Hur uppnår LED-stationära tillväxtlampor icke-förstörande odling av kallt ljus under 40 ° C?

De kalla ljusegenskaperna hos LED -lampor härstammar från deras fysiska natur - bandövergångens luminescensmekanism för halvledarmaterial. När strömmen passerar genom en PN -korsning som består av material såsom galliumarsenid (GaAs) eller galliumnitrid (GaN), frigör elektroner och hål direkt fotoner under rekombinationsprocessen. Denna process förlitar sig inte på hög temperatur excitation, så andelen energiförlust som frigörs i form av ljusenergi överstiger 80%. Däremot kräver traditionella högtrycksnatriumlampor höga temperaturer över 2000 ° C för att locka kvicksilverånga för att avge ljus, och mer än 80% av energin i den elektriska energin går förlorad i form av infraröd termisk strålning.

Denna väsentliga skillnad bestämmer att den termiska strålningsintensiteten för LED -bordsväxtarmatur är mycket lägre än för traditionella ljuskällor. På ett avstånd av 10 cm från lampans yta är den termiska strålningsintensiteten för LED-lampor endast 0,5W/m², medan den termiska strålningsintensiteten för natriumlampor med högt tryck med samma effekt kan nå 15W/m². Den mänskliga kroppens uppfattningströskel för termisk strålning är cirka 1,2W/m², så även om LED -tabellväxande fixtur Montera växtens tak, deras termiska effekter är svåra att uppfattas av organismer. Denna kalla ljuskarakteristik ger en "noll värmestress" "belysningsmiljö för växter, så att fotosynteseffektiviteten inte längre omfattas av den höga temperaturinhiberingseffekten.

Temperaturkontrollsystemet för LED -lampor uppnår exakt kontroll av yttemperaturen genom en trippelmekanism:
Lampskalet antar ett nanoporöst keramiskt underlag i aluminiumoxid, vars värmeledningsförmåga når 200W/m · k, vilket är tre gånger det för traditionella aluminiumsubstrat. Fasändringsmaterialet (PCM) inbäddat i underlaget genomgår en fast-vätskefasförändring vid 40 ° C, absorberar överskottsvärme och lagrar det som latent värmeenergi. Experiment visar att denna teknik kan komprimera temperaturfluktuationsintervallet för lampytan från ± 5 ° C till ± 1,5 ° C.

Lampan antar en värmepipefin sammansatt värmespridningsstruktur. Avdunstningssektionen för värmepipan är i direktkontakt med LED -chipet, och kondensationsavsnittet är anslutet till värmeavledningsfenorna för att frigöra värme genom naturlig konvektion. När omgivningstemperaturen är 25 ° C kan denna struktur göra lampans yttemperatur inte högre än omgivningstemperaturen med högst 15 ° C, vilket säkerställer att lampan förblir under 40 ° C när den arbetar med full belastning.

Det intelligenta temperaturkontrollsystemet övervakar lampans yttemperatur i realtid genom NTC -termistormatrisen. När den lokala temperaturen närmar sig 40 ℃-tröskeln startar den automatiskt den tre-växlade vindhastighetsjusteringen:
Låghastighetsläge: Starta när omgivningstemperaturen är <30 ℃, håll yttemperaturen vid 35-38 ℃;
Medium hastighetsläge: Aktivera när omgivningstemperaturen är 30-35 ℃, stärka luftkonvektion;
Höghastighetsläge: kraftvärmeavledning under extrema arbetsförhållanden för att säkerställa att temperaturen inte överstiger 40 ℃.
Denna temperaturkontrollmekanism med sluten slinga gör det möjligt för lampans yttemperaturförfall att vara mindre än 0,5% efter 1000 timmars kontinuerlig drift, vilket är betydligt bättre än 15% förfallshastigheten för traditionella ljuskällor.

Applikationsscenario: Planting Revolution åstadkommit av kalla ljusegenskaper
I det traditionella ljuskällscenariot måste skiktavståndet för stereoskopisk odling av flera skikt hållas över 50 cm för att undvika värmeansamling, medan de kalla ljusa egenskaperna för LED-lampor tillåter skiktavståndet att komprimeras till 15 cm. Till exempel, i ett vertikalt utrymme på 50 cm × 50 cm × 200 cm, kan 8 lager odlingsstativ ordnas, med ett avstånd på endast 15 cm mellan varje skikt, och ljusuniformiteten kan uppnås genom riktad spridd ljusteknologi> 90%. Detta högdensitetsplantningsläge ökar den årliga produktionen per enhetsarea till 200 gånger den traditionella jordbruket, och produktkvaliteten är mer stabil.

Den oberoende dimningsfunktionen för de röda och blå lysdioderna av LED -lampor gör det möjligt för växter i olika tillväxtstadier att erhålla anpassade spektra. Till exempel används ett 7: 3-rött-blå förhållande för att främja bladutvidgning under plantan i sallad, och ett 3: 7-förhållande växlas för att hämma överdriven tillväxt under rubrikstadiet. Denna dynamiska ljusregleringsteknologi förkortar grödan tillväxtcykeln med 15%-20%, samtidigt som man minskar förekomsten av skadedjur och sjukdomar med mer än 30%.

De låga värmeproduktionsegenskaperna för den kalla ljuskällan eliminerar energiförbrukningen för kylning på sommaren, och med det intelligenta temperaturkontrollsystemet minskas den årliga energiförbrukningen för anläggningsfabriken med 40%. I ett fall av en viss stads vertikal gård är det årliga utgångsvärdet per enhetsarea på en mikroplantningsfabrik med LED-kallt ljusteknologi 200 gånger för det traditionella jordbruket, och vitamin C-innehållet i produkten ökas med 60%, och detekteringen av bekämpningsmedel är noll.

Branschens påverkan: Cold Light Technology rekonstruerar jordbruksekonomisk modell
Ljusenergianvändningshastigheten för traditionella högtrycksnatriumlampor är mindre än 20%, medan LED-lampor kan nå mer än 80%. Denna effektivitetsförbättring har gjort det möjligt för det årliga produktionsvärdet per kvadratmeter att överstiga 100 000 yuan, vilket ger en hållbar ekonomisk grund för stadsgränslang.

Kallt ljusteknologi ökar densiteten för tredimensionell odling med 3-5 gånger. I den tredimensionella odlingen av sallad kan till exempel 120 växter rymmas per kubikmeter utrymme, medan överlevnadshastigheten för endast 30 växter kan upprätthållas under den traditionella ljuskällscenen.

Genom dynamisk kontroll av ljuskvalitet och konstant temperaturmiljö förbättras konsistensen i grödan. Till exempel, vid den vertikala odlingen av jordgubbar, förkortas skillnaden i mognadscykeln för de övre och nedre skikten av frukt från 7 dagar till 24 timmar, och standardavvikelsen för sockerinnehåll reduceras från 1,2 ° Brix till 0,4 ° Brix.

Den nuvarande tekniska utvecklingen av LED -stationära tillväxtlampor fokuserar på två huvudriktningar:
Dynamisk reglering av ljuskvalitet
Quantum POT -teknik gör det möjligt för spektralregleringsnoggrannheten att nå nanometernivån, och lamporna kan justera ljusformeln i realtid enligt de fysiologiska signalerna från växter. Till exempel ökas andelen långt rött ljus automatiskt under färgförändringsperioden för tomater för att främja syntesen av karotenoider.

Kooperativ användning av ljus och värme
Utveckling av ett energiåtervinningssystem baserat på kraftproduktion av temperaturskillnad för att konvertera värmeavledningen av lampor till extra kraftförsörjning. Experiment har visat att denna teknik kan öka den totala energieffektiviteten för lampor med 15%-20%.
Dessa innovationer kommer att främja utvecklingen av mikroplantningsfabriker från "alternativt jordbruk" till "superdimensionellt jordbruk". Drivet av målet om kolneutralitet förväntas Cold Light -tekniken bli kärninfrastrukturen för den framtida stadskedjan för livsmedelsförsörjning. Det potentiella årliga produktionsvärdet på mer än 100 000 yuan per kvadratmeter lockar kontinuerliga investeringar från globala kapital- och vetenskapliga forskningsstyrkor.