一,Technický princip: Základní rozdíl mezi luminiscencí polovodičů a řízením tepelných ztrát.
Způsob, jakým typické světelné zdroje vyzařují světlo, omezuje jejich schopnost efektivně přeměňovat energii:
Fluorescenční lampa: Fluorescenční prášek vydává světlo ionizací rtuťových par. Má světelnou účinnost pouze 50–70 lumenů/watt (lm/W) a ke spuštění potřebuje předřadník, který spotřebuje ještě více energie. Jeho spektrum má hodně ne-fotosynteticky aktivního záření, jako je infračervené, což znamená, že asi 70 % elektrické energie se přemění na tepelnou energii.
Kovová halogenidová výbojka využívá vysokoteplotní-oblouk k vybuzení halogenidů kovů a přiměje je vydávat světlo. Světelná účinnost může být až 90-140 lm/W, ale pracovní teplota může být přes 1000 stupňů a více než 60 % tepelného záření je ztraceno. Aby fungoval, potřebuje chladicí systém.
Barva akvária-Proměnlivé voděodolné osvětleníemitují světlo přímo přes rekombinaci elektronových děr v polovodičových PN přechodech se světelnou účinností až 50-200 lm/W a spektrum lze přesně upravit na rozsah fotosynteticky aktivního záření (PAR, 400-700 nm). Například modré světlo (450 nm) a červené světlo (660 nm) určité značky akvarijního LED světla tvoří více než 80 % celkového světelného výkonu a spotřeba energie je více než třikrát vyšší než u běžných světelných zdrojů. LED také používá stejnosměrný pohon, což znamená, že nedochází k žádné ztrátě předřadníku a funguje pouze při teplotách mezi 40 a 60 stupni Celsia, což výrazně snižuje náklady na tepelný management.
2,Porovnání spotřeby energie: kvantitativní zkoumání laboratorních dat a situací v reálném-světě
1. Rozdíly v tom, kolik světla jednotka vydává a kolik energie spotřebuje
Chcete-li například získat hodnotu PAR 1000 μmol/m²/s:
Zářivka: potřebuje asi 250W energie a spotřebuje 2190 kWh energie každý rok (na základě 12 hodin používání denně).
Halogenidová výbojka potřebuje výkon zhruba 150 W, ale potřebuje také chladicí ventilátor, který spotřebuje přibližně 20 W. Celková spotřeba energie je 1460 kWh/rok.
LED světla spotřebují pouze 80W energie a spotřebují 700 kWh za rok. Spotřebují o 68 % méně energie než zářivky a o 52 % méně energie než halogenidová světla.
2. Potvrzení případů továrního zemědělství
Partnerství mezi Dalian Ocean University a společnostmi zabývajícími se chovem krevet v Zhangzhou v provincii Fujian ukazuje, že po instalaci vlastního systému LED osvětlení spotřeba energie na jednotku výkonu klesla z 0,8 kWh/kg na 0,3 kWh/kg. To ušetří více než 120 000 juanů ročně na účtech za elektřinu. Systém využívá maximum světelné energie dynamickou změnou spektra (s modrým světlem jako hlavním zdrojem pro podporu krmení během dne a červeným světlem jako hlavním zdrojem pro snížení stresu v noci).
3. Scéna v rodinném akváriu
Například akvárium o rozměrech 60 cm × 30 cm × 40 cm:
Tradiční možností jsou dvě 40W zářivky, které ročně spotřebují 350 kWh elektřiny.
LED řešení: Jedna 24W celo-spektrální LED lampa, která spotřebuje 105 kWh energie za rok a není třeba ji často měnit (zářivka vydrží zhruba 8000 hodin, zatímco LED vydrží až 50000 hodin).
3, Životní cyklus: Úplný průlom od nových materiálů k návrhu systému
1. Rozdíly v tom, jak dlouho vydrží materiály jádra
Žárovka se zářivkovým světlem: Odpařování vlákna způsobuje vyblednutí světla a vlhké prostředí urychluje oxidaci elektrod, což znamená, že skutečná životnost je zkrácena o více než 30 %.
Halogenidová lampa: Oblouková trubice zčerná, což snižuje účinnost světla. Lampa vydrží přibližně 12 000 hodin, ale její časté zapínání a vypínání může zkrátit její životnost na polovinu (počáteční rázový proud je trojnásobek proudu v ustáleném stavu).
LED: Je vyrobena z polovodičových materiálů se širokým pásmem, jako je nitrid galia (GaN) a měla by vydržet více než 100 000 hodin. Skutečný produkt vydrží déle díky následujícímu designu:
Zapouzdření z epoxidové pryskyřice zabraňuje korozi LED světel vlhkostí a solí. Vodotěsná LED světla IP67 v mořské vodě vydrží až 50 000 hodin.
Řídicí obvod s konstantním proudem: Určitý typ akvarijního LED světla si po 30 000 hodinách zachovává 90 % své původní intenzity světla, aby se zabránilo ztrátě světla v důsledku změn proudu.
Optimalizace odvodu tepla: Teplota přechodu je udržována pod 60 stupňů pomocí hliníkového substrátu a chladiče ve stylu žeber. To je o 40 stupňů nižší než u běžných světelných zdrojů.
2. Kompletní srovnání nákladů životního cyklu na základě 10letého cyklu používání:
Zářivka: Údržba lampy stojí 600 juanů, což znamená výměnu trubice 12krát (pokaždé 50 juanů). Celkové náklady jsou 22 500 juanů, včetně elektřiny.
LED světla: Nemusíte je měnit a stojí pouze 7 000 juanů za energii, což je pouze 31 % nákladů na možnost zářivkového světla.
4,Přínosy pro životní prostředí: Hodnota kontroly znečištění v podnikání a udržitelném rozvoji
1. Zbavit se rizika znečištění rtutí
Každá zářivka má v sobě zhruba 5 až 10 miligramů rtuti. Když se ročně vyhodí 1 miliarda zářivek, uvolní se z nich 50 až 100 tun rtuti, která dlouhodobě znečišťuje vodu a půdu. Rtuť a olovo se v LED diodách nenacházejí. Po vyhození lze cenné kovy jako stříbro a galium snadno rozebrat a znovu použít.
2. Pomoc s omezením uhlíku
Například v čínském průmyslu akvakultury by nahrazení současných zářivek LED a výpočet roční spotřeby elektřiny na 10 miliard kWh snížilo emise oxidu uhličitého o 8 milionů tun (0,8 kg/kWh). To je stejné jako vysadit 440 milionů stromů pro životní prostředí.
3. Design, který je dobrý pro životní prostředí
Některá LED akvarijní světla jsou dodávána s foto biosenzory, které dokážou kontrolovat kvalitu vody v reálném čase a udržovat ekosystém v rovnováze změnou spektra. Například, když je množství řas větší než normální, automatické zvýšení červeného světla (660 nm) zastaví řasy v množení a sníží potřebu chemických odstraňovačů řas.
