LEDs for general and horticultural lighting

Abstract

The work begins with an introductory part about Light Emitting Diode (or LEDs) and how these devices work. This report also shows an overview of different artificial light sources such as incandescent lamps, fluorescents tube and high-intensity discharge (HID) lamps. The LED lighting is more energy-efficient than other artificial lighting, since they require less energy to operate. The following part of the work reports LEDs for General Lighting that describes some basic concepts such as spectrum, wavelength, Color Rendering Index (CRI), and Correlated Color Temperature (CCT); in order to establish and acquire the best possible lighting for people. The rest of the document is referred to LED lighting for horticulture applications. The Sun is an important energy source for humanity and plants. Its energy is capable of originating the photosynthesis process in plants. Nevertheless, the Scandinavian countries (such as Finland, Norway, Sweden, and Denmark) have problems to see the sun in autumn and winter season; therefore, they need to utilize artificial lighting to generate a huge variety of vegetation in greenhouses. LEDs are used in plant growth, since these devices supply good-quality lighting. Experimental measurements are also taken to combine the spectrum of various colors and to acquire the best light source with these blends, using Microsoft Office Excel 2010 software. Finally, it is possible to learn how to mix colors in order to achieve the best combination for plants and people. __________________________________________________________________________________________________________________________

El documento empieza con una parte introductoria sobre qué son y cómo funcionan los diodos emisores de luz o LEDs. La iluminación mediante LEDs proporciona mayor eficiencia energética que las lámparas convencionales, ya que lo LEDs requieren menos energía para operar que las lámparas incandescentes o bombillas fluorescentes y además son capaces de producir mayor cantidad de luz. Después de esta parte introductoria, se continúa con LEDs en iluminación en general donde se analizan diferentes conceptos relacionados con la luz y el color; como por ejemplo, el espectro, la longitud de onda, Color Rendering Index (o Índice de Reproduccion Cromática, IRC) y el Correlated Color Temperatura (o Temperatura del Color). Todos estos conceptos son usados con el fin de obtener la mejor iluminación posible para la sociedad. El resto del documento hace referencia a la iluminación de LEDs en aplicaciones de horticultura. La luz del Sol es un elemento principal para la vida de las personas y, especialmente, para las plantas. Gracias al Sol es posible producirse el proceso de la fotosíntesis en las plantas, que es tan importante para un buen crecimiento en las mismas. Sin embargo, la luz del sol no está presente en todos los lugares durante todo el tiempo; es decir, en los países Escandinavos no tienen demasiada luz durante los meses de otoño e invierno, y además las temperaturas son muy bajas (por debajo de cero grados centígrados). Por esta razón, resulta muy difícil que una planta pueda crecer bajo estas condiciones de poca luz y de frío. De esta manera, es necesario el uso de la iluminación artificial. Los LEDs son usados para adquirir o conseguir un buen crecimiento en las plantas, ya que este tipo de dispositivos permiten ser usados en el interior de invernaderos, consiguiendo excelentes condiciones de luz y buenas condiciones ambientales para su correcto crecimiento. En el último capítulo, son tomadas diferentes medidas experimentales combinando el espectro de cada color, para obtener la mejor iluminación posible. Para la ejecución de esta combinación de espectros es usado el software Microsoft Office Excel. Con este programa se aprende como mezclar y adquirir la mejor combinación de colores para alcanzar la perfecta luz o luz blanca, además de conocer el porcentaje que ha sido usado para cada color. Para saber cual es la mejor combinación posible para la sociedad, es necesario hacer uso del IRC y la Temperatura del Color.