一,Theoretische levensduur: de maximale tijd dat halfgeleidermaterialen kunnen meegaan
Het basismateriaal van LED-installatielampen, licht-emitterende diodes, bepaalt hoe lang ze in theorie zouden moeten meegaan. LED's zijn solid{2}}halfgeleiderapparaten die licht uitstralen door elektronen en gaten opnieuw te combineren. In theorie betekent dit dat traditionele lichtbronnen geen problemen hebben met elektrode-ablatie of het smelten van filamenten. Volgens de standaard van de International Commission on Illumination (CIE) kunnen LED-chips van hoge-kwaliteit 50.000 tot 100.000 uur meegaan als ze worden aangedreven door een constante stroom bij een temperatuur van 25 graden. Dit is de tijd die nodig is voordat de lichtstroom is gedaald tot 70% van de oorspronkelijke waarde.
Deze gegevens zijn gebaseerd op een grote stap voorwaarts in de materiaalkunde:
Optimalisatie van de chipstructuur: Flip Chip-techniek verbindt LED-chips rechtstreeks met het substraat met metalen noppen. Dit maakt de warmteafvoer drie keer efficiënter dan bij standaard montagechips en vertraagt het lichtverval.
Verbetering van fluorescerend poeder: De kwantumefficiëntie van op nitride-gebaseerd fluorescerend poeder is gestegen tot meer dan 90%, en in combinatie met siliconeninkapselingstechnologie wordt de lichtvervalcurve vloeiender. Na 50.000 gebruiksuren is de roodlichtband (660 nm) lichtstroom van een bepaald type plantenlamp nog steeds 82% van wat deze was toen deze nieuw was.
Upgrade van drivercircuit: het geïntegreerde ontwerp van de driverchip met constante stroom houdt de spanningsveranderingen binnen ± 1% om de chip te beschermen tegen schade veroorzaakt door overspanningsschokken.
2, Werkelijke levensduur: een test van zowel thermisch beheer als hoe het zal worden gebruikt
In theorie zouden LED-installatielampen langer mee moeten gaan dan in het echt. Zaken als veranderingen in temperatuur, vochtigheid en herhaalde aan-{1}}uit-cycli kunnen er echter voor zorgen dat ze veel korter meegaan. Volgens sectorstudies bedraagt de typische levensduur van LED-plantenverlichting in kassen tussen de 30.000 en 50.000 uur. De belangrijkste redenen voor de verschillen zijn:
1. Thermisch beheer: het belangrijkste onderdeel van een ontwerp voor warmteafvoer
Als de junctietemperatuur (PN-junctietemperatuur) van LED-installatielampen met 10 graden Celsius stijgt, wordt hun levensverwachting gehalveerd. De hoge temperatuur en vochtigheid in de kas maken dit probleem nog erger:
Passieve warmteafvoer: bij een omgevingstemperatuur van 40 graden kunnen lampen met aluminium-vormige koellichamen een junctietemperatuur van 85 graden bereiken, wat hun levensduur tot 30.000 uur verkort.
Actieve warmteafvoer: lampen met vloeistofkoelsystemen kunnen de junctietemperatuur onder de 65 graden houden en gaan meer dan 50.000 uur mee. De Philips GreenPower-serie uit Nederland maakt bijvoorbeeld gebruik van heatpipe-technologie. In een kastest in Sanya, Hainan, bedroeg het lichtverlies na 40.000 uur continu gebruik slechts 12%.
2. Voeding voor de schijf: stabiliteit maakt prestaties op de lange- termijn mogelijk.
De betrouwbaarheid van het hele licht hangt af van hoe lang de aandrijfkrachtbron meegaat. Stroombronnen die niet erg goed zijn, gaan vaak na ongeveer 20.000 uur kapot vanwege problemen zoals condensatorveroudering en uitdroging van de elektrolyt. De aandrijfvoeding van hoge-kwaliteit maakt gebruik van keramische elektrolytische condensatoren met een lange- levensduur (zoals 105 graden/5000 uur), evenals circuits die bescherming bieden tegen overspanning, overstroom en kortsluiting. Hierdoor kan de stroomvoorziening meer dan 50.000 uur meegaan.
3. Use case: een spel dat de helderheid en frequentie van de lichten verandert
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 μmol/m²/s) versnelt de veroudering van spanen. Uit experimenten is gebleken dat PPFD stijgt van 200 μmol/m²/s naar 400 μmol/m²/s bij dezelfde junctietemperatuur, waardoor de levensduur met 40% wordt verkort.
Frequentie van starten en stoppen: LED's kunnen onmiddellijk starten en stoppen, maar als je ze te vaak in- en uitschakelt, kan dit een thermische stressschok veroorzaken. Vergeleken met lampen die de hele tijd branden, gaan lampen die meer dan 10 keer per dag starten en stoppen 25% minder lang mee.
3, Strategie voor het verlengen van de levensduur: het optimaliseren van de gehele keten van ontwerp tot exploitatie en onderhoud
1. Materialen kiezen: ga naar oplossingen op technisch-niveau
Chip: De Cree XP-G3- en Osram Oslon Square-chips zijn de beste, aangezien ze meer dan 60.000 uur meegaan op L70.
Fluorescerend poeder: het gebruik van fluorescerend poeder op silicaat-basis in plaats van het gebruikelijke sulfidesysteem zorgt voor een drie keer betere zwavelbestendigheid.
Inkapselingslijm: Om vergeling, waardoor het licht minder effectief kan worden, te minimaliseren, kiest u voor organische siliconen die bestand zijn tegen hoge temperaturen (150 graden) en UV-straling.
2. Structureel ontwerp: maak het pad voor de warmtestroom sterker.
Koellichaam: het heeft een warmtedissipatiestructuur op drie-niveaus, gemaakt van koper-aluminiumcomposietsubstraat, warmtepijp en vinnen. De thermische weerstand bedraagt minder dan 0,5 graad/W.
Optische lens: De lens is gemaakt van PC-materiaal, dit laat ruim 92% licht door en gaat langer mee dan acryl.
Het IP67-beschermingsontwerp is bestand tegen de waterdamperosie die het kassproeisysteem veroorzaakt.
3. Beheer van exploitatie en onderhoud: lampen op een wetenschappelijke manier gebruiken om ze langer mee te laten gaan
Verlichtingsstrategie: Verander de PPFD dynamisch op basis van de behoeften van de planten om te voorkomen dat de installatie voortdurend op vol vermogen draait. Zo werd PPFD 150 μmol/m²/s toegepast toen de slaplanten zaailingen waren, en werd dit verhoogd tot 250 μmol/m²/s toen ze volwassen waren.
Reinigingscyclus: Om te voorkomen dat de thermische weerstand toeneemt, moet u elke drie maanden het stof van het oppervlak van de radiator verwijderen.
Oplossing voor back-up: Door gebruik te maken van een voedingsarchitectuur met twee circuits, schakelt de lamp automatisch over naar de back-uplamp wanneer één lamp uitgaat, waardoor er minder vaak moet worden gestart en gestopt.
