Innovatív üveg-alapúLED-ek a növények növekedéséhez: Tervezés, teljesítmény és intelligens alkalmazások
Bevezetés
A fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok iránti növekvő kereslet következtében a beltéri gazdálkodás és az üvegházi termesztés jelentős figyelmet kapott. A fénykibocsátó diódák (LED-ek) ígéretes mesterséges fényforrásként jelentek megnövénynövekedésenergiahatékonyságuk és spektrális hangolhatóságuk miatt. Azonban a hagyományos növénynövekedési LED-ekgyakran szenvednek a növényi pigmentekkel való alacsony spektrumillesztéstől és az elégtelen fénykivonási hatékonyságtól. Ez a cikk a gradiens törésmutató (GRIN) szerkezetű üveg{1}}alapú LED-ek tervezését, teljesítményét és alkalmazását vizsgálja, amelyek hatékonyan kezelik ezeket a korlátokat.
Műszaki innovációk
A hagyományos LED-beágyazási módszerek, mint például a foszfor-szilikon keverés, gyakran rossz hőstabilitáshoz és gyenge fénykibocsátáshoz vezetnek. E kihívások leküzdésére a kutatók foszfor-üvegben (PIG) készült filmeket fejlesztettek ki gradiens törésmutató-szerkezettel. Ezek a GRIN-PIG fóliák javítják a fényelszívás hatékonyságát azáltal, hogy minimalizálják a Fresnel-visszaverődést és a teljes belső visszaverődést az anyagok felületén.
Kulcsfontosságú megállapítások
Piros LED-ek Mn⁴⁺{0}}Adalékolt PIG-vel
Monte Carlo szimulációkkal a vörös LED-ek optimális vastagságát és foszforkoncentrációját 0,15 mm-nek, illetve 0,6 g/cm³-nek határoztuk meg.
A gyártott Mn⁴⁺-adalékolt foszfátüveg-alapú LED emissziós csúcsot mutatott 692 nm-en, ami tökéletesen illeszkedik a PR és PFR fitokrómok abszorpciós spektrumához.
A fényhatásfoka elérte a 96,74 lm/W-ot, ami lényegesen magasabb, mint a hagyományos szilikon-tokozott LED-eknél (59 lm/W) [26. oldal, 2.1. táblázat].
Kék LED-ek Eu²⁺{0}}Adalékolt PIG-vel
A kék LED-ek esetében az optimális paraméterek a 0,15 mm vastagság és a 0,5 g/cm³ foszforkoncentráció voltak.
Az Eu²⁺-adalékolt fluorofoszfát üveg-alapú LED 451 nm-en bocsátott ki, ami megfelel a klorofill a, b és -karotin abszorpciós csúcsainak.
Az elért fényhatásfok 69,85 lm/W volt, ami kiváló teljesítményt mutat a kék fény kiegészítésére [35. oldal].
Intelligens fényerőszabályzó rendszer
Mikrokontroller{0}}alapú intelligens fényerőszabályzó rendszert fejlesztettek ki a gyártott vörös illkék LED-ek.
A rendszer GY-30 fényérzékelőt, STC89C52 MCU-t és PWM-vezérelt LED-modulokat tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a fényintenzitás valós idejű beállítását a környezeti feltételek alapján.
Ez a rendszer akár 40%-kal is csökkenti az energiafogyasztást a hagyományos statikus világítási módszerekhez képest [45. oldal, . 4.12 ábra].
A GRIN-PIG LED-ek előnyei
Magas spektrális illesztés: A GRIN-PIG emissziós spektrumaA LED-ek igazodnakszorosan illeszkedik a legfontosabb növényi pigmentek abszorpciós profiljához, elősegítve a fotoszintézist és a növekedést.
Fokozott hatékonyság: A gradiens törésmutató szerkezet minimalizálja a fotonveszteséget, ami nagyobb fényhatást eredményez.
Hőstabilitás: Az üveg{0}}alapú tokozás biztosítja a hosszú-távú megbízhatóságot magas-hőmérsékletű körülmények között.
Energiamegtakarítás: Az intelligens fényerőszabályzó rendszer optimalizálja a fényhasználatot, csökkentve a felesleges energiafogyasztást.
Alkalmazások
Ezek a fejlett LED-ek ideálisak:
Függőleges gazdaságok és üvegházak
Növényélettannal foglalkozó kutatólaboratóriumok
Pontos fényszabályozást igénylő városi gazdálkodási rendszerek
Következtetés
A GRIN{0}}PIG technológia és az intelligens vezérlőrendszerek integrálása jelentős előrelépést jelent a növények növekedésének megvilágításában. A spektrális illesztés és az energiahatékonyság javításával ezek a LED-ek fenntartható megoldást kínálnak a modern mezőgazdasági igényekre. A jövőbeni munka középpontjában az egyes növényfajok és növekedési szakaszok könnyű receptjei adatbázisának bővítése állhat.
Hivatkozások
Wang, B. (2023).Üveg{0}}alapú LED-ek tervezése, teljesítménye és alkalmazása növényi lámpákhoz. Mesterdolgozat, Nanjing Postai és Távközlési Egyetem.
Yun, X. és mtsai. (2022).Journal of Luminescencia, 244, 118724.
Qin, L. és mtsai. (2018).Journal of Alloys and Compounds, 738, 372–378.
Szolgáltatásunk:
1. Termékeinkkel vagy árainkkal kapcsolatos kérdésére 24 órán belül válaszolunk.
2. Jól-képzett és tapasztalt munkatársak, akik folyékonyan angolul válaszolnak minden kérdésére.
3.OEM és ODM, segíthetünk a termék tervezésében és beépítésében.
4. Forgalmazói jogot kínálunk egyedi tervezésére és néhány jelenlegi modellünkre.
5. Az értékesítési terület védelme, a tervezési ötletek és az összes személyes információ.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/grow-lights-for-houseplants.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobil (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Email:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
