Wie erreichen LED-Desktop-Wachstumslampen einen nicht zerstörerischen Anbau von kaltem Licht unter 40 ° C?

Die Kaltlichteigenschaften von LED -Lampen stammen aus ihrer physischen Natur - dem Bandübergangsmechanismus von Halbleitermaterialien. Wenn der Strom durch einen PN -Übergang aus Materialien wie Galliumarsenid (GAAS) oder Galliumnitrid (GaN) durchläuft, füllen Elektronen und Löcher während des Rekombinationsprozesses direkt Photonen frei. Dieser Prozess beruht nicht auf Hochtemperaturanregungen, so Im Gegensatz dazu benötigen herkömmliche Hochdruck-Natriumlampen hohe Temperaturen über 2000 ° C, um Quecksilberdampf zu erregen, um Licht zu emittieren, und mehr als 80% der Energie in der elektrischen Energie gehen in Form einer thermischen Infrarotstrahlung verloren.

Dieser wesentliche Unterschied bestimmt, dass die thermische Strahlungsintensität der LED -Tabellenanbautung viel niedriger ist als die von herkömmlichen Lichtquellen. In einem Abstand von 10 cm von der Oberfläche der Lampe beträgt die Wärmelstrahlungsintensität von LED-Lampen nur 0,5 W/m², während die Wärmelstrahlungsintensität von Hochdruck-Natriumlampen mit gleicher Leistung 15 W/m² erreichen kann. Die Wahrnehmungsschwelle des menschlichen Körpers für thermische Strahlung beträgt etwa 1,2 W/m², also auch wenn LED -Tischanbauanlage Angepasst in den Pflanzen -Baldachin sind ihre thermischen Effekte von Organismen schwer wahrgenommen zu werden. Dieses Kaltlichtcharakteristik liefert eine Beleuchtungsumgebung für Pflanzen "Null -Hitzebestand", so dass die Photosynthese -Effizienz nicht mehr dem Hochtemperatur -Hemmungseffekt unterliegt.

Das Temperaturkontrollsystem von LED -Lampen erreicht eine präzise Kontrolle der Oberflächentemperatur durch einen Dreifachmechanismus:
Die Lampenschale nimmt ein nanoporöses Aluminiumoxid -Keramik -Substrat an, dessen thermische Leitfähigkeit 200 W/m · k erreicht, was dreimal so hoch ist wie der der traditionellen Aluminiumsubstrate. Das in das Substrat eingebettete Phasenwechselmaterial (PCM) wird bei 40 ° C eine feste Phasenänderung durchläuft, absorbiert überschüssige Wärme und speichert es als latente Wärmeenergie. Experimente zeigen, dass diese Technologie den Temperaturschwankungsbereich der Lampenoberfläche von ± 5 ° C bis ± 1,5 ° C komprimieren kann.

Die Lampe nimmt eine Wärme-Fein-Verbund-Wärme-Ableitungsstruktur an. Der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohrs ist in direktem Kontakt mit dem LED -Chip und der Kondensationsabschnitt ist mit den Wärmeableitungsflossen verbunden, um die Wärme durch natürliche Konvektion abzugeben. Wenn die Umgebungstemperatur 25 ° C beträgt, kann diese Struktur die Oberflächentemperatur der Lampe nicht höher als die Umgebungstemperatur um nicht mehr als 15 ° C machen, um sicherzustellen, dass die Lampe beim Betrieb bei Volllast unter 40 ° C bleibt.

Das intelligente Temperaturkontrollsystem überwacht die Oberflächentemperatur der Lampe in Echtzeit über das NTC -Thermistor -Array. Wenn sich die lokale Temperatur dem 40 ° C-Schwellenwert nähert, startet sie automatisch die Dreigang-Windgeschwindigkeitseinstellung:
Niedriger Geschwindigkeitsmodus: Beginnen Sie, wenn die Umgebungstemperatur <30 ° C beträgt, die Oberflächentemperatur bei 35-38 ℃ aufrechterhalten.
Mittlerer Geschwindigkeitsmodus: Aktivieren Sie, wenn die Umgebungstemperatur 30-35 ℃ beträgt, die Luftkonvektion stärken;
Hochgeschwindigkeitsmodus: Erkrankung der Wärmeabteilung unter extremen Arbeitsbedingungen, um sicherzustellen, dass die Temperatur 40 ℃ nicht überschreitet.
Dieser Temperaturkontrollmechanismus mit geschlossenem Schleifen ermöglicht es, die Oberflächentemperaturabfallrate der Lampe nach 1000 Stunden kontinuierlicher Betrieb weniger als 0,5% zu beträgt, was signifikant besser ist als die Abfallrate von 15% der herkömmlichen Lichtquellen.

Anwendungsszenario: Pflanzenrevolution, die durch kalte Lichteigenschaften verursacht wird
Im herkömmlichen Lichtquellenszenario muss der Schichtabstand der stereoskopischen Kultivierung mehrerer Schichten über 50 cm gehalten werden, um die Ansammlung von Wärme zu vermeiden, während die kalten Lichteigenschaften von LED-Lampen ermöglichen, dass der Schichtabstand auf 15 cm komprimiert wird. Beispielsweise können in einem vertikalen Raum von 50 cm × 50 cm × 200 cm 8 Schichten von Kultivierungsregalen mit einem Abstand von nur 15 cm zwischen jeder Schicht angeordnet werden, und die leichte Gleichmäßigkeit kann durch richtungsgesteuerte Lichttechnologie> 90%erreicht werden. Dieser Anpflanzungsmodus mit hoher Dichte erhöht den jährlichen Ausgang pro Einheit-Fläche auf das 200-fache der traditionellen Landwirtschaft, und die Produktqualität ist stabiler.

Die unabhängige Dimmfunktion der roten und blauen LEDs von LED -Lampen ermöglicht es den Pflanzen in verschiedenen Wachstumsphasen, kundenspezifische Spektren zu erhalten. Beispielsweise wird ein rotblaues Verhältnis von 7: 3 verwendet, um die Blätterexpansion während des Sämlingsstadiums von Salat zu fördern, und ein Verhältnis von 3: 7 wird umgeführt, um übermäßiges Wachstum während der Überschriftenstufe zu hemmen. Diese dynamische Lichtregulierungstechnologie verkürzt den Erntewachstumszyklus um 15%bis 20%und verringert das Auftreten von Schädlingen und Krankheiten um mehr als 30%.

Die Merkmale der geringen Wärmeerzeugung der kalten Lichtquelle beseitigen den Energieverbrauch der Kühlung im Sommer, und mit dem intelligenten Temperaturkontrollsystem wird der jährliche Energieverbrauch der Anlagenfabrik um 40%verringert. In einem bestimmten Fall einer bestimmten städtischen vertikalen Farm beträgt der jährliche Ausgangswert pro Fläche einer Einheit einer Mikropflanze-Fabrik mit LED-Kaltlichttechnologie das 200-fache der traditionellen Landwirtschaft, und der Vitamin-C-Gehalt des Produkts wird um 60%erhöht und der Pestizidrückstandsnachweis ist Null.

Branchenauswirkungen: Kaltlichttechnologie rekonstruiert das landwirtschaftliche Wirtschaftsmodell
Die lichtergetische Nutzungsrate herkömmlicher Hochdruck-Natriumlampen beträgt weniger als 20%, während LED-Lampen mehr als 80%erreichen können. Diese Effizienzverbesserung hat es dem jährlichen Ausgangswert pro Quadratmeter ermöglicht, 100.000 Yuan zu überschreiten und eine nachhaltige wirtschaftliche Grundlage für die städtische Landwirtschaft zu bieten.

Die Kaltlichttechnologie erhöht die Dichte des dreidimensionalen Anbaus um das 3-5-fache. Zum Beispiel können im dreidimensionalen Anbau von Salat 120 Pflanzen pro Kubikmeter Raum untergebracht werden, während die Überlebensrate von nur 30 Pflanzen unter der traditionellen Lichtquellenszene aufrechterhalten werden kann.

Durch die dynamische Kontrolle der Lichtqualität und der Umgebung mit konstanter Temperatur wird die Konsistenz des Pflanzenwachstums erheblich verbessert. Zum Beispiel wird der vertikale Anbau von Erdbeeren der Unterschied im Reifungszyklus der oberen und unteren Schichten von Früchten von 7 Tagen auf 24 Stunden verkürzt und die Standardabweichung des Zuckergehalts von 1,2 ° Brix auf 0,4 ° Brix reduziert.

Die aktuelle technologische Entwicklung von LED -Desktop -Wachstumslampen konzentriert sich auf zwei Hauptanweisungen:
Dynamische Regulierung der Lichtqualität
Die Quantenpunkt -Technologie ermöglicht es der Spektralregulierungsgenauigkeit, den Nanometerstand zu erreichen, und die Lampen können die Lichtformel in Echtzeit gemäß den physiologischen Signalen von Pflanzen einstellen. Zum Beispiel wird der Anteil des weit roten Lichts während der Farbänderungszeit von Tomaten automatisch erhöht, um die Synthese von Carotinoiden zu fördern.

Kooperative Verwendung von Licht und Wärme
Entwicklung eines Energiewiederherstellungssystems basierend auf der Erzeugung der Temperaturdifferenz, um die Wärmeablassung von Lampen in Hilfsstromversorgung umzuwandeln. Experimente haben gezeigt, dass diese Technologie die Gesamtenergieeffizienz von Lampen um 15%-20%erhöhen kann.
Diese Innovationen werden die Entwicklung von Mikropflanzenfabriken von "alternativer Landwirtschaft" bis zu "superdimensionaler Landwirtschaft" fördern. Angetrieben von dem Ziel der Kohlenstoffneutralität wird die LED -Kaltlichttechnologie voraussichtlich zur Kerninfrastruktur der zukünftigen städtischen Lebensmittelversorgungskette werden. Der potenzielle jährliche Ausgangswert von mehr als 100.000 Yuan pro Quadratmeter beträgt kontinuierliche Investitionen von globalen Kapital- und wissenschaftlichen Forschungskräften.