Analisis Kelebihan Suplemen Pencahayaan Semikonduktor Rumah Hijau- Universelite Co., Ltd

Analisis Kelebihan Suplemen Pencahayaan Semikonduktor Rumah Hijau

Analisis kelebihan sumber cahaya Lampu pijar ialah sumber cahaya biasa untuk menghasilkan cahaya matahari jangka panjang, tetapi kecekapan elektriknya rendah, dan nisbah cahaya merah kepada merah jauh yang rendah tidak dapat meningkatkan pemanjangan batang, jadi ia secara beransur-ansur dilarang daripada dijual dan guna. Lampu pendarfluor padat dan HPS lebih cekap tenaga dan mempunyai nisbah R:FR yang tinggi. HPS mempunyai tiga jenis 400W, 600W dan 1000W. Sumber cahaya tradisional seperti HPS tidak boleh melancarkan produk berkuasa rendah, dan aplikasinya adalah terhad. 1000W lebih popular kerana lebih sedikit lampu sedemikian diperlukan untuk mencapai keamatan cahaya yang sama. Dalam amalan pencahayaan tambahan di rumah hijau, mengurangkan bilangan lampu boleh mengurangkan tahap cahaya semula jadi yang disekat oleh pemantul lampu dengan berkesan. Penjimatan tenaga dan pengawalan cahaya semula jadi yang cekap memerlukan sistem kawalan pintar untuk melaraskan jumlah cahaya buatan mengikut keamatan cahaya semula jadi.

Sebagai perbandingan, kecekapan penukaran fotoelektrik HPS ialah 30%, manakala lampu pijar hanya 6%, dan kecekapan penukaran fotoelektrik lampu LED ialah 40%. Tenaga elektrik lain ditukar kepada tenaga haba, memanaskan suhu persekitaran rumah hijau. Sebenarnya, adalah tidak ekonomik untuk menggunakan pemanasan elektrik, dan dalam keadaan cuaca yang sederhana, suhu tinggi tidak baik untuk pengeluaran, jadi perlu menghidupkan kipas dan peralatan lain untuk menyejukkan. Spektrum HPS termasuk cahaya komposit cahaya kuning, cahaya oren dan lampu merah. Ia perlu menambah sedikit cahaya biru untuk mendapatkan kualiti cahaya yang lebih berkesan. Tumbuhan memerlukan sejumlah cahaya biru untuk perkembangan dan morfologi tumbuhan yang normal. Selain itu, cahaya merah jauh juga penting untuk morfogenesis, dan nisbah antara cahaya merah, biru dan merah jauh perlu diselaraskan.

Lampu atau modul LED perlu disaring untuk kualiti cahaya, prestasi kalis air, kekompakan dan kawasan permukaan pelindung cahaya yang dikurangkan. Kaedah pelesapan haba termasuk LED yang disejukkan dengan air, LED yang disejukkan dengan gas pasif dan LED yang disejukkan dengan gas aktif. Pelesapan haba LED sentiasa menjadi masalah yang perlu diselesaikan dengan serius. Pelesapan haba dan pemanasan HPS boleh memanaskan tumbuhan dan meningkatkan pernafasan. Sebaliknya, pernafasan mengurangkan suhu daun.

Pada tahun 2007, beberapa syarikat di Belanda memperkenalkan modul LED khas untuk industri rumah hijau. Pada 2008-2009, beberapa eksperimen pencahayaan LED berskala besar telah dijalankan pada bunga ros, tomato, lada benggala, timun dan tumbuhan ubatan. Keputusan eksperimen bercampur-campur. LED mempunyai potensi untuk peraturan fotokala dan penggunaan cahaya tambahan di rumah hijau, tetapi terdapat sedikit kajian mengenai tanaman hortikultur, dan penggunaannya mungkin terhad kepada pengeluaran tumbuhan khas kerana kos yang tinggi (Runkle et al., 2011). Pencahayaan tambahan LED di rumah hijau ialah teknologi yang sangat menjanjikan yang boleh menangkap fotosintesis tumbuhan yang lebih baik dengan berkesan (LED merah lebih tinggi daripada HPS), memulakan tindak balas tumbuhan khas atau membimbing proses tumbuhan dan mengimbangi melalui modulasi kualiti cahaya khas LED (Nederhoff, 2010).

Analisis teknologi pencahayaan

Kaedah lampu isian termasuk lampu isian atas, lampu isian antara baris, lampu isian berbilang lapisan dan bentuk lain. Berbanding dengan sumber cahaya tradisional, saiz, bentuk dan reka bentuk kuasa lampu sumber cahaya LED boleh diperbesarkan secara bebas, kaedah penggantungan adalah fleksibel, dan beratnya ringan. Ia telah memperoleh pelbagai mod teknologi cahaya tambahan, yang disesuaikan dengan baik kepada kaedah penanaman rumah hijau, jenis tanaman dan bentuk kanopi. Keperluan praktikal yang pelbagai.

Analisis faedah pencahayaan

Teknologi pencahayaan pertumbuhan tumbuhan berkembang pesat, menyediakan banyak pilihan untuk pencahayaan tambahan di rumah hijau. Nelson dan Bughee (2014) melaporkan kecekapan kuantum fotosintesis (400~700nm) dan ciri pengedaran sinaran foton 2 jenis peranti HPS dua sisi, 5 jenis peranti HPS berasaskan mogul, 10 jenis peranti LED, 3 jenis cermet lampu dan 2 jenis lampu pendarfluor . 2 LED paling cekap dan 2 peranti HPS dwimuka paling cekap mempunyai kecekapan yang hampir sama, antara 1. 66 dan 1. 7 μmol/J. Kecekapan empat peranti ini jauh lebih tinggi daripada kecekapan 1.02μmol/J lampu cermet yang biasa digunakan. 95μmol/J。 Kecekapan lampu seramik logam terbaik dan lampu pendarfluor ialah 1. 46 dan 0. 95μmol / J.

Penulis mengira kos pelaburan awal setiap kuantum cahaya yang dipancarkan oleh peranti, dan menjelaskan bahawa kos peranti LED adalah 5 hingga 10 kali ganda berbanding peranti HPS. Bil elektrik 5 tahun ditambah kos setiap mol peranti foton adalah 2.3 kali lebih tinggi daripada peranti LED. Dari segi kos elektrik, hasil analisis menunjukkan kos penyelenggaraan jangka panjang adalah sangat kecil. Sekiranya sistem pengeluaran mempunyai ruang jurang yang luas, fungsi unik peranti LED ialah ia dapat menumpukan kuantum cahaya dengan berkesan pada bahagian tertentu, supaya kanopi tumbuhan dapat menangkap lebih banyak kuantum cahaya. Tetapi analisis menunjukkan bahawa sinaran foton adalah mahal untuk semua lekapan lampu. Kos sistem pencahayaan terendah hanya boleh dicapai apabila peranti pemancar cahaya berkecekapan tinggi digabungkan dengan perangkap foton kanopi yang cekap.

Kemajuan dalam teknologi pencahayaan dan kecekapan lekapan telah menyediakan banyak pilihan untuk pencahayaan tambahan di rumah hijau, termasuk banyak lekapan LED. Kemajuan besar telah dicapai dalam tiga aspek komposisi lampu untuk lampu nyahcas intensiti tinggi (HID) [termasuk lampu natrium tekanan tinggi (HPS) dan lampu halida logam seramik (CMI)], termasuk lampu (mentol lampu), sumber cahaya ( pemantul) dan pemberat (ballast). HPS dengan balast elektronik dan mentol dua sisi adalah 1.7 kali ganda HPS peranti HPS berasaskan mogul. Analisis merangkumi dua parameter, kecekapan lampu, iaitu, penentuan bilangan foton fotosintesis setiap joule (foton) dan kecekapan penangkapan aliran kuantum fotosintesis (400-700nm) dalam kanopi, yang merupakan sebahagian daripada foton yang mencapai daun tumbuhan. Kecekapan elektrik pertumbuhan tumbuhan diukur dalam bilangan foton fotosintesis setiap joule.

Kecekapan elektrik luminaire sering dinyatakan dalam unit persepsi cahaya manusia (lumen yang dipancarkan setiap watt) atau kecekapan tenaga (watt sinaran yang dipancarkan setiap watt input elektrik). Walau bagaimanapun, fotosintesis dan pertumbuhan tumbuhan diukur dalam mol kuantum cahaya. Oleh itu, perbandingan kecekapan cahaya berdasarkan kecekapan kuantum cahaya harus menggunakan unit kuantiti kuantum fotosintesis yang dihasilkan setiap joule input tenaga. Ini lebih penting lagi untuk LED kerana warna cahaya cekap elektrik berada dalam kawasan panjang gelombang merah dan biru dalam. Foton merah mempunyai kapasiti tenaga sinaran yang lebih rendah membolehkan lebih banyak foton menghantar input tenaga per unit (tenaga sinaran adalah berkadar songsang dengan panjang gelombang, persamaan Planck). Sebaliknya, cahaya biru adalah 53% lebih cekap tenaga daripada cahaya merah (49% dan 32%), tetapi cahaya biru hanya 9% lebih cekap kuantum foton daripada cahaya merah (1.87/1.72). Terdapat salah faham tentang kesan kualiti cahaya pada pertumbuhan tumbuhan, dan banyak pengeluar mendakwa bahawa kualiti cahaya menggalakkan pertumbuhan tumbuhan1 (taburan spektrum dan nisbah cahaya monokromatik).

Penilaian kesan kualiti cahaya pada fotosintesis tumbuhan secara meluas diperolehi daripada keluk hasil kuantum cahaya (YPF), yang menunjukkan bahawa cahaya merah-oren 600~660mm adalah 20%~30% lebih tinggi daripada biru-hijau dan biru. cahaya 400~460nm untuk fotosintesis. Apabila menganalisis kualiti cahaya berdasarkan lengkung YPF, HPS berprestasi baik atau lebih baik daripada luminair LED yang lebih baik kerana ia mempunyai output foton yang tinggi sekitar 600nm dan output yang lebih rendah dalam kawasan cahaya biru, biru-hijau dan hijau.

Keluk spektrum pengguguran kuantum dibentuk berdasarkan data ukuran jangka pendek di bawah keadaan daun tunggal dan keamatan cahaya rendah (Nelson dan Bugbee, 2014). Walau bagaimanapun, lengkung YPF dilukis daripada ukuran jangka pendek daun individu dalam keadaan cahaya malap. Klorofil dan pigmen klorofil mempunyai keupayaan yang lemah untuk menyerap cahaya hijau (Terashima et al., 2009), tetapi Terashima et al. (2009) menegaskan kecekapan fotosintesis daun bunga matahari yang didorong oleh cahaya hijau bercampur dengan cahaya putih yang kuat adalah lebih tinggi daripada cahaya merah. Oleh itu, lampu hijau sering dianggap tidak berkesan untuk pertumbuhan tumbuhan, tetapi lampu hijau mungkin berkesan untuk pertumbuhan tumbuhan dalam keadaan cahaya terang. LED hijau berintensiti tinggi boleh meningkatkan pertumbuhan tumbuhan dengan berkesan, terutamanya cahaya hijau panjang gelombang pendek lebih berkesan untuk pertumbuhan tumbuhan (Johkan et al., 2012).

Sepanjang 30 tahun yang lalu, banyak kajian jangka panjang ke atas keseluruhan tumbuhan di bawah keadaan keamatan cahaya yang tinggi telah menunjukkan bahawa kualiti cahaya mempunyai kesan yang lebih kecil terhadap kadar pertumbuhan tumbuhan daripada keamatan cahaya (Cope et al., 2014; Johkan et al., 2012). ). Kualiti cahaya, terutamanya cahaya biru, boleh mengubah kadar pengembangan sel dan daun (Dougher dan Bug-bee, 2004), ketinggian tumbuhan, morfologi tumbuhan (Cope dan Bug-bee, 2013; Dougher dan Bug-bee, 2001) dalam beberapa tumbuhan; Yorio et al., 2001). Tetapi kesan langsung cahaya biru pada fotosintesis adalah minimum. Kesan kualiti cahaya pada keseluruhan tumbuhan kering dan berat segar biasanya berlaku di bawah pendedahan cahaya semula jadi yang tidak atau rendah disebabkan oleh perubahan dalam pengembangan daun dan tangkapan sinaran pada awal pertumbuhan (Cope et al., 2014).

Berdasarkan bilangan mol kuantum cahaya fotosintesis setiap joule, warna cahaya dengan kecekapan elektrik tertinggi bagi lampu LED ialah cahaya biru, cahaya merah dan cahaya putih yang sejuk, jadi lampu LED biasanya digabungkan untuk menghasilkan warna ini. Warna lain kualiti cahaya LED boleh digunakan untuk meningkatkan kualiti cahaya panjang gelombang tertentu untuk mengawal aspek tertentu pertumbuhan tumbuhan berdasarkan sifat cahaya monokromatik (Ya2012; Morrow dan Tibbitts, 2008). Kekurangan sinaran UV dalam luminair LED disebabkan oleh UV-LED mengurangkan kecekapan luminair dengan ketara. Cahaya matahari mengandungi UV yang menyumbang 9% daripada PPF, dan sumber cahaya elektrik standard mengandungi 0.3%~8% sinaran UV. Kekurangan UV membawa kepada beberapa gangguan tumbuhan di bawah keadaan cahaya matahari (intunmescence, Morrow dan Tibbitts, 1988). Kekurangan sinaran merah jauh (710~740nm) lampu LED untuk cahaya tambahan fotosintesis memendekkan masa berbunga beberapa tumbuhan fotokala (GraigRungle, 2013). Lampu hijau (530~580nm), kekurangan atau tiada dalam luminair LED, mampu menembusi kanopi dan dihantar dengan lebih cekap ke daun bawah (Kim et al., 2004). Iaitu, panjang gelombang setiap kuantum cahaya kejadian mempunyai kesan ke atas fotosintesis relatif daun tunggal di bawah intensiti cahaya rendah (150μmol/㎡).