LED masaüstü büyüme lambaları, 40 ° C'nin altındaki soğuk ışığın tahribatsız yetiştiriciliğini nasıl elde eder?

LED lambaların soğuk ışık özellikleri fiziksel doğalarından türetilir - yarı iletken malzemelerin bant geçiş lüminesans mekanizması. Galyum arsenit (GaAs) veya galyum nitrür (GAAN) gibi malzemelerden oluşan bir PN kavşağından akım geçtiğinde, elektronlar ve delikler rekombinasyon işlemi sırasında doğrudan fotonları serbest bırakır. Bu işlem yüksek sıcaklık uyarmasına dayanmaz, bu nedenle ışık enerjisi şeklinde salınan enerji kaybı oranı%80'ini aşar. Buna karşılık, geleneksel yüksek basınçlı sodyum lambalar, ışık yaymak için cıva buharını heyecanlandırmak için 2000 ° C'nin üzerinde yüksek sıcaklıklar gerektirir ve elektrik enerjisindeki enerjinin% 80'inden fazlası kızılötesi termal radyasyon şeklinde kaybolur.

Bu temel fark, LED tablosu büyüyen fikstürünün termal radyasyon yoğunluğunun geleneksel ışık kaynaklarından çok daha düşük olduğunu belirler. Lambanın yüzeyinden 10 cm mesafede, LED lambaların termal radyasyon yoğunluğu sadece 0.5W/m²'dir, aynı güce sahip yüksek basınçlı sodyum lambaların termal radyasyon yoğunluğu 15W/m²'ye ulaşabilir. İnsan vücudunun termal radyasyon için algı eşiği yaklaşık 1.2W/m²'dir, bu yüzden LED masa yetiştirme fikstürü Bitki gölgesine uyun, termal etkilerinin organizmalar tarafından algılanması zordur. Bu soğuk ışık özelliği, bitkiler için "" sıfır ısı stresi "" aydınlatma ortamı sağlar, böylece fotosentez verimliliği artık yüksek sıcaklık inhibisyon etkisine tabi değildir.

LED lambaların sıcaklık kontrol sistemi, üçlü bir mekanizma yoluyla yüzey sıcaklığının kesin kontrolünü sağlar:
Lamba kabuğu, termal iletkenlik 200W/m · K'ye ulaşan, geleneksel alüminyum substratların üç katı olan bir nanoporöz alümina seramik substratı benimser. Substrata gömülü faz değişikliği malzemesi (PCM) 40 ° C'de katı-sıvı faz değişikliğine uğrar, aşırı ısıyı emer ve gizli ısı enerjisi olarak depolar. Deneyler, bu teknolojinin lamba yüzeyinin sıcaklık dalgalanma aralığını ± 5 ° C'den ± 1.5 ° C'ye sıkıştırabileceğini göstermektedir.

Lamba bir ısı borusu yüzgeç kompozit ısı yayma yapısı benimser. Isı borusu buharlaşma bölümü LED çip ile doğrudan temas halindedir ve yoğuşma bölümü, doğal konveksiyon yoluyla ısıyı serbest bırakmak için ısı yayma kanatçıklarına bağlanır. Ortam sıcaklığı 25 ° C olduğunda, bu yapı lambanın yüzey sıcaklığını ortam sıcaklığından en fazla 15 ° C'den daha yüksek hale getirebilir ve bu da lambanın tam yükte çalışırken 40 ° C'nin altında kalmasını sağlar.

Akıllı sıcaklık kontrol sistemi, NTC termistör dizisi aracılığıyla lambanın yüzey sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler. Yerel sıcaklık 40 ℃ eşiğine yaklaştığında, otomatik olarak üç vitesli rüzgar hızı ayarını başlatır:
Düşük Hız Modu: Ortam sıcaklığı <30 ℃ olduğunda başlayın, yüzey sıcaklığını 35-38 ℃ olarak koruyun;
Orta Hız Modu: Ortam sıcaklığı 30-35 ℃ olduğunda etkinleştirin, hava konveksiyonunu güçlendirin;
Yüksek Hız Modu: Sıcaklığın 40 ℃'yi aşmamasını sağlamak için aşırı çalışma koşullarında ısıyı dağılmasını zorlayın.
Bu kapalı döngü sıcaklık kontrol mekanizması, 1000 saatlik sürekli çalışmadan sonra lambanın yüzey sıcaklığı bozulma hızının% 0,5'ten az olmasını sağlar, bu da geleneksel ışık kaynaklarının% 15 bozulma oranından önemli ölçüde daha iyidir.

Uygulama Senaryosu: Soğuk Işık Özellikleri tarafından getirilen Dikim Devrimi
Geleneksel ışık kaynağı senaryosunda, ısı birikimini önlemek için çok katmanlı stereoskopik ekimin katman aralığının 50 cm'nin üzerinde tutulması gerekirken, LED lambaların soğuk ışık özellikleri katman aralığının 15 cm'ye sıkıştırılmasına izin verir. Örneğin, 50 cm × 50cm × 200cm dikey bir boşlukta, her bir katman arasında sadece 15 cm'lik bir aralıkla 8 kat ekim rafı düzenlenebilir ve ışık homojenliği yönlü dağınık ışık teknolojisi>%90 ile elde edilebilir. Bu yüksek yoğunluklu ekim modu, birim alan başına yıllık üretimi geleneksel tarımın 200 katına çıkarır ve ürün kalitesi daha kararlıdır.

LED lambaların kırmızı ve mavi LED'lerinin bağımsız karartma fonksiyonu, farklı büyüme aşamalarındaki bitkilerin özelleştirilmiş spektrumlar elde etmesini sağlar. Örneğin, marul fide aşamasında yaprak genişlemesini teşvik etmek için 7: 3 kırmızı-mavi bir oranı kullanılır ve 3: 7 oran, başlık aşamasında aşırı büyümeyi inhibe etmek için değiştirilir. Bu dinamik ışık düzenleme teknolojisi, mahsul büyüme döngüsünü%15-%20 oranında kısaltırken, zararlıların ve hastalıkların oluşumunu%30'dan fazla azaltır.

Soğuk ışık kaynağının düşük ısı üretim özellikleri, yaz aylarında soğutmanın enerji tüketimini ortadan kaldırır ve akıllı sıcaklık kontrol sistemi ile tesis fabrikasının yıllık enerji tüketimi%40 azalır. Belirli bir kentsel dikey çiftlik durumunda, LED soğuk ışık teknolojisini kullanan bir mikro bitki fabrikasının birim alanı başına yıllık çıkış değeri, geleneksel tarımın 200 katıdır ve ürünün C vitamini içeriği%60 artırılır ve pestisit kalıntısı tespiti sıfırdır.

Sanayi Etkisi: Soğuk Işık Teknolojisi Tarımsal Ekonomik Modeli Yeniden Yapılandırıyor
Geleneksel yüksek basınçlı sodyum lambaların ışık enerjisi kullanım oranı%20'den az, LED lambalar%80'den fazla ulaşabilir. Bu verimlilik iyileştirmesi, metrekare başına yıllık çıktı değerinin 100.000 yuan'ı aşmasını sağlayarak kentsel tarım için sürdürülebilir bir ekonomik temel sağladı.

Soğuk ışık teknolojisi, üç boyutlu ekimin yoğunluğunu 3-5 kez arttırır. Örneğin, marulun üç boyutlu ekiminde, metreküp alan başına 120 bitki konaklayabilirken, geleneksel ışık kaynağı sahnesi altında sadece 30 bitkinin sağkalım oranı korunabilir.

Işık kalitesi ve sabit sıcaklık ortamının dinamik kontrolü yoluyla, mahsul büyümesinin tutarlılığı önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Örneğin, çileklerin dikey ekiminde, meyve üst ve alt katmanlarının olgunlaşma döngüsünde fark 7 günden 24 saate kısalır ve şeker içeriğinin standart sapması 1.2 ° brix'den 0.4 ° brix'e düşürülür.

LED masaüstü büyüme lambalarının mevcut teknolojik evrimi iki ana yöne odaklanmaktadır:
Işık kalitesinin dinamik düzenlemesi
Kuantum DOT teknolojisi, spektral düzenleme doğruluğunun nanometre seviyesine ulaşmasını sağlar ve lambalar, bitkilerin fizyolojik sinyallerine göre ışık formülünü gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir. Örneğin, karotenoidlerin sentezini desteklemek için domateslerin renk değişim süresi boyunca uzak kırmızı ışığın oranı otomatik olarak arttırılır.

Işık ve ısı işbirlikçi kullanımı
Lambaların ısı dağılmasını yardımcı güç kaynağına dönüştürmek için sıcaklık farkı güç üretimine dayalı bir enerji geri kazanım sisteminin geliştirilmesi. Deneyler, bu teknolojinin lambaların toplam enerji verimliliğini%15-%20 artırabileceğini göstermiştir.
Bu yenilikler, mikro bitki fabrikalarının "alternatif tarımdan" "süper boyutlu tarıma" evrimini teşvik edecektir. Karbon tarafsızlık hedefinden kaynaklanan LED soğuk ışık teknolojisinin gelecekteki kentsel gıda tedarik zincirinin temel altyapısı olması bekleniyor. Metrekare başına 100.000 yuan'dan fazla yıllık potansiyel çıktı değeri, küresel sermaye ve bilimsel araştırma güçlerinden sürekli yatırım çekiyor. .