Καινοτόμο-ΓυαλίLED για την ανάπτυξη των φυτών: Σχεδιασμός, Απόδοση και Έξυπνες Εφαρμογές
Εισαγωγή
Με την αυξανόμενη ζήτηση για βιώσιμες γεωργικές πρακτικές, η καλλιέργεια σε εσωτερικούς χώρους και η καλλιέργεια θερμοκηπίου έχουν κερδίσει σημαντική προσοχή. Οι δίοδοι εκπομπής φωτός-(LED) έχουν αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη πηγή τεχνητού φωτός γιαανάπτυξη φυτώνλόγω της ενεργειακής τους απόδοσης και της φασματικής δυνατότητας συντονισμού. Ωστόσο, συμβατικό φυτόLED ανάπτυξηςσυχνά υποφέρουν από χαμηλή φασματική αντιστοίχιση με φυτικές χρωστικές και ανεπαρκή απόδοση εξαγωγής φωτός. Αυτό το άρθρο διερευνά τη σχεδίαση, την απόδοση και την εφαρμογή LED-με βάση το γυαλί με δομές δείκτη διάθλασης βαθμίδωσης (GRIN), οι οποίες αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά αυτούς τους περιορισμούς.
Τεχνικές Καινοτομίες
Οι παραδοσιακές μέθοδοι ενθυλάκωσης LED, όπως η ανάμειξη{0}}φωσφόρου σιλικόνης, συχνά οδηγούν σε κακή θερμική σταθερότητα και χαμηλή απόδοση φωτός. Για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις, οι ερευνητές ανέπτυξαν φώσφορο-σε-υμένιες από γυαλί (PIG) με δομές δείκτη διάθλασης βαθμίδωσης. Αυτές οι μεμβράνες GRIN-PIG ενισχύουν την απόδοση εξαγωγής φωτός ελαχιστοποιώντας την ανάκλαση Fresnel και την συνολική εσωτερική ανάκλαση στις διεπαφές υλικού.
Βασικά ευρήματα
Κόκκινα LED με Mn⁴⁺-Doped PIG
Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις Monte Carlo, το βέλτιστο πάχος και η συγκέντρωση φωσφόρου για τα κόκκινα LED προσδιορίστηκαν σε 0,15 mm και 0,6 g/cm³, αντίστοιχα.
Η κατασκευασμένη λυχνία LED με βάση το φωσφορικό γυαλί-επέδειξε κορύφωση εκπομπής στα 692 nm, ευθυγραμμισμένη τέλεια με τα φάσματα απορρόφησης των φυτοχρωμάτων PR και PFR.
Η φωτεινή απόδοση έφτασε τα 96,74 lm/W, σημαντικά υψηλότερη από αυτή των παραδοσιακών LED με κάψουλα-σιλικόνης (59 lm/W) [Σελίδα 26, Πίνακας 2.1].
Μπλε LED με Eu²⁺-Doped PIG
Για τα μπλε LED, οι βέλτιστες παράμετροι ήταν πάχος 0,15 mm και συγκέντρωση φωσφόρου 0,5 g/cm³.
Το LED με βάση το Eu²⁺-με πρόσμιξη φθοροφωσφορικού γυαλιού- εκπέμπεται στα 451 nm, που ταιριάζει με τις κορυφές απορρόφησης της χλωροφύλλης a, b και -καροτίνης.
Η φωτεινή απόδοση που επιτεύχθηκε ήταν 69,85 lm/W, επιδεικνύοντας ανώτερη απόδοση για συμπλήρωμα μπλε φωτός [Σελίδα 35].
Σύστημα έξυπνου φωτισμού
Αναπτύχθηκε ένα έξυπνο σύστημα θαμπής που βασίζεται σε μικροελεγκτή- χρησιμοποιώντας το κατασκευασμένο κόκκινο καιμπλε LED.
Το σύστημα περιλαμβάνει αισθητήρα φωτός GY-30, STC89C52 MCU και PWM{4}}μονάδες LED που οδηγούνται, επιτρέποντας τη ρύθμιση της έντασης φωτός σε πραγματικό χρόνο με βάση τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Αυτό το σύστημα μειώνει την κατανάλωση ενέργειας έως και 40% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους στατικού φωτισμού [Σελίδα 45, Εικ. 4.12].
Πλεονεκτήματα των GRIN-PIG LED
Υψηλή φασματική αντιστοίχιση: Τα φάσματα εκπομπής του GRIN-PIGΤα LED ευθυγραμμίζονταιστενά με τα προφίλ απορρόφησης βασικών φυτικών χρωστικών, προάγοντας τη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη.
Ενισχυμένη αποτελεσματικότητα: Η δομή του δείκτη διάθλασης κλίσης ελαχιστοποιεί την απώλεια φωτονίων, με αποτέλεσμα υψηλότερη φωτεινή απόδοση.
Θερμική σταθερότητα: Η ενθυλάκωση{0}}με βάση το γυαλί εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη-αξιοπιστία υπό συνθήκες υψηλής- θερμοκρασίας.
Εξοικονόμηση Ενέργειας: Το έξυπνο σύστημα μείωσης της φωτεινότητας βελτιστοποιεί τη χρήση του φωτός, μειώνοντας την περιττή κατανάλωση ενέργειας.
Εφαρμογές
Αυτά τα προηγμένα LED είναι ιδανικά για:
Κάθετες φάρμες και θερμοκήπια
Ερευνητικά εργαστήρια που μελετούν τη φυσιολογία των φυτών
Αστικά αγροτικά συστήματα που απαιτούν ακριβή έλεγχο φωτός
Σύναψη
Η ενσωμάτωση της τεχνολογίας GRIN-PIG με έξυπνα συστήματα ελέγχου αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στον φωτισμό της ανάπτυξης των φυτών. Βελτιώνοντας τη φασματική αντιστοίχιση και την ενεργειακή απόδοση, αυτά τα LED προσφέρουν μια βιώσιμη λύση για τις σύγχρονες γεωργικές ανάγκες. Η μελλοντική εργασία μπορεί να επικεντρωθεί στην επέκταση της βάσης δεδομένων των ελαφριών συνταγών για συγκεκριμένα είδη φυτών και στάδια ανάπτυξης.
Αναφορές
Wang, B. (2023).Σχεδιασμός, απόδοση και εφαρμογή γυάλινων- LED για φυτικούς λαμπτήρες. Μεταπτυχιακή διατριβή, Nanjing University of Posts and Telecommunications.
Yun, Χ., et αϊ. (2022).Journal of Luminescence, 244, 118724.
Qin, L., et αϊ. (2018).Journal of Alloys and Compounds, 738, 372–378.
Η υπηρεσία μας:
1.Η ερώτησή σας σχετικά με τα προϊόντα ή τις τιμές μας θα απαντηθεί σε 24 ώρες.
2.Καλά-εκπαιδευμένο και έμπειρο προσωπικό για να απαντήσει σε όλες τις ερωτήσεις σας σε άπταιστα αγγλικά.
3.OEM&ODM, μπορούμε να σας βοηθήσουμε να σχεδιάσετε και να βάλετε στο προϊόν.
4.Διανομή προσφέρεται για το μοναδικό σας σχέδιο και ορισμένα τρέχοντα μοντέλα μας.
5.Προστασία του χώρου πωλήσεών σας, ιδέες σχεδίασης και όλων των προσωπικών σας πληροφοριών.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/grow-lights-for-houseplants.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Τηλέφωνο: +86 0755 27186329
Κινητό (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Ιστός:www.benweilight.com
