一, Tehniline põhimõte: Pooljuhtide luminestsentsi ja soojuskadude juhtimise põhiline erinevus.
See, kuidas tüüpilised valgusallikad valgust kiirgavad, piirab nende võimet energiat tõhusalt muundada:
Luminofoorlamp: fluorestseeruv pulber eraldab valgust elavhõbedaaurude ioniseerimise teel. Selle valgusefektiivsus on vaid 50–70 luumenit vatt (lm/W) ja selle käivitamiseks on vaja liiteseadet, mis kulutab veelgi rohkem energiat. Selle spektris on palju mitte-fotosünteetiliselt aktiivset kiirgust, näiteks infrapunakiirgust, mis tähendab, et umbes 70% elektrienergiast muudetakse soojusenergiaks.
Metallhalogeniidlamp kasutab metallhalogeniidide ergastamiseks ja valguse tekitamiseks kõrgel{0}}temperatuuri kaarega. Valgusefektiivsus võib ulatuda 90-140 lm/W, kuid töötemperatuur võib olla üle 1000 kraadi ja kaob üle 60% soojuskiirgusest. Töö jätkamiseks vajab see jahutussüsteemi.
Akvaariumi värv{0}}Veekindla valgustuse muutminekiirgavad valgust otse läbi elektroniaukude rekombinatsiooni pooljuhtide PN-siirdes valgusefektiivsusega kuni 50-200 lm/W ja spektrit saab täpselt reguleerida fotosünteetiliselt aktiivse kiirguse vahemikku (PAR, 400-700nm). Näiteks teatud brändi LED-akvaariumivalgusti sinine valgus (450nm) ja punane tuli (660nm) moodustavad üle 80% kogu valgusvõimsusest ning energiatarve on üle kolme korra suurem kui tavalistel valgusallikatel. Lisaks kasutab LED alalisvoolu, mis tähendab, et puudub liiteseadise kadu ja see töötab ainult temperatuuril 40–60 kraadi Celsiuse järgi, mis vähendab oluliselt soojusjuhtimise kulusid.
2. Energiakasutuse võrdlus: laboriandmete ja tegelike olukordade kvantitatiivne uurimine{1}}
1. Erinevused selles, kui palju valgust seade eraldab ja kui palju energiat see kasutab
Näiteks kui soovite saada PAR-väärtust 1000 μ mol/m ²/s:
Luminofoorlamp: vajab umbes 250W võimsust ja kasutab aastas 2190 kWh võimsust (päevase kasutuse 12 tunni põhjal).
Metallhalogeniidlamp vajab umbes 150 W võimsust, kuid vajab ka jahutusventilaatorit, mis kasutab umbes 20 W. Koguvõimsus on 1460 kWh aastas.
LED-tuled kasutavad ainult 80 W võimsust ja 700 kWh aastas. Need kasutavad 68% vähem energiat kui luminofoorlambid ja 52% vähem energiat kui metallhalogeniidlambid.
2. Tehasepõllumajanduse juhtumite kinnitamine
Daliani ookeaniülikooli ja Fujiani provintsi Zhangzhou krevetikasvatusettevõtete vaheline partnerlus näitab, et pärast kohandatud LED-valgustussüsteemi paigaldamist vähenes energiatarbimine väljundühiku kohta 0,8 kWh/kg-lt 0,3 kWh/kg-le. See säästab aastas elektriarvetelt rohkem kui 120 000 jüaani. Süsteem kasutab valgusenergiat maksimaalselt ära, muutes spektrit dünaamiliselt (sinine valgus on peamine toitmise allikas päevasel ajal ja punane tuli on peamine allikas stressi vähendamiseks öösel).
3. Perekonna akvaariumi stseen
Näiteks 60 cm × 30 cm × 40 cm akvaarium:
Traditsiooniline valik on kaks 40 W luminofoorpirni, mis kasutavad igal aastal 350 kWh elektrit.
LED-lahendus: üks 24W täisspektriga -LED-lamp, mis kasutab aastas 105 kWh võimsust ja mida ei pea sageli vahetama (luminofoorlamp kestab umbes 8000 tundi, LED aga kuni 50000 tundi).
3, elutsükkel: täielik läbimurre uutest materjalidest süsteemi disainini
1. Erinevused südamiku materjalide kestvuse osas
Luminofoorvalgusega pirn: hõõgniidi aurustumine põhjustab valguse tuhmumist ja niiske keskkond kiirendab elektroodide oksüdeerumist, mis tähendab, et tegelik eluiga lüheneb rohkem kui 30%.
Metallhalogeniidlamp: kaaretoru muutub mustaks, mis muudab valguse vähem tõhusaks. Lamp kestab umbes 12 000 tundi, kuid selle sagedane sisse- ja väljalülitamine võib selle eluiga poole võrra lühendada (algne liigvool on kolm korda suurem püsiseisundi voolust).
LED: see on valmistatud laia ribalaiusega pooljuhtmaterjalidest, nagu galliumnitriid (GaN) ja peaks kestma üle 100 000 tunni. Tegelik toode kestab kauem tänu järgmisele disainile:
Epoksiidvaigu kapseldus hoiab niiskuse ja soola LED-tulesid söövitamast. Merevees võivad IP67 veekindlad LED-tuled kesta kuni 50 000 tundi.
Püsivoolu ahel: teatud tüüpi akvaariumi LED-valgustid säilitavad 90% oma esialgsest valguse intensiivsusest 30 000 tunni pärast, et vältida valguse kadu voolu muutumisest.
Soojuse hajumise optimeerimine: Alumiiniumist aluspinna ja ribi tüüpi jahutusradiaatoriga hoitakse ristmiku temperatuuri alla 60 kraadi. See on 40 kraadi madalam kui tavaliste valgusallikate puhul.
2. Täielik elutsükli kulude võrdlus 10-aastase kasutustsükli põhjal:
Luminofoorlamp: Lambi hooldamine maksab 600 jüaani, mis tähendab toru vahetamist 12 korda (iga kord 50 jüaani). Kogu maksumus on 22500 jüaani, mis sisaldab elektrit.
LED-tuled: te ei pea neid vahetama ja nende võimsus on ainult 7000 jüaani, mis on vaid 31% luminofoorlampide valiku maksumusest.
4, Kasu keskkonnale: saastekontrolli väärtus ettevõtluses ja säästvas arengus
1. Elavhõbedareostuse ohust vabanemine
Igas luminofoorlambis on umbes 5–10 milligrammi elavhõbedat. Kui igal aastal visatakse ära 1 miljard luminofoorlampi, eraldub neist 50–100 tonni elavhõbedat, mis saastab pikka aega vett ja maad. Elavhõbedat ja pliid LED-ides ei leidu. Pärast äraviskamist saab väärtuslikke metalle, nagu hõbe ja gallium, kergesti lahti võtta ja uuesti kasutada.
2. Abi süsinikdioksiidi vähendamisel
Näiteks Hiina vesiviljelustööstuses vähendaks praeguste luminofoorlampide asendamine LED-idega ja aastase elektritarbimise arvutamine 10 miljardile kWh-le süsinikdioksiidi heitkoguseid 8 miljoni tonni (0,8 kg/kWh) võrra. See on sama, mis 440 miljoni puu istutamine keskkonna heaks.
3. Disain, mis on keskkonnale kasulik
Mõne LED-akvaariumi valgustiga on kaasas fotobiosensorid, mis suudavad reaalajas vee kvaliteeti kontrollida ja spektrit muutes ökosüsteemi tasakaalus hoida. Näiteks kui vetikate hulk on normist suurem, peatab punase valguse automaatne tõus (660nm) vetikate paljunemise ja vähendab vajadust keemiliste vetikaeemaldajate järele.
