01 z 04
Czy czas na oświetlenie LED w twoim zbiorniku rafowym?
Oprawy oświetleniowe LED. Grafika: Stan Hauter Z biegiem lat, oświetlenie zbiornika rafy przechodzi od fluorescencyjnego do VHO do metalohalogenkowego do kompaktowego fluorescencyjnego do (w końcu) diody elektroluminescencyjne (LED) . Za każdym razem, gdy nowy produkt trafia na rynek, zwykle są względnie drogie (ktoś musi zapłacić za B + R). Ceny spadają, gdy produkt rozwija popyt i konkurencja zaczyna się rozwijać, ponieważ coraz więcej firm zaczyna oferować nowy produkt. Przede wszystkim światła LED były oferowane tylko jako światła księżycowe dodane do istniejących urządzeń, które mogą być używane tylko w nocy. Wraz ze wzrostem ich popularności i spadkiem kosztów producenci zaczęli oferować oprawy w szerokiej gamie rozmiarów i kształtów.
Pierwsze diody LED nie znajdowały się w pobliżu tego, czego wymagałby zbiornik ze słoną wodą w zakresie lumenów, skorelowanej temperatury barwowej (CCT) i / lub wskaźnika oddawania barw (CRI). W ostatnich latach rozwój diod LED znacznie wzrósł, zarówno pod względem dostępnych kolorów, jak i intensywności światła. Obecnie w oświetleniu akwarium stosowane są diody LED o natężeniu światła 8000 K i diodzie Actinic. Wkrótce dostępne będą diody LED 14000K.
02 z 04
Jak działają diody LED
Złącze LED. Grafika dzięki uprzejmości US Dept. of Energy Lewa strona oznaczona jako P ma pozytywne bąbelki (protony); prawa strona oznaczona jako N ma ujemne bąbelki (elektrony); środkowy obszar pokazuje, gdzie spotykają się protony i elektrony, ze strzałkami opuszczającymi pudło w tym miejscu, oznaczonymi światłem. Węzeł (obszar wyczerpania) jest zaznaczony powyżej sekcji N. Elektrony przepływają przez przewód łączący sekcję P z dodatnim biegunem baterii i przez inny przewód łączący ujemny zacisk akumulatora z sekcją N.
Diody LED różnią się od tradycyjnych źródeł światła sposobem wytwarzania światła. W żarówce włókno wolframowe jest podgrzewane prądem elektrycznym do momentu, gdy będzie świecić lub emitować światło. W lampie fluorescencyjnej łuk elektryczny wzbudza atomy rtęci, które emitują promieniowanie ultrafioletowe (UV). Po uderzeniu w powłokę luminoforu wewnątrz szklanych rurek, promieniowanie UV jest przekształcane i emitowane jako światło widzialne.
Natomiast dioda LED jest diodą półprzewodnikową. Składa się on z kawałka półprzewodnikowego materiału poddanego obróbce w celu utworzenia struktury zwanej złączem pn (dodatnie i ujemne). Po podłączeniu do źródła prądu prąd płynie od strony p lub anody do strony n lub katody, ale nie w kierunku przeciwnym. Nośniki ładunku (elektrony i otwory elektronowe) przepływają do złącza z elektrod. Kiedy elektron spotyka dziurę, spada na niższy poziom energii i uwalnia energię w postaci fotonu (światła).
Określona długość fali lub kolor emitowany przez diodę LED zależy od materiałów użytych do wykonania diody.
Czerwone diody LED bazują na arsenku galu glinu (AlGaAs). Niebieskie diody LED są wykonane z azotku indu galu (InGaN) i zielonego z fosforku glinu (AlGaP). Światło "białe" powstaje poprzez połączenie światła z diod LED: czerwonego, zielonego i niebieskiego (RGB) lub poprzez pokrycie niebieską diodą LED z żółtym luminoforem.
* Opis działania diod LED dzięki uprzejmości Departamentu Energii USA.
03 z 04
Typowa skuteczność świetlna i charakterystyka kolorów aktualnych białych diod LED
Wykres CRI LED CRI. Grafika: Stan Hauter Jak obecnie dostępne białe diody LED porównują się do tradycyjnych źródeł światła pod względem charakterystyki kolorów i skuteczności świetlnej? Standardowe żarowe lampy typu A dostarczają około 15 lumenów na wat (lm / W), a skorelowana temperatura barwowa (CCT) wynosi około 2700 K, a wskaźnik oddawania barw (CRI) bliski 100. Produkowane przez ENERGY STAR kompaktowe lampy fluorescencyjne (CFL) produkują około 50 lm / W przy 2700-3000 K przy CRI co najmniej 80. Typowa skuteczność obecnie dostępnych urządzeń LED wiodących producentów jest pokazana powyżej. Usprawnienia są regularnie ogłaszane przez branżę. Należy pamiętać, że wymienione poniżej działania nie uwzględniają strat cieplnych ani strat kierowcy.
* Powyższa tabela jest nieco przestarzała, ponieważ diody LED w zakresie 8000K i wyższych są już dostępne.
* Źródła: karty danych producenta, w tym Cree XLamp XR-E, Philips Lumileds Rebel, Philips Lumileds K2.
04 z 04
Zalety i przyszłość dla diod LED
Zalety diod LED
Jakie są zatem zalety oświetlenia zbiornika rafy LED? Aby mieć pewność, niska moc i długa żywotność żarówek LED (niektórzy producenci twierdzą nawet do 50 000 godzin) to konkretne punkty sprzedaży. Użytkownicy diod LED również zachwycali się niską ilością wytwarzanego ciepła, co pomaga utrzymać temperaturę wody w zbiorniku, a także "migoczący" efekt wytwarzany przez diody LED.
Jakie są wady? Jedną z możliwości może być cena zakupu, ale jeśli bierzesz pod uwagę długą żywotność żarówek i niewielką ilość energii elektrycznej potrzebnej do napędzania świateł, możesz nawet zaoszczędzić pieniądze na dłuższą metę. Natężenie światła może być kolejną wadą zbiornika rafowego z twardymi koralami.
Przykładem może być 24-godzinny system oświetleniowy Marineland Pro Lighting o całkowitej mocy 246 watów (1 lampa 150 W 14,000 K HQI, 4 24 watowe lampy T-5) i 2 1 watowe diody księżycowe Porównaj ceny za około 560 USD i 23-calowa dioda Panorama ecoxotic z 54 białymi diodami LED 8 000 ° K i 18 diodami LED Actinic Blue 460 nm o łącznej mocy 73 watów. Porównaj ceny za około 760 USD.
Diody LED wytrzymują do 50 000 godzin) (11 lat przy oświetleniu 12 godzin / dzień), podczas gdy HQI i T-5 trwają około 1 roku. Koszt wymiany żarówek zastępczych HQI wynosi około 60 USD, a koszt zastąpienia T-5 wynosi około 16 USD (64 USD rocznie). Nawet jeśli nie weźmie się pod uwagę kosztu oszczędności energii, pakiet LED jest prawie równy zerwaniu z oprawą HQI i T-5 przez 3 lata.
Wielu użytkowników LED light zauważyło niemal natychmiastowy spadek uciążliwego wzrostu glonów w ich zbiornikach.
Przyszłość diod LED
Obecnie nie ma zbyt wielu żarówek LED, które są zaprojektowane specjalnie do wykorzystania w zbiorniku rafowym. Normalnie dzieje się tak: żarówka o specyficznych właściwościach (CRI, CCT) została opracowana do innego zastosowania, a następnie adoptowana do użytku w akwarium. W chwili pisania tego tekstu w serii 8000K znajdują się żarówki LED, które są używane do oświetlenia zbiornika rafy. Nie ulega wątpliwości, że w niedalekiej przyszłości zostaną opracowane żarówki o większej mocy, które będą działały jeszcze lepiej w akwariach.