Иновативно стъкло-Светодиоди за растеж на растения: Дизайн, производителност и интелигентни приложения
Въведение
С нарастващото търсене на устойчиви земеделски практики, вътрешното земеделие и оранжерийното отглеждане привлякоха значително внимание. Свето{1}}излъчващите диоди (LED) се очертаха като обещаващ източник на изкуствена светлина зарастеж на растениятапоради тяхната енергийна ефективност и спектрална настройка. Въпреки това, конвенционален заводсветодиоди за растежчесто страдат от ниско спектрално съвпадение с растителни пигменти и недостатъчна ефективност на извличане на светлина. Тази статия изследва дизайна, производителността и приложението на базирани на стъкло-светодиоди със структури с градиентен индекс на пречупване (GRIN), които се справят ефективно с тези ограничения.
Технически иновации
Традиционните методи за капсулиране на светодиоди, като смесване на фосфор-силикон, често водят до лоша термична стабилност и ниска светлинна мощност. За да преодолеят тези предизвикателства, изследователите са разработили филми от фосфор-в-стъкло (PIG) с градиентни структури на индекса на пречупване. Тези GRIN-PIG филми подобряват ефективността на извличане на светлина чрез минимизиране на френеловото отражение и пълното вътрешно отражение на повърхностите на материала.
Ключови констатации
Червени светодиоди с Mn⁴⁺-PIG
Използвайки симулации на Монте Карло, оптималната дебелина и концентрация на фосфор за червени светодиоди бяха определени съответно на 0,15 mm и 0,6 g/cm³.
Изработеният светодиод на базата на Mn4⁺-легирано фосфатно стъкло- показа емисионен пик при 692 nm, съвпадайки перфектно с абсорбционните спектри на фитохромите PR и PFR.
Светлинната ефективност достигна 96,74 lm/W, значително по-висока от тази на традиционните силиконови -капсулирани светодиоди (59 lm/W) [Страница 26, Таблица 2.1].
Сини светодиоди с Eu²⁺-PIG
За сините светодиоди оптималните параметри са дебелина от 0,15 mm и концентрация на фосфор от 0,5 g/cm³.
Базираният на Eu²⁺-флуорофосфатно стъкло-LED излъчва при 451 nm, съответствайки на пиковете на абсорбция на хлорофил a, b и -каротин.
Постигнатата светлинна ефективност беше 69,85 lm/W, демонстрирайки превъзходна производителност за добавяне на синя светлина [Страница 35].
Интелигентна система за затъмняване
Беше разработена -базирана на микроконтролер интелигентна система за затъмняване с помощта на произведените червени исини светодиоди.
Системата включва светлинен сензор GY-30, STC89C52 MCU и PWM-задвижвани LED модули, позволяващи регулиране в реално време на интензитета на светлината въз основа на условията на околната среда.
Тази система намалява консумацията на енергия с до 40% в сравнение с традиционните методи за статично осветление [Страница 45, Фигура. 4.12].
Предимства на светодиодите GRIN-PIG
Високо спектрално съвпадение: Емисионните спектри на GRIN-PIGСветодиодите се подравняваттясно с профилите на абсорбция на ключови растителни пигменти, насърчавайки фотосинтезата и растежа.
Подобрена ефективност: Градиентната структура на индекса на пречупване минимизира загубата на фотони, което води до по-висока светлинна ефективност.
Термична стабилност: Капсулирането-базирано на стъкло осигурява дългосрочна-надеждност при високи-температурни условия.
Икономия на енергия: Интелигентната система за затъмняване оптимизира използването на светлина, като намалява ненужната консумация на енергия.
Приложения
Тези усъвършенствани светодиоди са идеални за:
Вертикални ферми и оранжерии
Изследователски лаборатории, изучаващи физиологията на растенията
Системи за градско земеделие, изискващи прецизен контрол на светлината
Заключение
Интегрирането на технологията GRIN-PIG с интелигентни системи за управление представлява значителен напредък в осветлението за растеж на растенията. Чрез подобряване на спектралното съвпадение и енергийната ефективност, тези светодиоди предлагат устойчиво решение за съвременните земеделски нужди. Бъдещата работа може да се съсредоточи върху разширяването на базата данни от леки рецепти за специфични видове растения и етапи на растеж.
Референции
Уанг, Б. (2023).Дизайн, производителност и приложение на стъклени-светодиоди за лампи за растения. Магистърска теза, Университет за пощи и телекомуникации в Нанкин.
Yun, X., et al. (2022).Вестник на луминесценцията, 244, 118724.
Qin, L., et al. (2018).Вестник за сплави и съединения, 738, 372–378.
Нашата услуга:
1. Вашето запитване, свързано с нашите продукти или цени, ще бъде отговорено в рамките на 24 часа.
2. Добре-обучен и опитен персонал, който да отговаря на всички ваши запитвания на английски език.
3.OEM&ODM, можем да ви помогнем да проектирате и поставите в продукт.
4. Дистрибуторство се предлага за вашия уникален дизайн и някои наши текущи модели.
5. Защита на вашата търговска площ, идеи за дизайн и цялата ви лична информация.
https://www.benweilight.com/lighting-тръба-крушка/растяща-светлина-за-стайни растения.html
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Телефон: +86 0755 27186329
Мобилен (+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
Имейл:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
