بيت / أخبار / أخبار الصناعة / كيف تحقق مصابيح نمو سطح المكتب LED زراعة غير مدمرة للضوء البارد أقل من 40 درجة مئوية؟
أخبار الصناعة

كيف تحقق مصابيح نمو سطح المكتب LED زراعة غير مدمرة للضوء البارد أقل من 40 درجة مئوية؟

يتم اشتقاق خصائص الإضاءة الباردة لمصابيح LED من طبيعتها المادية - آلية التلألؤ الانتقالية للانتقال لمواد أشباه الموصلات. عندما يمر التيار من خلال تقاطع PN يتكون من مواد مثل أرسينيد الغاليوم (GAAs) أو نيتريد الغاليوم (GAN) ، تطلق الإلكترونات والثقوب الفوتونات مباشرة أثناء عملية إعادة التركيب. لا تعتمد هذه العملية على الإثارة ذات درجة الحرارة العالية ، وبالتالي فإن نسبة فقدان الطاقة التي تم إطلاقها في شكل الطاقة الخفيفة تتجاوز 80 ٪. في المقابل ، تتطلب مصابيح الصوديوم التقليدية ذات الضغط العالي درجات حرارة عالية أعلى من 2000 درجة مئوية لإثارة بخار الزئبق لإبعاد الضوء ، وفقد أكثر من 80 ٪ من الطاقة في الطاقة الكهربائية في شكل إشعاع حراري بالأشعة تحت الحمراء.

يحدد هذا الاختلاف الأساسي أن كثافة الإشعاع الحراري لجدول LED لزراعة المباراة أقل بكثير من مصادر الضوء التقليدية. على مسافة 10 سم من سطح المصباح ، تكون كثافة الإشعاع الحراري لمصابيح LED 0.5 واط/متر مربع فقط ، في حين أن كثافة الإشعاع الحراري لمصابيح الصوديوم عالية الضغط مع نفس الطاقة يمكن أن تصل إلى 15 واط/متر مربع. تبلغ عتبة تصور جسم الإنسان للإشعاع الحراري حوالي 1.2W/M² ، لذلك حتى لو ليدات الجدول LED المباراة تناسب مظلة النبات ، يصعب إدراك آثارها الحرارية من قبل الكائنات الحية. توفر خاصية الإضاءة الباردة هذه بيئة الإضاءة "" صفر حراري "للنباتات ، بحيث لم تعد كفاءة التمثيل الضوئي تخضع لتأثير تثبيط درجة الحرارة العالية.

يحقق نظام التحكم في درجة الحرارة في مصابيح LED التحكم الدقيق في درجة حرارة السطح من خلال آلية ثلاثية:
تتبنى قشرة المصباح ركيزة من السيرامينا من الألومينا النانوية ، والتي تصل الموصلية الحرارية إلى 200 واط/م · ك ، وهي ثلاثة أضعاف ركائز الألمنيوم التقليدية. تخضع مادة تغيير الطور (PCM) المضمنة في الركيزة لتغير طور سائل صلب عند 40 درجة مئوية ، وتمتص الحرارة الزائدة وتخزينها كطاقة حرارية كامنة. تبين التجارب أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تضغط على نطاق تقلب درجة الحرارة لسطح المصباح من ± 5 درجة مئوية إلى ± 1.5 درجة مئوية.

يتبنى المصباح هيكل تبديد الحرارة المركب للأنابيب الحرارية. قسم تبخر أنابيب الحرارة على اتصال مباشر مع شريحة LED ، ويتم توصيل قسم التكثيف بوداعة تبديد الحرارة لإطلاق الحرارة من خلال الحمل الحراري الطبيعي. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة 25 درجة مئوية ، يمكن أن يجعل هذا الهيكل درجة حرارة السطح للمصباح أعلى من درجة الحرارة المحيطة بمقدار أكثر من 15 درجة مئوية ، مما يضمن أن المصباح يظل أقل من 40 درجة مئوية عند التشغيل عند الحمل الكامل.

يراقب نظام التحكم في درجة الحرارة الذكي درجة حرارة سطح المصباح في الوقت الفعلي من خلال صفيف الثرمستور NTC. عندما تقترب درجة الحرارة المحلية من عتبة 40 ℃ ، فإنها تبدأ تلقائيًا تعديل سرعة الرياح ثلاث سرعات:
وضع السرعة المنخفضة: ابدأ عندما تكون درجة الحرارة المحيطة <30 ℃ ، حافظ على درجة حرارة السطح عند 35-38 ℃ ؛
وضع السرعة المتوسطة: تنشيط عندما تكون درجة الحرارة المحيطة 30-35 ℃ ، تقوية الحمل الحراري للهواء ؛
وضع السرعة العالية: فرض تبديد الحرارة في ظل ظروف عمل متطرفة لضمان أن درجة الحرارة لا تتجاوز 40 ℃.
تتيح آلية التحكم في درجة حرارة الحلقة المغلقة هذه أن يكون معدل تحلل درجة حرارة السطح من المصباح أقل من 0.5 ٪ بعد 1000 ساعة من التشغيل المستمر ، وهو أفضل بكثير من معدل تحلل 15 ٪ لمصادر الضوء التقليدية.

سيناريو التطبيق: زراعة الثورة الناتجة عن خصائص الضوء البارد
في سيناريو مصدر الضوء التقليدي ، يجب إبقاء تباعد الطبقة للزراعة المجسمة متعددة الطبقات أعلى من 50 سم لتجنب تراكم الحرارة ، في حين أن خصائص الضوء البارد لمصابيح LED تسمح لضغط تباعد الطبقة إلى 15 سم. على سبيل المثال ، في مساحة عمودية تبلغ مساحتها 50 سم × 50 سم × 200 سم ، يمكن ترتيب 8 طبقات من رفوف الزراعة ، مع تباعد 15 سم فقط بين كل طبقة ، ويمكن تحقيق توحيد الضوء عن طريق تقنية الضوء المتناثرة في الاتجاه> 90 ٪. يزيد وضع الزراعة عالي الكثافة من الناتج السنوي لكل وحدة إلى 200 ضعف من الزراعة التقليدية ، وجودة المنتج أكثر استقرارًا.

تتيح وظيفة التعتيم المستقلة للمصابيح الحمراء والأزرق لمصابيح LED النباتات في مراحل نمو مختلفة للحصول على أطياف مخصصة. على سبيل المثال ، يتم استخدام نسبة 7: 3 باللون الأزرق الأحمر لتعزيز توسع الأوراق خلال مرحلة الشتلات من الخس ، ويتم تبديل نسبة 3: 7 لتثبيط النمو المفرط خلال مرحلة العنوان. تقصر تقنية تنظيم الضوء الديناميكي دورة نمو المحاصيل بنسبة 15 ٪ -20 ٪ ، مع تقليل حدوث الآفات والأمراض بأكثر من 30 ٪.

إن خصائص توليد الحرارة المنخفضة لمصدر الضوء البارد تقضي على استهلاك الطاقة للتبريد في الصيف ، ومع نظام التحكم في درجة الحرارة الذكي ، يتم تقليل استهلاك الطاقة السنوي لمصنع النبات بنسبة 40 ٪. في حالة وجود مزرعة رأسية في المناطق الحضرية ، تبلغ قيمة الناتج السنوية لكل وحدة مساحة مصنع للزراعة الصغيرة باستخدام تقنية LED الباردة للضوء الباردة 200 مرة من الزراعة التقليدية ، ويزداد محتوى فيتامين C للمنتج بنسبة 60 ٪ ، واكتشاف بقايا المبيدات صفر.

تأثير الصناعة: تقنية الضوء البارد تعيد بناء النموذج الاقتصادي الزراعي
معدل استخدام الطاقة الخفيفة لمصابيح الصوديوم عالية الضغط التقليدية أقل من 20 ٪ ، في حين أن مصابيح LED يمكن أن تصل إلى أكثر من 80 ٪. وقد مكن هذا التحسن في الكفاءة قيمة الناتج السنوية لكل متر مربع من 100000 يوان ، مما يوفر أساسًا اقتصاديًا مستدامًا للزراعة الحضرية.

تقنية الضوء البارد تزيد من كثافة الزراعة ثلاثية الأبعاد بمقدار 3-5 مرات. على سبيل المثال ، في زراعة الخس ثلاثية الأبعاد ، يمكن استيعاب 120 مصنعًا لكل متر مكعب من المساحة ، في حين يمكن الحفاظ على معدل البقاء على قيد الحياة من 30 مصنعًا فقط تحت مشهد مصدر الضوء التقليدي.

من خلال التحكم الديناميكي في جودة الضوء وبيئة درجة الحرارة الثابتة ، يتم تحسين اتساق نمو المحاصيل بشكل كبير. على سبيل المثال ، في الزراعة الرأسية للفراولة ، يتم تقصير الفرق في دورة النضوج للطبقات العليا والسفلى من الفواكه من 7 أيام إلى 24 ساعة ، ويتم تقليل الانحراف المعياري لمحتوى السكر من 1.2 درجة بريكس إلى 0.4 درجة.

يركز التطور التكنولوجي الحالي لمصابيح نمو سطح المكتب LED على اتجاهين رئيسيين:
التنظيم الديناميكي لجودة الضوء
تتيح تقنية DUT DOT دقة التنظيم الطيفي للوصول إلى مستوى نانومتر ، ويمكن للمصابيح ضبط صيغة الضوء في الوقت الفعلي وفقًا للإشارات الفسيولوجية للنباتات. على سبيل المثال ، يتم زيادة نسبة الضوء الأحمر تلقائيًا خلال فترة تغيير اللون من الطماطم لتعزيز تخليق الكاروتينات.

الاستخدام التعاوني للضوء والحرارة
تطوير نظام لاستعادة الطاقة على أساس توليد طاقة اختلاف درجة الحرارة لتحويل تبديد الحرارة للمصابيح إلى إمدادات الطاقة الإضافية. أظهرت التجارب أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تزيد من كفاءة الطاقة الإجمالية للمصابيح بنسبة 15 ٪ -20 ٪.
ستؤدي هذه الابتكارات إلى تعزيز تطور المصانع الصغيرة من "الزراعة البديلة" إلى "الزراعة الفائقة الأبعاد". مدفوعًا بهدف حياد الكربون ، من المتوقع أن تصبح تقنية LED Cold Light هي البنية التحتية الأساسية لسلسلة الإمداد للأغذية الحضرية المستقبلية. تجذب قيمة الإنتاج السنوية المحتملة لأكثر من 100000 يوان لكل متر مربع الاستثمار المستمر من قوى البحوث العالمية والعلمية.