Pe baza de sticlă inovatoare-LED-uri pentru creșterea plantelor: Design, performanță și aplicații inteligente
Introducere
Odată cu cererea în creștere pentru practici agricole durabile, agricultura de interior și cultivarea în seră au câștigat o atenție semnificativă. Diode-emițătoare de lumină (LED-uri) au apărut ca o sursă de lumină artificială promițătoare pentrucresterea plantelordatorită eficienței lor energetice și a reglabilității spectrale. Cu toate acestea, planta convenționalăLED-uri de creșteresuferă adesea de potrivire spectrală scăzută cu pigmenții vegetali și eficiență insuficientă a extracției luminii. Acest articol explorează designul, performanța și aplicarea LED-urilor bazate pe sticlă-cu structuri cu indice de refracție în gradient (GRIN), care abordează eficient aceste limitări.
Inovații tehnice
Metodele tradiționale de încapsulare a LED-urilor, cum ar fi amestecarea fosfor-siliconului, duc adesea la o stabilitate termică slabă și la o putere de lumină scăzută. Pentru a depăși aceste provocări, cercetătorii au dezvoltat filme de fosfor-în-sticlă (PIG) cu structuri cu indice de refracție în gradient. Aceste filme GRIN-PIG îmbunătățesc eficiența extracției luminii reducând la minimum reflexia Fresnel și reflexia internă totală la interfețele materialelor.
Constatări cheie
LED-uri roșii cu Mn⁴⁺-PIG dopat
Folosind simulări Monte Carlo, grosimea optimă și concentrația de fosfor pentru LED-urile roșii au fost determinate a fi de 0,15 mm și, respectiv, 0,6 g/cm³.
LED-ul fabricat pe bază de sticlă fosfat dopată Mn⁴⁺{-dopată-a prezentat un vârf de emisie la 692 nm, aliniindu-se perfect cu spectrele de absorbție ale fitocromilor PR și PFR.
Eficiența luminoasă a atins 96,74 lm/W, semnificativ mai mare decât cea a LED-urilor tradiționale-capsulate cu silicon (59 lm/W) [Pagina 26, Tabelul 2.1].
LED-uri albastre cu Eu²⁺-PIG dopat
Pentru LED-urile albastre, parametrii optimi au fost o grosime de 0,15 mm și o concentrație de fosfor de 0,5 g/cm³.
LED-ul pe bază de sticlă fluorofosfat dopată Eu²⁺--a emis la 451 nm, potrivindu-se cu vârfurile de absorbție ale clorofilei a, b și -carotenului.
Eficiența luminoasă atinsă a fost de 69,85 lm/W, demonstrând performanțe superioare pentru suplimentarea cu lumină albastră [Pagina 35].
Sistem inteligent de reglare a luminii
A fost dezvoltat un sistem de reglare inteligentă bazat pe microcontroler-folosind roșu șiLED-uri albastre.
Sistemul include un senzor de lumină GY-30, STC89C52 MCU și module LED conduse de PWM-, permițând reglarea în timp real a intensității luminii în funcție de condițiile de mediu.
Acest sistem reduce consumul de energie cu până la 40% în comparație cu metodele tradiționale de iluminare statică [Pagina 45, Fig. 4.12].
Avantajele LED-urilor GRIN-PIG
Potrivire spectrală ridicată: Spectrele de emisie ale GRIN-PIGLED-urile se aliniazăstrâns cu profilurile de absorbție ale pigmenților cheie din plante, promovând fotosinteza și creșterea.
Eficiență sporită: Structura indicelui de refracție în gradient minimizează pierderea de fotoni, rezultând o eficiență luminoasă mai mare.
Stabilitate termică: încapsularea pe bază de sticlă-asigură fiabilitate-pe termen lung în condiții de-temperatură ridicată.
Economii de energie: Sistemul inteligent de reglare a luminii optimizează utilizarea luminii, reducând consumul inutil de energie.
Aplicații
Aceste LED-uri avansate sunt ideale pentru:
Ferme și sere verticale
Laboratoare de cercetare care studiază fiziologia plantelor
Sisteme agricole urbane care necesită un control precis al luminii
Concluzie
Integrarea tehnologiei GRIN-PIG cu sistemele de control inteligente reprezintă un progres semnificativ în iluminarea creșterii plantelor. Prin îmbunătățirea potrivirii spectrale și a eficienței energetice, aceste LED-uri oferă o soluție durabilă pentru nevoile agricole moderne. Lucrările viitoare se pot concentra pe extinderea bazei de date de rețete ușoare pentru anumite specii de plante și stadii de creștere.
Referințe
Wang, B. (2023).Proiectarea, performanța și aplicarea LED-urilor pe bază de sticlă-pentru lămpi de plante. Teză de master, Universitatea de Poștă și Telecomunicații din Nanjing.
Yun, X., și colab. (2022).Jurnalul de Luminescență, 244, 118724.
Qin, L., şi colab. (2018).Jurnalul de aliaje și compuși, 738, 372–378.
Serviciul nostru:
1. Întrebarea dvs. legată de produsele sau prețurile noastre va primi un răspuns în 24 de ore.
2.Personal bine-instruit și experimentat pentru a răspunde la toate întrebările dvs. în limba engleză fluent.
3.OEM&ODM, vă putem ajuta să proiectați și să puneți în produs.
4. Distribuția sunt oferite pentru designul dumneavoastră unic și unele modele actuale.
5.Protecția zonei dvs. de vânzări, idei de design și toate informațiile dumneavoastră private.
https://www.benweilight.com/lighting-tub-bec/grow-lumini-pentru-plante de apartament.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
Telefon: +86 0755 27186329
Mobil(+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
