נוריות חדשניות מבוססות זכוכית- לצמיחת צמחים: עיצוב, ביצועים ויישומים חכמים

מבוסס על זכוכית חדשנית-נוריות לגידול צמחים: עיצוב, ביצועים ויישומים חכמים

מָבוֹא

עם הביקוש הגובר לשיטות חקלאיות ברות קיימא, חקלאות מקורה וגידול חממה זכו לתשומת לב משמעותית. דיודות פולטות -אור (LED) הופיעו כמקור אור מלאכותי מבטיח עבורגידול צמחיםבשל היעילות האנרגטית והיכולת הספקטרלית שלהם. עם זאת, צמח קונבנציונלינוריות צמיחהלעתים קרובות סובלים מהתאמה ספקטרלית נמוכה עם פיגמנטים צמחיים ויעילות מיצוי אור לא מספקת. מאמר זה בוחן את העיצוב, הביצועים והיישום של נוריות LED מבוססות-זכוכית עם מבני אינדקס שבירה שיפוע (GRIN), אשר מטפלים במגבלות אלו ביעילות.

חידושים טכניים

שיטות עטיפה מסורתיות של LED, כגון ערבוב זרחן-סיליקון, מובילות לעתים קרובות ליציבות תרמית לקויה ולתפוקת אור נמוכה. כדי להתגבר על האתגרים הללו, חוקרים פיתחו סרטי זרחן-ב-זכוכית (PIG) עם מבני אינדקס שבירה שיפוע. סרטי GRIN-PIG אלה משפרים את יעילות חילוץ האור על ידי מזעור השתקפות Fresnel והשתקפות פנימית מוחלטת בממשקי החומר.

ממצאים מרכזיים

נוריות LED אדומות עם Mn⁴⁺-חזיר מסומם

info-750-750

באמצעות סימולציות של מונטה קרלו, העובי וריכוז הזרחן האופטימליים עבור נוריות LED אדומות נקבעו כ-0.15 מ"מ ו-0.6 גרם/ס"מ³, בהתאמה.

ה-LED המיוצר על בסיס Mn⁴⁺-מסומם זכוכית פוספט- הציג שיא פליטה ב-692 ננומטר, התיישר בצורה מושלמת עם ספקטרום הספיגה של פיטוכרומים PR ו-PFR.

יעילות האור הגיעה ל-96.74 lm/W, גבוהה משמעותית מזו של נוריות LED המסורתיות-מכוסות סיליקון (59 lm/W) [עמוד 26, טבלה 2.1].

נוריות LED כחולות עם Eu²⁺-חזיר מסומם

עבור נוריות LED כחולות, הפרמטרים האופטימליים היו עובי של 0.15 מ"מ וריכוז זרחן של 0.5 גרם/ס"מ³.

ה-EU²⁺-מסומם זכוכית פלואורפוספט-נפלטה ב-451 ננומטר, התואמת את שיאי הספיגה של כלורופיל a, b ו--קרוטן.

יעילות האור שהושגה הייתה 69.85 lm/W, מה שמוכיח ביצועים מעולים עבור תוספת אור כחול [עמוד 35].

מערכת עמעום חכמה

פותחה מערכת עמעום חכמה המבוססת- על מיקרו-בקר תוך שימוש באדום ונוריות LED כחולות.

המערכת כוללת חיישן אור GY-30, STC89C52 MCU ו-PWM-מודולי LED, המאפשרים התאמה בזמן אמת של עוצמת האור בהתבסס על תנאי הסביבה.

מערכת זו מפחיתה את צריכת האנרגיה בעד 40% בהשוואה לשיטות תאורה סטטיות מסורתיות [עמוד 45, איור. 4.12].

היתרונות של נוריות GRIN-PIG

התאמה ספקטרלית גבוהה: ספקטרום הפליטה של GRIN-PIGנוריות מיושרותמקרוב עם פרופילי הספיגה של פיגמנטים צמחיים מרכזיים, מקדם פוטוסינתזה וצמיחה.

יעילות משופרת: מבנה מקדם השבירה שיפוע ממזער את אובדן הפוטונים, וכתוצאה מכך יעילות אור גבוהה יותר.

יציבות תרמית: עטיפה מבוססת-זכוכית מבטיחה אמינות-לטווח ארוך בתנאי טמפרטורה-גבוהים.

חיסכון באנרגיה: מערכת העמעום החכמה מייעלת את השימוש באור, ומפחיתה את צריכת האנרגיה המיותרת.

יישומים

info-750-750

נוריות LED מתקדמות אלה אידיאליות עבור:

חוות אנכיות וחממות

מעבדות מחקר ללימוד פיזיולוגיה של הצמח

מערכות חקלאות עירוניות הדורשות בקרת אור מדויקת

מַסְקָנָה

השילוב של טכנולוגיית GRIN-PIG עם מערכות בקרה חכמות מייצג התקדמות משמעותית בתאורת גידול צמחים. על ידי שיפור התאמה ספקטרלית ויעילות אנרגטית, נוריות LED אלו מציעות פתרון בר קיימא לצרכים חקלאיים מודרניים. עבודה עתידית עשויה להתמקד בהרחבת מסד הנתונים של מתכוני אור עבור מיני צמחים ספציפיים ושלבי צמיחה.

הפניות

וואנג, ב' (2023).עיצוב, ביצועים ויישום של זכוכית-מנורות LED עבור מנורות צמחים. תזה לתואר שני, אוניברסיטת נאנג'ינג לפוסטים וטלקומוניקציה.

Yun, X., et al. (2022).Journal of Luminescence, 244, 118724.

Qin, L., et al. (2018).כתב עת לסגסוגות ותרכובות, 738, 372–378.

השירות שלנו:

1. שאלתך הקשורה למוצרים או למחירים שלנו תענה תוך 24 שעות.

2. צוותים מיומנים ומנוסים היטב- לענות על כל השאלות שלך באנגלית שוטפת.

3. OEM & ODM, אנחנו יכולים לעזור לך לעצב ולהכניס למוצר.

4.הפצה מוצעת עבור העיצוב הייחודי שלך וחלק מהדגמים הנוכחיים שלנו.

5. הגנה על אזור המכירה שלך, רעיונות עיצוב וכל המידע הפרטי שלך.

https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/grow-lights-for-houseplants.html

שנזן Benwei Lighting Technology Co., Ltd