Kuinka LED-työpöydän kasvuvalaisimet saavuttavat kylmän valon tuhoamattoman viljelyn alle 40 ° C: ssa?

LED -lamppujen kylmävaloominaisuudet on johdettu niiden fyysisestä luonteesta - puolijohdemateriaalien kaistansiirtymän luminesenssimekanismista. Kun virta kulkee PN -risteyksen läpi, joka koostuu materiaaleista, kuten gallium -arsenidista (GAAS) tai galliumnitridistä (GAN), elektronit ja reikät vapauttavat fotonit suoraan rekombinaatioprosessin aikana. Tämä prosessi ei luota korkean lämpötilan viritykseen, joten valon energian muodossa vapautuneen energian menetyksen osuus ylittää 80%. Sitä vastoin perinteiset korkeapaineiset natriumvalaisimet vaativat korkeita lämpötiloja yli 2000 ° C elohopeahöyryn herättämiseksi valon säteilemiseksi, ja yli 80% sähköenergian energiasta menetetään infrapunasäteilyn muodossa.

Tämä olennainen ero määrittää, että LED -taulukon kasvatuslaitteen lämpösäteilyintensiteetti on paljon pienempi kuin perinteisten valonlähteiden. 10 cm: n etäisyydellä lampun pinnasta LED-lamppujen lämpösäteilyintensiteetti on vain 0,5 W/m², kun taas korkeapaineisten natriumvalaisimien lämpösäteilyintensiteetti voi saavuttaa 15W/m². Ihmisen kehon havaintojen kynnys lämpösäteilylle on noin 1,2 W/m², joten vaikka LED -taulukon kasvatuslaite Asenna kasvien katos, niiden lämpövaikutukset ovat vaikeaa nähdä organismit. Tämä kylmävaloominaisuus tarjoaa "nollalämpörasitus" "kasveille valaistusympäristön siten, että fotosynteesin tehokkuus ei enää ole korkean lämpötilan estämisvaikutus.

LED -lamppujen lämpötilanhallintajärjestelmä saavuttaa pintalämpötilan tarkan hallinnan kolminkertaisen mekanismin kautta:
Lampunkuoressa on nanoporikas alumiinioksidi -keraaminen substraatti, jonka lämmönjohtavuus saavuttaa 200 W/M · K, joka on kolme kertaa perinteisten alumiinialustan. Substraattiin upotettu vaihemuutosmateriaali (PCM) läpikäyvät kiinteän nesteen vaiheen muutoksen 40 ° C: ssa, absorboivat ylimääräisen lämmön ja tallentaa sen piileväksi lämpöenergiaksi. Kokeet osoittavat, että tämä tekniikka voi puristaa lampun pinnan lämpötilan vaihtelun välillä ± 5 ° C - ± 1,5 ° C.

Lamppu käyttää lämpöputken komposiittilämmön häviämisrakenteen. Lämpöputken haihdutusosa on suorassa kosketuksessa LED -sirun kanssa, ja kondensaatioosa on kytketty lämmön hajoamiseloihin lämmön vapauttamiseksi luonnollisen konvektion kautta. Kun ympäristön lämpötila on 25 ° C, tämä rakenne voi tehdä lampun pintalämpötilan, joka on korkeampi kuin ympäristön lämpötila korkeintaan 15 ° C: lla, varmistaen, että lamppu pysyy alle 40 ° C: n ollessa täydellä kuormalla.

Älykäs lämpötilanhallintajärjestelmä tarkkailee lampun pintalämpötilaa reaaliajassa NTC -termistoriryhmän läpi. Kun paikallinen lämpötila lähestyy 40 ℃-kynnysarvoa, se käynnistää automaattisesti kolmen nopeuden tuulen nopeuden säätämisen:
Matalan nopeuden tila: Aloita, kun ympäristön lämpötila on <30 ℃, pidä pinnan lämpötila nopeudella 35-38 ℃;
Keskikokoinen tila: Aktivoi Kun ympäristön lämpötila on 30-35 ℃, vahvistaa ilman konvektiota;
Nopea tila: voimaa lämmön hajoaminen äärimmäisissä työoloissa varmistaaksesi, että lämpötila ei ylitä 40 ℃.
Tämä suljetun silmukan lämpötilan hallintamekanismi mahdollistaa lampun pintalämpötilan rappeutumisnopeuden olevan alle 0,5% jatkuvan toiminnan 1000 tunnin kuluttua, mikä on huomattavasti parempi kuin perinteisten valonlähteiden 15%: n rappeutumisnopeus.

Sovellusskenaario: Kylmän valon ominaisuuksien aiheuttamat istutusvallankumoukset
Perinteisessä valonlähteen skenaariossa monikerroksisen stereoskooppisen viljelyn kerrosväli on pidettävä yli 50 cm: n yläpuolella lämmön kertymisen välttämiseksi, kun taas LED-lamppujen kylmävaloominaisuudet mahdollistavat kerroksen etäisyyden puristumisen 15 cm: ksi. Esimerkiksi pystysuorassa tilassa, joka on 50 cm × 50 cm × 200 cm, voidaan järjestää 8 kerrosta viljelytelinettä, kun kunkin kerroksen väliin on vain 15 cm, ja valon tasaisuus voidaan saavuttaa suunnan hajautetulla valotekniikalla> 90%. Tämä korkean tiheyden istutustila nostaa vuotuisen tuotannon pinta-alayksikköä kohti 200-kertaiseen perinteiseen maatalouteen, ja tuotteen laatu on vakaampi.

LED -lamppujen punaisten ja sinisten LEDien riippumaton himmennystoiminto mahdollistaa kasvien eri kasvuvaiheissa räätälöityjen spektrien saamiseksi. Esimerkiksi 7: 3 punaisen sinisen suhdetta käytetään lehtien laajentumisen edistämiseen salaatin taimivaiheen aikana, ja 3: 7-suhde vaihdetaan estämään liiallista kasvua otsikkovaiheen aikana. Tämä dynaaminen valonsäätelytekniikka lyhentää sadon kasvujaksoa 15%-20%, mikä vähentää tuholaisten ja sairauksien esiintymistä yli 30%.

Kylmän valonlähteen alhaiset lämmöntuotantoominaisuudet eliminoivat jäähdytyksen energiankulutuksen kesällä, ja älykkään lämpötilanhallintajärjestelmän kanssa kasvien tehtaan vuotuinen energiankulutus vähenee 40%. Tietyn kaupunkien pystysuoran maatilan tapauksessa mikrokasvien tehtaalla sijaitsevan LED-kylmävalon tekniikan käyttöyksikköä kohden vuotuinen tuotantoarvo on 200 kertaa perinteinen maatalous, ja tuotteen C-vitamiinipitoisuus kasvaa 60%ja torjunta-aineiden jäännösten havaitseminen on nolla.

Teollisuuden vaikutus: Kylmävaloteknologia rekonstruoi maatalouden talousmallin
Perinteisten korkeapaineisten natriumlamppujen valon energian käyttöaste on alle 20%, kun taas LED-lamput voivat saavuttaa yli 80%. Tämä tehokkuuden parantaminen on mahdollistanut, että vuotuinen tuotantoarvo neliömetriä kohti ylittää 100 000 yuania, mikä tarjoaa kestävän taloudellisen perustan kaupunkimaatille.

Kylmävalon tekniikka lisää kolmiulotteisen viljelyn tiheyttä 3-5 kertaa. Esimerkiksi salaatin kolmiulotteisessa viljelyssä voidaan sijoittaa 120 kasvia kuutiometriä kohden, kun taas vain 30 kasvin eloonjäämisaste voidaan ylläpitää perinteisen valonlähdepaikan alla.

Valonlaadun ja vakio lämpötilaympäristön dynaamisen hallinnan avulla sadon kasvun konsistenssi paranee merkittävästi. Esimerkiksi mansikoiden pystysuorassa viljelyssä ero hedelmien ylä- ja alakerrosten kypsymiskierrossa lyhenee 7 päivästä 24 tuntiin, ja sokeripitoisuuden keskihajonta vähenee 1,2 ° Brixistä 0,4 ° Brixiin.

LED -työpöydän kasvuvalaisimien nykyinen teknologinen kehitys keskittyy kahteen suureen suuntaan:
Valonlaadun dynaaminen säätely
Quantum Dot -tekniikka mahdollistaa spektrin säätelyn tarkkuuden nanometrin tason saavuttamisen, ja lamput voivat säätää valonkaavaa reaaliajassa kasvien fysiologisten signaalien mukaan. Esimerkiksi kaukaisen punaisen valon osuus lisääntyy automaattisesti tomaattien värimuutosjakson aikana karotenoidien synteesin edistämiseksi.

Valon ja lämmön yhteistyöhön liittyvä käyttö
Energian talteenottojärjestelmän kehittäminen, joka perustuu lämpötilaeron tehontuotantoon, lamppujen lämmön hajoamisen muuttamiseksi apuvirtalähteeksi. Kokeet ovat osoittaneet, että tämä tekniikka voi lisätä lamppujen energiatehokkuutta 15%-20%.
Nämä innovaatiot edistävät mikrokasvien tehtaiden kehitystä "vaihtoehtoisesta maataloudesta" "superulotteiseen maatalouteen". Hiilin neutraalisuuden tavoitteena, LED -kylmävaloteknologian odotetaan tulevan tulevan kaupunkien elintarvikkeiden toimitusketjun ydininfrastruktuuriksi. Sen mahdollinen vuosituotantoarvo yli 100 000 yuania neliömetriä kohti houkuttelee jatkuvia investointeja Global Capital and Scientific Research Forcesilta.