Pencahayaan pabrik dengan LED putih - untuk efisiensi dan efisiensi ekonomi

Setelah menulis artikel sebelumnya , saya sendiri belum sepenuhnya menyelesaikan pertanyaan - apa sebenarnya yang lebih menguntungkan untuk dibeli dan berapa banyak yang bisa Anda menangkan dalam jangka panjang dan pendek. Plus, ada beberapa ketidakpastian tentang efektivitas LED. Dan pertanyaannya meminta untuk mencari jawabannya, jadi saya terus mengembangkan area ini. Saya tidak bisa mengatakan bahwa materi untuk artikel yang lengkap ternyata, tetapi sebagai tambahan untuk informasi sebelumnya berisi data penting akan berguna.

Untuk mulai dengan, mari kita cari tahu apa sebenarnya efisiensi LED yang dibahas pada bagian terakhir. Sebelumnya, saya mengambil data terutama dari artikel iva2000 , tanpa memeriksa, karena di sana masalah efisiensi fotosintesis dianggap lebih ketika diterangi dengan cahaya dari spektrum yang berbeda. Sekarang saya memutuskan untuk memilah efektivitas keseluruhan.

Kami akan mempertimbangkan CREE LED, sebagai di satu sisi, mereka sejauh ini yang paling maju dalam teknologi dan, dengan demikian, output cahaya per unit daya, dan di sisi lain, semua indikator mereka stabil dan didokumentasikan dengan baik (tidak seperti nama produsen). Di sini, perusahaan yang ditunjuk harus membayar saya untuk iklan, tetapi sayangnya, saya tidak menulis dari pengajuan mereka, tetapi hanya karena lebih mudah dan lebih mudah diakses.

Jadi, LED mana yang akan kita selidiki? Saya tidak akan memposting di sini seluruh proses mempelajari dan memilih seri tertentu, agar tidak membanjiri materi dengan "air". Singkatnya, saya akan mengatakan bahwa saya menyerap chip yang paling kuat dan pada saat yang sama paling efisien, tergantung ketersediaan gratis dan harga yang menguntungkan. Dua jenis cocok untuk kriteria ini: putih akan berasal dari seri XM-L.

- Ini adalah chip 10-watt dengan efisiensi 158 lm / W (tetapi tidak pada daya maksimum, tetapi hanya pada 1 W). Putih dingin (6000-6500K), putih netral (4000-4500K) dan putih hangat (3000-3500K).
Dan yang merah dari seri XP-E, High Efficiency Photo Red 650-670nM.
Tautan ke dokumentasi LED di akhir artikel.

Kami akan berurusan dengan orang kulit putih. Terakhir kali, perbedaan efisiensi LED putih tidak diperhitungkan dan efisiensi diperkirakan hanya dalam kaitannya dengan kurva aktivitas fotosintesis McCree.

Kali ini saya memutuskan untuk mengklarifikasi pertanyaan ini secara lebih menyeluruh. Sayangnya, dokumentasi untuk LED tidak pernah mengarah pada efisiensi, dan mereka menulis lumen per watt, jadi saya harus melakukan perhitungan terbalik. Dari spektrum LED dan kurva fotopik, dihitung berapa banyak lumens yang dimiliki LED jika efisiensinya 100%, dan kemudian jumlah lumens nyata yang diambil dari dokumentasi untuk LED dibagi dengan angka ini. Dan inilah yang kami dapatkan untuk tiga jenis LED putih:


Dari kiri ke kanan: putih dingin, putih netral, dan putih hangat.

Patut dicatat bahwa meskipun pertumbuhan lumens selama transisi dari putih-dingin ke spektrum putih-hangat (dengan kekuatan radiasi yang sama), nilai-nilai yang ditabulasi dari lm / W dan efisiensi keseluruhan LED menurun secara sangat signifikan - dari 40 menjadi 23%. Masalahnya adalah bahwa fosfor, yang jauh lebih besar di LED cahaya putih-hangat, itu sendiri tidak memiliki efisiensi 100%, dan bahkan, kemungkinan besar, dengan jumlah besar itu memiliki efek naungan (sinar yang dipancarkan oleh lapisan bawah diserap oleh lapisan yang lebih tinggi dan menghilang ) Pada saat yang sama, indikator lumen per watt digunakan pada arus 2A (dari maksimum tiga) - dapat dilihat bahwa ia turun dari 140 pada 350mA ke 108 (untuk putih dingin). Tidak ada tabel seperti itu dalam dokumen Cree - lumens absolut diberikan di sana untuk arus yang diberikan, dan daya harus dihitung menggunakan data dari grafik karakteristik tegangan-arus. Berikut adalah data yang relevan dari lembar data:




Sekarang mari kita berurusan dengan The Reds.

Dengan mereka, semuanya menjadi sedikit lebih mudah, karena fluks bercahaya diindikasikan tidak dalam lumina tetapi dalam miliwatt. Cukup membagi miliwatt radiasi menjadi watt konsumsi dan kami memperoleh efisiensi dengan akurasi tinggi! Semua LED akan memberikan data ini - 2/3 dari pekerjaan tidak dapat dilakukan!



Dan di sini kita segera membuat penemuan luar biasa - bahwa efisiensi LED ini adalah 50%, dan (grafik lain, saya tidak memberikannya di sini), tidak seperti kristal biru / putih, fluks cahaya meningkat secara linear dengan arus dan efisiensi chip tidak turun! Tetapi ketika chip terlalu panas, penurunannya jauh lebih signifikan daripada chip biru. Sebagai perbandingan, efisiensi murni biru dalam kondisi yang sama adalah 48% (bandingkan dengan indikator ini untuk putih - lebih tinggi). Tapi "hanya merah" jauh lebih buruk. Efisiensi mereka ternyata sekitar 19%, dan dengan meningkatnya suhu, fluks bercahaya berkurang bahkan lebih cepat daripada Foto merah.

Opsi menarik untuk menggunakan LED individual dan kombinasinya sudah menjulang. Sekarang, kami menghitung ulang tabel kinerja dengan mempertimbangkan data yang baru diperoleh.



Dapat dilihat bahwa Foto merah-merah dengan margin lebar di depan semua orang. Tetapi Anda tidak dapat menerangi dengan merah murni, jadi Anda harus menggabungkan dan di sini ada pilihan dengan putih dan biru. Segera perhatikan (entah bagaimana saya mempertimbangkan segalanya, tetapi membuang apa yang ternyata tidak menjanjikan) kombinasi putih hangat dan merah. Efisiensi rendah LED putih hangat meniadakan semua manfaat merah. Tapi putih dingin sangat baik dalam kombinasi seperti itu! Mereka sendiri memiliki efisiensi yang baik, masih diperkuat oleh LED merah, dan kurangnya spektrum merah juga ditanggung oleh mereka. Kombinasi merah dan biru juga terlihat bagus. Kemudian datang hanya putih dingin dan DNaT 1000, dan sisanya pada dasarnya tidak ditarik. Baiklah, mari kita lihat bagaimana tampilannya secara keseluruhan - dengan driver.

Lebih jauh, logika perhitungan berjalan dengan asumsi bahwa kita ingin mendapatkan lebih banyak radiasi aktif fotosintesis untuk uang yang sama, sehingga semua angka, termasuk harga LED dan driver, dikurangi menjadi total radiasi fytoaktif lampu 100 μmol / s.



Pengodean warna seperti pada tabel sebelumnya - untuk membuatnya lebih mudah untuk memahami di mana LED berada dan tidak menggantikan duplikat header.

Tapi ini hanya harga di awal - berapa banyak uang yang Anda perlu investasikan untuk mendapatkan bola lampu di 100 μmol / s. Ini tidak cukup - Anda perlu melihat berapa biayanya selama operasi. Dan jika Anda juga mempertimbangkan biaya listrik dari waktu ke waktu, maka Anda mendapatkan gambaran lengkap, yang saya sajikan kepada semua orang!


Berkat perhatian penuh para komentator, ternyata tidak semua LED yang menjual di aliexpress dengan nama CREE sebenarnya adalah mereka. Yang termurah dari mereka, sekitar satu setengah dolar untuk dioda 10-watt atau kurang, kemungkinan besar palsu dengan chip yang dibuat oleh perusahaan China LatticeBright, yang beberapa kali lebih murah daripada yang asli dan, sayangnya, memiliki kinerja sekitar 2 kali lebih buruk. Dalam hal ini, saya melakukan pencarian harga untuk LED yang sesuai di Kompel , distributor resmi Cree di Federasi Rusia. Harga di sana jauh lebih tinggi daripada di Cina, tetapi grosir kecil cukup menguntungkan, termasuk dibandingkan dengan pemasok asing.
Dan sepanjang jalan, dia mengoreksi dua poin - dia menambahkan penggantian lampu setahun sekali untuk kurva DNaT. Dan dia mengoreksi kesalahan (pengawasan saya), karena harga semua lampu dianggap sama dengan kekuatannya (100W), sedangkan ide aslinya adalah per unit radiasi fotoaktif. Dalam grafik baru, data harga untuk lampu memancarkan 100 μmol / s, bukan 100W. Saya minta maaf atas pengawasannya.



Bagaimana cara memahami bundel batang ini?

Di sebelah kiri adalah harga lampu di awal. Saya mengingatkan Anda bahwa pada saat yang sama mereka semua akan memberikan jumlah radiasi phytoactive yang sama, tetapi memiliki spektrum yang berbeda. Semakin rendah stripnya, semakin murah kitnya. Kami memiliki bulan di sepanjang sumbu X. Diasumsikan bahwa lampu bekerja 12 jam sehari, 7 hari seminggu, dengan total 36 bulan, mis. 3 tahun Ini hanya sedikit lebih dari 13 ribu jam, dan 50 ribu dinyatakan untuk LED. Dan jika semuanya dilakukan dengan benar dengan pendinginan, serta arus 0,7 dari maksimum diterapkan pada LED (ini lebih dari efisiensi sepertiga), maka mereka akan bekerja lebih banyak lagi , yaitu lebih dari 10 tahun tanpa degradasi.

Semakin horizontal garis berjalan, semakin besar efisiensi lampu. Kami melihat bahwa banyak garis mulai lebih tinggi (chip lebih mahal), tetapi seiring waktu mereka lebih murah daripada rekan-rekan yang lebih murah. Ini merupakan indikasi garis untuk LED merah foto - memiliki kemiringan terkecil.

Yang paling menakjubkan adalah yang termurah sekarang ... Foto LED merah paling mahal! Ini karena mereka memiliki efisiensi tertinggi dan spektrum "paling mudah dicerna" - mereka paling membutuhkan di awal dan mereka menghabiskan paling sedikit listrik di masa depan! Yang sangat menarik adalah kombinasi "Cool white + red photo red". Grafik ini menunjukkan kurva dengan rasio putih: merah berkekuatan 2: 1. Dan hanya "putih dingin." Ketiga garis ini berbeda sebagai kipas, di mana yang ekstrem adalah LED putih dan merah, dan yang di tengah merupakan kombinasi keduanya. Untuk menanam tanaman, semua komponen spektrum diperlukan, tetapi dalam kombinasi yang berbeda. Ternyata semua varian kombinasi spektra paling efektif hanya ditutupi oleh satu kombinasi - LED putih-dingin dan merah (tetapi dalam rasio numerik yang berbeda).
Perlu dicatat bahwa kombinasi biru + merah, meskipun memiliki kemiringan yang lebih kecil daripada putih + merah, tetapi memberikan harga / fluks bercahaya yang jauh lebih buruk, sehingga tidak mengejar ketinggalan dengan kombinasi putih + merah bahkan setelah 3 tahun. Perspektif 10 tahun mungkin lebih disukai, tetapi ini adalah kasus yang luar biasa.
Phytolamp tidak begitu murah. Jika kita memperhitungkan efisiensinya, ini lebih mahal daripada LED putih dingin, dan dalam jangka panjang ... Uang untuk listrik di saluran pembuangan ...
DNAT dan pada awalnya tidak terlalu murah (saya bertanya-tanya berapa biaya ballast elektronik untuk mereka, tetapi ballast EM tidak layak pakai - mereka memiliki efisiensi rendah, lampu karena kedipan - juga, mereka masih bersenandung dan hangat seperti kompor) dan seiring waktu mereka tidak mengejar - terutama dengan mempertimbangkan penggantian lampu - yang harus dilakukan setidaknya setahun sekali, yang ditampilkan sebagai langkah-langkah pada grafik. Jadi pergilah ke kebun.

Berikut adalah spektrum kombinasi LED putih dan merah yang ditumpangkan pada kurva MkCree (daya 4: 1, 2: 1 tidak mengulang):



Tentu saja, salah menilai hal-hal seperti itu berdasarkan pada keindahan grafik, tetapi mengingat angka-angka yang mengatakan hal yang sama, menurut saya grafik tersebut hampir ideal untuk mencakup spektrum rentang aktif fotosintesis.

Kesimpulannya tetap sama - beli LED putih-dingin dan merah CREE Photo merah dan akan ada banyak cahaya untuk pabrik Anda dan penghematan untuk dompet Anda!
Pencahayaan dengan LED merah murni juga dimungkinkan, salah satu komentator menulis tentang pengalaman seperti itu. Ini akan paling tepat jika tanaman sebagian diterangi oleh cahaya alami (taman di ambang jendela, balkon, loggia, ketika sinar matahari langsung tidak jatuh sama sekali atau selama beberapa jam sehari - maka tanaman menerima sinar biru dari langit, dan yang merah merupakan bencana besar. itu kurang, serta intensitas cahaya keseluruhan. Di sini LED merah mengisi celah yang ada sebaik mungkin. Hanya itu harus LED kinerja tinggi dengan panjang gelombang 660 nm dan lebih baik jika itu akan menjadi CREE Foto merah. Nah, saya pergi untuk memesan dioda!