3 個評估 LED 栽培燈效能聲明的秘訣

尋找完美的 LED 栽培燈並不容易。您正在尋找提高溫室作物產量的方法,而您可能已經收到一些使用壽命和效能非常誘人的聲明聲明。但俗話說得好,如果某件事好到難以置信,真相可能確實如此。本文將協助您評估這些相關效能聲明,讓您聰明選擇燈具供應商。

近年來,LED 栽培燈的使用量大幅增加。此外,越來越多的新供應商推出未經驗證過的產品。有些品牌聲明其產品具備令人懷疑的效能,結果造成消費者在選擇 LED 栽培燈種類的諸多困擾,以及無法進行公平比較。請使用以下三個技巧,根據定義效能的最重要特徵,判斷 LED 栽培燈供應商聲明的效能和使用壽命。

#1 同時檢查燈具聲明的初始和一段時間後的效能

燈具的一開始效能和經過一段時間的效能共同定義栽培燈的使用壽命。但是,這些數值是如何量出,而供應商又如何使用這些數值?身為農民的您會想提前知道,自己所用照明燈具使用壽命。因此,不僅一開始的光通量很重要,燈具在連續數年是否能維持相同光通量也很重要。為了讓 LED 栽培燈效能資訊完全透明,這時一定要使用國際標準來產生可比較的產品資料。這些標準會描述如何衡量初始效能,並提供可計算經過一段時間的效能的使用壽命指標或公式。

檢查燈具聲明的初始和一段時間後的效能

同時檢查燈具聲明的初始和一段時間後的效能。

初始效能是如何衡量出的?

初始效能值適用於全新的 LED 栽培燈。下面列出可做為照明設計輸入的常見需求:

  1. 光合作用光通量 [PFD 或 PPFD,單位 µmol/s] – 一段時間送達作物表面的有效光子量。
  2. 光譜能量分佈 [nm] – 照明光譜中可決定作物生產方向的光色。
  3. 耗能 [W] – 栽培燈會使用多少電力。
  4. 系統效力 [µmol/J] – 栽培燈使用能量照明作物時的效率高低。
  5. 光分佈 – 照明使用的模式,以及實際光分佈的一致性高低。

光通量和耗能通常會用所謂的「光度積分球」測得。至於光譜能量分佈和光分佈的測量,則需要用到變角光度計。並非所有 LED 栽培燈製造商都有專門的測量實驗室,也不一定都能根據各種標準進行測量。信譽良好的公司會委任獨立認證實驗室進行測量。

光度積分球和變角光度計

Signify 使用自營授權測量實驗室,根據 IEC 效能標準,測量自產 LED 栽培燈的一開始效能。我們的實驗室已經過授權機構 DEKRA 的評估與認證,因此我們可以掌握並確認這項設備的效能是否符合國際標準,而且會定期進行校準。

預估一段時間後的效能如何?

一段時間後的效能無法在產品初期引進時測量。這時可以進行例如操作 60,000 小時測試之後再聲明一段時間後的效能。一般執行介於 6,000 至 10,000 小時的測試。

「一段時間後」的效能值當中有兩個值與 LED 栽培燈效能下降有關:

  • 光輸出逐漸下降與 LED 栽培燈在一段時間後光子通量下降有關。我們可以根據這個值了解經過一段時間,初始光子通量輸出的維護情況。光子通量下降可能是組合多個所用光學元件,減少光輸出的個別 LED,以及完全未輸出光線的個別 LED 的品質下降。
  • 中斷光輸出下降以特定時間點故障產品比率 [%] 表示。

Signify 所做計算的根據包括我們所用 LED 儀表板的真實耐用測試資料,關鍵元件的加速測試,以及深入了解影響延長 LED 栽培燈使用壽命的關鍵設計參數。Signify 已經開發出專門用來預測我們 LED 栽培燈在光子通量下降及故障率方面的工具。

#2 審慎查看聲明的 LED 栽培燈使用壽命

LED 栽培燈是農民所採行的一種生產方式,所以討論使用壽命時主要重點在於光子通量下降。 因為通常 LED 栽培燈的預期使用壽命相當長,因此只能等到產品引入市場後才能測量所聲明的時數。 因此製造商會使用較短期間的測量,再用外插方式決定一段時間過後的預估值。 這時必須深入了解哪些設計參數是延長 LED 栽培燈使用壽命的關鍵,並且擁有足夠的統計數據知識,才能正確進行計算。 然而並非所有供應商都會進行類似的計算工作,甚至不具備這樣的能力。 因此,預估的使用壽命因不同品牌而有極大差異。

Signify 在預估產品使用壽命時使用幾種國際認定標準。 下面列出其中二種:

  • IES LM-80 描述如何測量 LED 在一段時間後光子通量維護
  • IES TM-21 描述如何根據 LM-80 測試結果做出一致的使用壽命評估

如果採用 LM-80 標準,則 LED 套件至少必須測試長達 6,000 個小時。 當然 LED 栽培燈的使用壽命超過 6,000 個小時。 因此這時引入標準 TM-21。您可以將 TM-21 乘以 LM-80 標準收集到的使用壽命期限 (最多 6 倍),計算出預估的使用壽命。 LM-80 標準的測試通常實施 6,000 至 10,000 個小時,從 TM-21 推算出的預估使用壽命為 36,000 至 60,000 小時。 在這段期限之後,LED 栽培燈不一定會發生故障,這只是在使用國際 TM-21 標準時所聲明時數的上限。 您無法在使用此標準時聲明更長使用壽命期限,因為這樣才能確保預估值未超過統計資料信任水準,否則會使得預估值無法信任。 這也表示,超過 60,000 小時的聲明數據無法證實。

當然,LED 栽培燈的預估使用壽命也會受到其他因素所影響。燈具設計本身為關鍵因素,主要是因為其可以調節 LED 所產生的熱能。 光學元件、驅動器,以及整體設計,都是影響效能的參數,因此在計算預估使用壽命時也應該納入考量。 以消費者立場而言,您應該要清楚,在不同產品中使用相同的 LED,並不代表經過一段時間後的效能將保持相同。

下面介紹三種決定栽培燈模組使用壽命的方法:

  1. 首先,評估產品設計的耐用性,做法是「加齡處理」在嚴苛條件下的栽培燈與部分重要元件,與 IKEA 的 tester 抽屜相比。 這些加速測試可顯示我們的產品在嚴峻溫室環境經年操作後的表現。
  2. 第二,將不同的 LED 栽培燈進行完整的耐用性測試。 我們會開啟燈光長達數年,並且定期測量光子通量。 溫室的溫度和濕度則以這次試驗環境數據為準。
  3. 第三,記錄連續多年,從數個真實專案所收集到的客戶測量資料。 接著將所有真實測試資料與我們預估的光子通量下降進行比較,建立效能聲明的信任水準。 這份資料能確認我們做到我們所承諾的目標!

#3 公平比較

實施國際標準可以驗證產品效能,而且可做為公平比較產品效能聲明與不同製造商的基礎。此時應記住使用壽命聲明只是預估,而不是測量值。信譽可靠製造商的計算基礎,包括 LED 栽培燈的歷史記錄設計資料和知識,元件層級測試和熱能設計。

若要客觀比較幾家供應商,我們建議您採取下列幾個步驟:

  1. 詢問供應商關於其測試做法。
  2. 詢問供應商關於其所遵循的國際標準。
  3. 查看其使用壽命聲明已獲資料證實,並警惕超過 60,000 小時的聲明。謹慎提防「好到難以置信」的效能聲明。
  4. 要求供應商在安裝之後的照明光度效能測量。

聰明選擇供應商

至少您應該做好功課,聰明選擇供應商,才能確保您在改換照明時的付出成本能發揮最大效益。 專注在運用經過證實資料以提供高品質產品的製造商,一定隨時都很樂意回答您的任何問題。 其他有助於提高效能和結果的關鍵要素,包括照明計畫與作物受到照明的均勻度。

我們是全球照明領域的領導品牌,因此,我們十分了解 LED 植物栽培燈對於您在提高作物產量和品質等要求的重要性。 這就是為什麼當 Signify 考慮哪種 LED 栽培燈適合您的作物應用時,我們有責任為您提供客觀評估各種產品效能聲明後的必要資訊。 在準備我們的效能聲明的同時,我們也恪守「我們提供的產品就是我們所承諾的目標」座右銘,不斷努力。

總結概要

#1 務必評估效能聲明中的初始效能和一段時間過後效能。

#2 仔細查看 LED 栽培燈聲明的使用壽命

#3 公平合理比較測試、符合標準和使用壽命等聲明事項

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如果您想深入了解效能測量技術,歡迎閱讀此白皮書。

Rene van Wees

René van Wees
應用工程部全球經理

René van Wees 於 1987 年開始任職飛利浦研究實驗室,並於 2003 年加入飛利浦照明,幫助開發第一款用於招牌的商用 LED 產品。2006 年,他開始在 LED 園藝新領域工作,並一直工作至今。他喜歡充當客戶和產品開發之間的橋樑,提供培訓、收集客戶意見,並就 LED 應用向他們提供建議。他與一個 10 人的團隊合作,為全球客戶提供最好的技術支援。

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