一, Műszaki elv: Az alapvető különbség a félvezető lumineszcencia és a hőveszteség-kezelés között.
A tipikus fényforrások fénykibocsátási módja korlátozza az energia hatékony átalakításának képességét:
Fénycső: A fluoreszkáló por ionizálja a higanygőzt. Fényhatékonysága mindössze 50–70 lumen/watt (lm/W), és az indításhoz előtétre van szüksége, ami még több energiát használ fel. A spektrumában sok a nem-fotoszintetikusan aktív sugárzás, például az infravörös, ami azt jelenti, hogy az elektromos energia körülbelül 70%-a hőenergiává alakul.
A fémhalogén lámpa magas hőmérsékletű{0}}ívet használ a fémhalogenidek gerjesztésére és fénysugárzásra. A fényhatásfok elérheti a 90-140 lm/W-ot, de az üzemi hőmérséklet 1000 fok felett is lehet, és a hősugárzás több mint 60%-a elvész. Ahhoz, hogy tovább működjön, hűtőrendszerre van szüksége.
Akvárium színe-Változó vízálló világításközvetlenül a félvezető PN átmenetekben elektronlyuk-rekombináción keresztül bocsátanak ki fényt, akár 50-200 lm/W fényhatékonysággal, és a spektrum pontosan beállítható a fotoszintetikusan aktív sugárzás tartományához (PAR, 400-700nm). Például egy bizonyos márkájú LED akváriumi lámpa kék fénye (450 nm) és piros fénye (660 nm) a teljes fénykibocsátás több mint 80%-át teszi ki, és az energiafelhasználás több mint háromszorosa a hagyományos fényforrásokénak. Ezenkívül a LED egyenáramú hajtást használ, ami azt jelenti, hogy nincs előtétveszteség, és csak 40 és 60 Celsius fok közötti hőmérsékleten működik, ami jelentősen csökkenti a hőkezelés költségeit.
2,Az energiafelhasználás összehasonlítása: a laboratóriumi adatok és a valós helyzetek kvantitatív vizsgálata-
1. Különbségek abban, hogy egy egység mennyi fényt bocsát ki és mennyi energiát használ fel
Például, ha 1000 μ mol/m ²/s PAR értéket szeretne kapni:
Fénycső: körülbelül 250 W teljesítményt igényel, és évente 2190 kWh teljesítményt fogyaszt (napi 12 óra használat alapján).
Egy fémhalogén lámpa nagyjából 150 W teljesítményt igényel, de egy hűtőventilátor is kell hozzá, ami körülbelül 20 W-ot használ. A teljes energiafelhasználás 1460 kWh/év.
A LED-lámpák csak 80 W teljesítményt és 700 kWh-t fogyasztanak évente. 68%-kal kevesebb energiát fogyasztanak, mint a fénycsövek, és 52%-kal kevesebb energiát, mint a fémhalogén lámpák.
2. Az üzemi gazdálkodás eseteinek megerősítése
A Dalian Ocean Egyetem és a Fujian tartománybeli Zhangzhou garnélarák-tenyésztő vállalatai közötti partnerség azt mutatja, hogy az egyedi LED-es világítási rendszer telepítése után az egységnyi teljesítményre jutó energiafelhasználás 0,8 kWh/kg-ról 0,3 kWh/kg-ra csökkent. Ezzel évente több mint 120 000 jüant takaríthatunk meg a villanyszámlákon. A rendszer a spektrum dinamikus megváltoztatásával hozza ki a legtöbbet a fényenergiából (a kék fény a fő forrás a nappali táplálkozás ösztönzésére, a vörös fény pedig a fő forrás az éjszakai stressz csökkentésére).
3. Családi akváriumi jelenet
Például egy 60 cm × 30 cm × 40 cm méretű akvárium:
A hagyományos megoldás két 40 W-os fénycső, amelyek évente 350 kWh áramot fogyasztanak.
LED-megoldás: Egy 24 W-os teljes-spektrumú LED-lámpa, amely évente 105 kWh teljesítményt fogyaszt, és nem kell gyakran cserélni (a fénycső nagyjából 8000 órát bír, míg a LED akár 50000 órát).
3, Életciklus: Teljes áttörés az új anyagoktól a rendszertervezésig
1. A maganyagok élettartamának különbségei
Fénycsővel ellátott izzó: Az izzószál párolgása miatt a fény elhalványul, a párás környezet pedig felgyorsítja az elektródák oxidációját, ami azt jelenti, hogy a tényleges élettartam több mint 30%-kal csökken.
Fémhalogén lámpa: Az ívcső feketévé válik, ami kevésbé hatékony fényt eredményez. A lámpa élettartama körülbelül 12000 óra, de gyakori be- és kikapcsolása felére csökkentheti élettartamát (a kezdeti túlfeszültség háromszorosa az állandósult állapotú{2}}áramnak).
LED: Széles sávszélességű félvezető anyagokból, például gallium-nitridből (GaN) készül, és 100 000 óránál tovább kell bírnia. A tényleges termék tovább tart a következő kialakításnak köszönhetően:
Az epoxigyanta tokozás megakadályozza, hogy a nedvesség és a só korrodálja a LED-lámpákat. Tengervízben az IP67 vízálló LED lámpák akár 50 000 órát is kibírnak.
Állandó áramú meghajtó áramkör: Egy bizonyos típusú LED akváriumi lámpa 30 000 óra elteltével megtartja eredeti fényintenzitása 90%-át, hogy elkerülje az áramváltozás miatti fényveszteséget.
A hőelvezetés optimalizálása: A csatlakozási hőmérsékletet 60 fok alatt tartják alumínium hordozóval és bordás hűtőbordával. Ez 40 fokkal alacsonyabb, mint a hagyományos fényforrásoknál.
2. Teljes életciklus-költség-összehasonlítás 10 éves használati ciklus alapján:
Fénycső: A lámpa karbantartása 600 jüanba kerül, ami azt jelenti, hogy a csövet 12-szer kell cserélni (minden alkalommal 50 jüan). A teljes költség 22500 jüan, amely tartalmazza az áramot is.
LED lámpák: Nem kell cserélni őket, és csak 7000 jüanba kerülnek, ami a fénycsöves opció költségének mindössze 31%-a.
4, Előnyök a környezet számára: A környezetszennyezés ellenőrzésének értéke az üzleti életben és a fenntartható fejlődésben
1. Megszabadulni a higanyszennyezés kockázatától
Minden fénycső nagyjából 5-10 milligramm higanyt tartalmaz. Ha évente 1 milliárd fénycsövet dobnak ki, 50-100 tonna higanyt bocsátanak ki, ami hosszú ideig szennyezi a vizet és a talajt. Higany és ólom nem található a LED-ekben. Kidobás után az értékes fémek, például az ezüst és a gallium könnyen szétszedhetők és újra felhasználhatók.
2. Segítség a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésében
Például a kínai akvakultúra-iparban a jelenlegi fénycsövek LED-ekre cserélése és az éves villamosenergia-felhasználás 10 milliárd kWh-ra számolása 8 millió tonnával (0,8 kg/kWh) csökkentené a szén-dioxid-kibocsátást. Ez ugyanaz, mintha 440 millió fát ültetnénk el a környezet érdekében.
3. Környezetbarát tervezés
Egyes LED-es akváriumi lámpákhoz foto-bioszenzorok tartoznak, amelyek valós időben ellenőrizhetik a víz minőségét, és a spektrum változtatásával egyensúlyban tartják az ökoszisztémát. Például, ha az algák mennyisége meghaladja a normált, a vörös fény automatikus növelése (660 nm) leállítja az algák szaporodását, és csökkenti a kémiai algaeltávolítók szükségességét.
