно да бъдат разглобени и използвани повторно.
2. Помощ за намаляване на въглерода
Например в китайската аквакултурна индустрия замяната на сегашните флуоресцентни лампи със светодиоди и изчисляването на годишното потребление на електроенергия на 10 милиарда kWh би намалило емисиите на въглероден диоксид с 8 милиона тона (0,8 kg/kWh). Това е същото като да засадите 440 милиона дървета за околната среда.
3. Дизайн, който е добър за околната среда
Някои LED осветителни тела за аквариум се доставят с фото биосензори, които могат да проверяват качеството на водата в реално време и да поддържат екосистемата в баланс чрез промяна на спектъра. Например, когато количеството водорасли е повече от нормалното, автоматичното увеличаване на червената светлина (660 nm) спира възпроизвеждането на водораслите и намалява необходимостта от химически препарати за отстраняване на водорасли.
