Инновационные-на основе стеклаСветодиоды для выращивания растений: Дизайн, производительность и интеллектуальные приложения
Введение
В связи с растущим спросом на устойчивые методы ведения сельского хозяйства, сельское хозяйство в закрытых помещениях и выращивание в теплицах привлекли значительное внимание. Светодиоды-светодиоды (LED) стали многообещающим источником искусственного света длярост растенийиз-за их энергоэффективности и спектральной перестройки. Однако обычное растениесветодиоды ростачасто страдают от низкого спектрального соответствия растительным пигментам и недостаточной эффективности светоотдачи. В этой статье рассматриваются конструкция, характеристики и применение светодиодов на основе стекла-с градиентной структурой показателя преломления (GRIN), которые эффективно устраняют эти ограничения.
Технические инновации
Традиционные методы герметизации светодиодов, такие как смешение люминофора с силиконом, часто приводят к плохой термостабильности и низкой светоотдаче. Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи разработали пленки люминофора-в-стекле (PIG) с градиентной структурой показателя преломления. Эти пленки GRIN-PIG повышают эффективность светоотдачи за счет минимизации отражения Френеля и полного внутреннего отражения на границах раздела материалов.
Ключевые выводы
Красные светодиоды с легированным Mn⁴⁺- скребком
С помощью моделирования Монте-Карло были определены оптимальная толщина и концентрация люминофора для красных светодиодов: 0,15 мм и 0,6 г/см³ соответственно.
Изготовленный светодиод на основе фосфатного стекла с примесью Mn⁴⁺-легированного фосфатного стекла- продемонстрировал пик излучения при 692 нм, что идеально совпадало со спектрами поглощения фитохромов PR и PFR.
Световая отдача достигла 96,74 лм/Вт, что значительно выше, чем у традиционных светодиодов в силиконовой капсуле (59 лм/Вт) [Страница 26, Таблица 2.1].
Синие светодиоды с скребком, легированным Eu²⁺-
Для синих светодиодов оптимальными параметрами оказались толщина 0,15 мм и концентрация люминофора 0,5 г/см³.
Светодиод на основе фторфосфатного стекла, легированного Eu²⁺--, излучает длину волны 451 нм, что соответствует пикам поглощения хлорофилла a, b и -каротина.
Достигнутая светоотдача составила 69,85 лм/Вт, что демонстрирует превосходные характеристики при использовании дополнительного синего света [Страница 35].
Интеллектуальная система затемнения
Интеллектуальная система затемнения на основе микроконтроллера-была разработана с использованием изготовленных красных исиние светодиоды.
Система включает в себя датчик освещенности GY-30, микроконтроллер STC89C52 и светодиодные модули с ШИМ-управлением, что позволяет регулировать интенсивность света в реальном времени в зависимости от условий окружающей среды.
Эта система снижает потребление энергии до 40 % по сравнению с традиционными методами статического освещения [Страница 45, Рис. 4.12].
Преимущества светодиодов GRIN-PIG
Высокое спектральное согласование: Спектры излучения GRIN-PIGСветодиоды выравниваютсятесно связан с профилями поглощения ключевых растительных пигментов, способствуя фотосинтезу и росту.
Повышенная эффективность: Структура градиентного показателя преломления сводит к минимуму потери фотонов, что приводит к более высокой светоотдаче.
Термическая стабильность: Герметизация-на основе стекла обеспечивает долгосрочную-надежность в условиях высоких-температур.
Экономия энергии: интеллектуальная система затемнения оптимизирует использование света, сокращая ненужное потребление энергии.
Приложения
Эти усовершенствованные светодиоды идеально подходят для:
Вертикальные фермы и теплицы
Научно-исследовательские лаборатории по изучению физиологии растений
Системы городского земледелия, требующие точного управления освещением
Заключение
Интеграция технологии GRIN-PIG с интеллектуальными системами управления представляет собой значительный прогресс в области освещения для выращивания растений. Благодаря улучшению спектрального согласования и энергоэффективности эти светодиоды предлагают устойчивое решение для современных потребностей сельского хозяйства. Будущая работа может быть сосредоточена на расширении базы данных легких рецептов для конкретных видов растений и стадий роста.
Ссылки
Ван, Б. (2023).Конструкция, характеристики и применение светодиодов на основе стекла-для ламп для растений. Магистерская диссертация, Нанкинский университет почты и телекоммуникаций.
Юн, X. и др. (2022).Журнал люминесценции, 244, 118724.
Цинь Л. и др. (2018).Журнал сплавов и соединений, 738, 372–378.
Наш сервис:
1. На ваш запрос, связанный с нашей продукцией или ценами, ответят в течение 24 часов.
2.Хорошо-обученный и опытный персонал ответит на все ваши вопросы на свободном английском языке.
3.OEM&ODM, мы можем помочь вам спроектировать и внедрить продукт.
4.Дистрибуция предлагается для вашего уникального дизайна и некоторых наших текущих моделей.
5.Защита вашего торгового зала, идей дизайна и всей вашей личной информации.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/grow-lights-for-houseplants.html
Шэньчжэнь Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Телефон: +86 0755 27186329
Мобильный(+86)18673599565
Ватсап:19113306783
Электронная почта:bwzm15@benweilighting.com
Скайп:benweilight88
Интернет:www.benweilight.com
