一, Теоретический срок службы: максимальное время, в течение которого полупроводниковые материалы могут прослужить.
Основной материал светодиодных светильников для растений — светодиоды-— определяет теоретический срок их службы. Светодиоды – это полупроводниковые-полупроводниковые устройства, излучающие свет за счет рекомбинации электронов и дырок. Теоретически это означает, что у традиционных источников света нет проблем с абляцией электродов или плавлением нитей. Согласно стандарту Международной комиссии по освещению (CIE), высококачественные светодиодные чипы- могут прослужить от 50 000 до 100 000 часов при питании постоянным током и температуре 25 градусов. Это время, за которое световой поток упадет до 70% от первоначального значения.
Эти данные основаны на большом шаге вперед в науке о материалах:
Оптимизация структуры чипа: технология Flip Chip соединяет светодиодные чипы непосредственно с подложкой с помощью металлических выступов. Это делает отвод тепла в три раза более эффективным, чем при использовании стандартных чипов сборки, и замедляет затухание света.
Улучшение флуоресцентного порошка. Квантовая эффективность флуоресцентного порошка на основе нитрида- выросла до более чем 90 %, а в сочетании с технологией силиконовой инкапсуляции кривая затухания света становится более плавной. После 50 000 часов использования световой поток красного светового диапазона (660 нм) определенного типа лампы для растений все еще составляет 82% от того, что было, когда она была новой.
Модернизация схемы драйвера: встроенная конструкция чипа драйвера постоянного тока удерживает изменения напряжения в пределах ± 1%, чтобы защитить чип от повреждений, вызванных скачками перенапряжения.
2. Фактический срок службы: проверка терморегулирования и способа его использования.
Теоретически светодиодные светильники для растений должны служить дольше, чем в реальной жизни. Однако такие факторы, как изменения температуры, влажности и повторяющиеся циклы включения-выключения, могут значительно сократить их срок службы. Согласно отраслевым исследованиям, типичный срок службы светодиодных светильников для растений в теплицах составляет от 30 000 до 50 000 часов. Основными причинами расхождений являются:
1. Управление температурным режимом: наиболее важная часть конструкции рассеивания тепла.
Если температура перехода (температура PN-перехода) светодиодных светильников для растений повышается на 10 градусов Цельсия, их срок службы сокращается вдвое. Высокая температура и влажность в теплице усугубляют эту проблему:
Пассивное рассеивание тепла. При температуре окружающей среды 40 градусов лампы с алюминиевыми-радиаторами могут достигать температуры перехода 85 градусов, что сокращает их срок службы до 30 000 часов.
Активное рассеивание тепла: лампы с системами жидкостного охлаждения могут поддерживать температуру перехода ниже 65 градусов и работать более 50 000 часов. Например, в серии Philips GreenPower из Нидерландов используется технология тепловых трубок. В ходе испытаний в теплице в Санье, Хайнань, потеря света после 40 000 часов непрерывного использования составила всего 12%.
2. Источник питания привода. Стабильность – это то, что обеспечивает долгосрочную-работу.
Надежность всего света зависит от того, как долго прослужит источник питания. Не очень хорошие источники питания часто выходят из строя примерно через 20 000 часов из-за таких проблем, как старение конденсатора и высыхание электролита. В высококачественном-источнике питания используются керамические и долговечные-электролитические конденсаторы (например, 105 градусов/5000 часов), а также схемы, защищающие от перенапряжения, перегрузки по току и коротких замыканий. Это может обеспечить срок службы источника питания более 50000 часов.
3. Вариант использования: игра, меняющая яркость и частоту света.
Light intensity: A high power density (such PPFD>300 мкмоль/м²/с) ускорит старение чипов. Эксперименты показали, что PPFD увеличивается с 200 мкмоль/м²/с до 400 мкмоль/м²/с при той же температуре перехода, что сокращает срок его службы на 40%.
Частота запуска и остановки: светодиоды могут запускаться и останавливаться мгновенно, но слишком частое их включение и выключение может привести к термическому стрессу. По сравнению с лампами, которые работают постоянно, те, которые запускаются и выключаются более 10 раз в день, служат на 25% меньше времени.
3. Стратегия продления срока службы: оптимизация всей цепочки от проектирования до эксплуатации и обслуживания.
1. Выбор материалов: переходите к решениям инженерного-уровня.
Чип: чипы Cree XP-G3 и Osram Oslon Square являются лучшими, поскольку их срок службы превышает 60 000 часов при L70.
Флуоресцентный порошок: использование флуоресцентного порошка на основе силиката- вместо обычной сульфидной системы повышает устойчивость к сере в три раза.
Герметизирующий клей. Чтобы свести к минимуму пожелтение, которое может сделать свет менее эффективным, выбирайте органический силикон, который выдерживает высокие температуры (150 градусов) и ультрафиолетовое излучение.
2. Структурный дизайн: улучшите путь прохождения тепла.
Радиатор: имеет трехуровневую-структуру рассеивания тепла, изготовленную из медно-алюминиевой композитной подложки, тепловой трубки и ребер. Термическое сопротивление составляет менее 0,5 градуса/Вт.
Оптическая линза: линза изготовлена из материала ПК, который пропускает более 92% света и служит дольше, чем акрил.
Конструкция защиты IP67 может противостоять эрозии водяного пара, которую вызывает система распыления в теплице.
3. Управление эксплуатацией и техническим обслуживанием: научное использование светильников для увеличения их срока службы.
Стратегия освещения: динамически меняйте PPFD в зависимости от потребностей электростанций, чтобы избежать постоянной работы на полную мощность. Например, PPFD 150 мкмоль/м²/с применялся, когда растения салата были рассадой, и повышался до 250 мкмоль/м²/с, когда они были взрослыми.
Цикл очистки: Чтобы тепловое сопротивление не повышалось, очищайте поверхность радиатора от пыли каждые три месяца.
Решение для резервного питания: благодаря двухконтурной архитектуре источника питания он автоматически переключается на резервную лампу, когда одна лампа гаснет, что сокращает частоту ее запуска и остановки.
