Innowacyjne rozwiązanie oparte-na szkleDiody LED do wzrostu roślin: Projekt, wydajność i inteligentne aplikacje
Wstęp
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na zrównoważone praktyki rolnicze, dużą uwagę przykuwają uprawy w pomieszczeniach zamkniętych i szklarniowe. Diody elektroluminescencyjne (LED) okazały się obiecującym źródłem sztucznego światławzrost roślinze względu na ich efektywność energetyczną i przestrajalność widmową. Jednak konwencjonalna roślinadiody wzrostuczęsto cierpią z powodu niskiego dopasowania widmowego do pigmentów roślinnych i niewystarczającej wydajności ekstrakcji światła. W tym artykule omówiono konstrukcję, działanie i zastosowanie szklanych diod LED-o strukturze gradientowego współczynnika załamania światła (GRIN), które skutecznie eliminują te ograniczenia.
Innowacje techniczne
Tradycyjne metody kapsułkowania diod LED, takie jak mieszanie fosforu-silikonu, często prowadzą do słabej stabilności termicznej i słabego strumienia świetlnego. Aby przezwyciężyć te wyzwania, badacze opracowali folie luminoforowe-w-szkle (PIG) o gradientowych strukturach współczynnika załamania światła. Te folie GRIN-PIG zwiększają skuteczność ekstrakcji światła, minimalizując odbicie Fresnela i całkowite wewnętrzne odbicie na styku materiałów.
Kluczowe ustalenia
Czerwone diody LED z domieszką Mn⁴⁺-PIG
Korzystając z symulacji Monte Carlo, ustalono, że optymalna grubość i stężenie fosforu dla czerwonych diod LED wynoszą odpowiednio 0,15 mm i 0,6 g/cm3.
Wyprodukowana dioda LED na bazie szkła fosforanowego domieszkowanego Mn⁴⁺--wykazywała pik emisji przy 692 nm, co idealnie pokrywało się z widmami absorpcji fitochromów PR i PFR.
Skuteczność świetlna osiągnęła 96,74 lm/W, czyli była znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych diod LED-w obudowie silikonowej (59 lm/W) [str. 26, tabela 2.1].
Niebieskie diody LED z domieszką Eu²⁺-PIG
Dla diod niebieskich optymalnymi parametrami była grubość 0,15 mm i stężenie luminoforu 0,5 g/cm3.
Dioda LED na bazie Eu²⁺-domieszkowanego szkła fluorofosforanowego- emitowana przy 451 nm, co odpowiada pikom absorpcji chlorofilu a, b i -karotenu.
Osiągnięta skuteczność świetlna wyniosła 69,85 lm/W, co świadczy o doskonałej wydajności w przypadku suplementacji niebieskim światłem [str. 35].
Inteligentny system ściemniania
Opracowano inteligentny system przyciemniania oparty na mikrokontrolerze-, wykorzystując wyprodukowany czerwony iniebieskie diody LED.
System obejmuje czujnik światła GY-30, MCU STC89C52 i moduły LED sterowane PWM-, umożliwiające regulację natężenia światła w czasie rzeczywistym w zależności od warunków środowiskowych.
System ten zmniejsza zużycie energii nawet o 40% w porównaniu z tradycyjnymi metodami oświetlenia statycznego [strona 45, rys.. 4.12).
Zalety diod LED GRIN-PIG
Wysokie dopasowanie widmowe: Widma emisji GRIN-PIGDiody LED wyrównują sięściśle z profilami absorpcji kluczowych pigmentów roślinnych, promując fotosyntezę i wzrost.
Zwiększona wydajność: Struktura gradientowego współczynnika załamania światła minimalizuje utratę fotonów, co skutkuje wyższą skutecznością świetlną.
Stabilność termiczna: Hermetyzacja-na bazie szkła zapewnia-długoterminową niezawodność w wysokich-warunkach temperaturowych.
Oszczędność energii: Inteligentny system przyciemniania optymalizuje wykorzystanie światła, zmniejszając niepotrzebne zużycie energii.
Aplikacje
Te zaawansowane diody LED idealnie nadają się do:
Farmy pionowe i szklarnie
Laboratoria badawcze zajmujące się fizjologią roślin
Systemy rolnictwa miejskiego wymagające precyzyjnej kontroli oświetlenia
Wniosek
Integracja technologii GRIN-PIG z inteligentnymi systemami sterowania stanowi znaczący postęp w oświetleniu wzrostu roślin. Poprawiając dopasowanie widmowe i efektywność energetyczną, diody te oferują zrównoważone rozwiązanie dla nowoczesnych potrzeb rolnictwa. Przyszłe prace mogą skupiać się na rozbudowie bazy danych receptur świetlnych dla konkretnych gatunków roślin i etapów wzrostu.
Referencje
Wang, B. (2023).Projektowanie, działanie i zastosowanie szklanych-diod LED do lamp roślinnych. Praca magisterska, Uniwersytet Poczty i Telekomunikacji w Nanjing.
Yun, X. i in. (2022).Dziennik luminescencji, 244, 118724.
Qin, L. i in. (2018).Journal of stopów i związków, 738, 372–378.
Nasz serwis:
1. Odpowiedź na Twoje zapytanie dotyczące naszych produktów lub cen zostanie udzielona w ciągu 24 godzin.
2.Dobrze-wyszkolony i doświadczony personel, który odpowie na wszystkie Twoje pytania płynnie po angielsku.
3.OEM i ODM, możemy pomóc Ci zaprojektować i wdrożyć produkt.
4. Oferujemy dystrybucję dla Twojego unikalnego projektu i niektórych naszych aktualnych modeli.
5. Ochrona Twojego obszaru sprzedaży, pomysłów projektowych i wszystkich Twoich prywatnych informacji.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Komórka(+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:Benweilight88
Sieć:www.benweilight.com
