LED植物燈光譜數據的分析

植物光合作用光譜

以前植物只是根據時節變化而生長,但如今在 LED 燈光下植物可以改變生長周期。

植物工廠是跨界產品,植物燈光譜技術是種植設備與種植工藝的重要關聯點。種植工藝決定光譜設計,對植物燈的設計與制造是保證種植工藝所要求的光質能達到最佳效率,植物燈的這些特點決定了植物光譜設計具有復雜性和多樣性。

光譜的非視覺應用

光譜應用分視覺應用和非視覺應用,植物光照屬于非視覺應用。然而,目前仍然看到許多植物燈采用照明單位標注參數,這個會導致應用混亂的參數標注可能來源于“植物照明”的提法。

對植物光合作用的光譜研究實質是以波長為定義域的光輻射功率或光量子的分布形態與量值(光質)分析,這個分析是通過光譜數據和光譜圖實現的。

植物光合作用光譜
植物光合作用光譜

太陽光光譜

植物種植需要研究太陽光譜,地面上測試的太陽光譜屬于吸收光譜,標準的太陽光譜如下圖所示,由于地理位置與季節不同,在地面測試到的光譜輻射量會有不同,但光譜的形態相同。

標準太陽光譜
標準太陽光譜

植物的光合作用,通常的理論是研究波長 400nm-700nm 范圍,把波長限制在這個范圍,可以看出(下圖),光譜形態接近矩形。

波長 400-700nm 范圍的 AM1.5G 光譜圖
波長 400-700nm 范圍的 AM1.5G 光譜圖

太陽光光譜對植物燈光譜設計有重要的參考作用,但不具備依賴性,試圖仿制太陽光光譜到植物燈,是一種徒勞而沒有效率的做法。

AM1.5G在400-700nm波長范圍內的紅光、綠光、藍光輻射比例為:紅光占32.62%,綠光占35.38%,藍光占32.69%。

分析某個種植地區的太陽光對本地區種植很重要,應該在當地通過專業儀器實際測量,這樣能準確分析。地理位置的不同,光譜中紅綠藍成分有差別,這對太陽光型和混合型植物工廠的設計影響較大。

準確的分析當地的太陽光光譜,可以給太陽光型和混合型植物工廠的種植工藝提供科學的光合量參考,可以正確地提供補光燈的選用依據,對于太陽光型植物工廠,準確的光譜分析更加有利于SPA2的方式。

需要注意的是太陽光譜與人造光源的光譜分析量綱有所不同,太陽光光譜適合采用輻射量綱描述,人造光源適合采用光量子量綱描述。

LED光源的光譜與極限參數

把LED植物燈的光譜作為重點討論,是因為LED光源的光譜可以根據種植工藝要求進行設計,同時,LED光源的光譜通過調光技術可以實現可變光譜的控制,LED光源是目前唯一可以實現可變光譜的植物燈光源,植物燈可變光譜的技術主要是針對光形態控制,在節能方面作用不大,普通植物燈通過光周期的調整也是可以節能,可變光譜的應用成本會提高很多。

1) 根據LED的光譜形態可以推算最高的PPF

最高YPF或PPF對評估LED植物燈的應用非常重要,也是LED植物燈與其他類型的植物燈性能比較的主要參數。目前的LED封裝技術批量供貨的最高輻射效率低于40%,光源輻射效率 =(輻射功率/電功率)×100%。

2) LED 植物燈的光譜設計體現制造商的品質能力

LED植物燈的光譜設計是對種植工藝要求的設備支持能力,關系到植物燈制造商的市場競爭力,是衡量制造商技術與工藝的主要特征。

?

Related Posts

LED路燈藍光危害成健康隱患

夜間行車往往需要打起十二分精神,稍有疏忽就容易造成事故。根據交管部門相關統計表明,夜間和凌晨是較大事故頻發的關鍵時段。視野不佳、疲勞駕駛、不按照規定使用遠近光燈等等都會影響司機的行車狀態。然而還有一種近十年來才出現的夜間行車隱患容易被忽略,那就是LED路燈所帶來的藍光危害。…

Write a comment