Hvordan oppnår LED-stasjonære vekstlamper ikke-destruktiv dyrking av kaldt lys under 40 ° C?

De kalde lysegenskapene til LED -lamper er avledet fra deres fysiske natur - båndovergangsluminescensmekanismen til halvledermaterialer. Når strømmen passerer gjennom et PN -veikryss sammensatt av materialer som galliumarsenid (GaAs) eller galliumnitrid (GaN), frigjør elektroner og hull direkte fotoner under rekombinasjonsprosessen. Denne prosessen er ikke avhengig av eksitasjon med høy temperatur, så andelen energitap som frigjøres i form av lysenergi overstiger 80%. I kontrast krever tradisjonelle høytrykksnatriumlamper høye temperaturer over 2000 ° C for å begeistre kvikksølvdamp for å avgi lys, og mer enn 80% av energien i den elektriske energien går tapt i form av infrarød termisk stråling.

Denne essensielle forskjellen bestemmer at den termiske strålingsintensiteten til LED -tabellens voksende armatur er mye lavere enn for tradisjonelle lyskilder. I en avstand på 10 cm fra overflaten av lampen er den termiske strålingsintensiteten til LED-lamper bare 0,5W/m², mens den termiske strålingsintensiteten til høyt trykk natriumlamper med samme kraft kan nå 15W/m². Menneskets kropps oppfatningsterskel for termisk stråling er omtrent 1,2W/m², så selv om LED -bord voksende armatur Passer til plantens baldakin, deres termiske effekter er vanskelige å bli oppfattet av organismer. Denne kalde lysegenskapen gir et "" null varmestress "" lysmiljø for planter, slik at fotosynteseffektiviteten ikke lenger er underlagt den høye temperaturinhiberingseffekten.

Temperaturkontrollsystemet til LED -lamper oppnår presis kontroll av overflatetemperatur gjennom en trippelmekanisme:
Lampeskallet vedtar et nanoporøst aluminiumoksyd keramisk underlag, hvis termisk ledningsevne når 200W/m · K, som er tre ganger for tradisjonelle aluminiumsubstrater. Faseendringsmaterialet (PCM) innebygd i underlaget gjennomgår en fast-væskefaseendring ved 40 ° C, absorberer overflødig varme og lagrer den som latent varmeenergi. Eksperimenter viser at denne teknologien kan komprimere temperatursvingningsområdet for lampeoverflaten fra ± 5 ° C til ± 1,5 ° C.

Lampen vedtar en varmerør-fin-sammensatt varmeavledningsstruktur. Fordampningsseksjonen for varmerør er i direkte kontakt med LED -brikken, og kondensasjonsseksjonen er koblet til varmeavledningen for å frigjøre varme gjennom naturlig konveksjon. Når omgivelsestemperaturen er 25 ° C, kan denne strukturen gjøre overflatetemperaturen på lampen ikke høyere enn omgivelsestemperaturen med ikke mer enn 15 ° C, noe som sikrer at lampen forblir under 40 ° C når den opererer ved full belastning.

Det intelligente temperaturkontrollsystemet overvåker overflatetemperaturen på lampen i sanntid gjennom NTC -termistor -matrisen. Når den lokale temperaturen nærmer seg 40 ℃-terskelen, starter den automatisk tre-trinns vindhastighetsjustering:
Lav hastighetsmodus: Start når omgivelsestemperaturen er <30 ℃, hold overflatetemperaturen ved 35-38 ℃;
Middels hastighetsmodus: Aktiver når omgivelsestemperaturen er 30-35 ℃, styrker luftkonveksjon;
Høyhastighetsmodus: Kraftvarmeavledning under ekstreme arbeidsforhold for å sikre at temperaturen ikke overstiger 40 ℃.
Denne lukkede temperaturkontrollmekanismen for lukkede sløyfe gjør det mulig å være mindre enn 0,5% etter 1000 timer kontinuerlig drift, noe som er betydelig bedre enn 15% forfallsfrekvens for tradisjonelle lyskilder.

Applikasjonsscenario: Planting Revolution forårsaket av kalde lysegenskaper
I det tradisjonelle lyskildescenariet må lagavstanden til stereoskopisk dyrking av flere lag holdes over 50 cm for å unngå varmeopphopning, mens de kalde lysegenskapene til LED-lamper lar lagavstanden komprimeres til 15 cm. For eksempel, i et vertikalt rom på 50 cm × 50 cm × 200 cm, kan 8 lag med dyrkingsstativ ordnes, med en avstand på bare 15 cm mellom hvert lag, og lysenhet kan oppnås ved retningsbestemt spredt lysteknologi> 90%. Denne plantemodus med høy tetthet øker den årlige produksjonen per enhet til 200 ganger den tradisjonelle landbruket, og produktkvaliteten er mer stabil.

Den uavhengige dimmingsfunksjonen til de røde og blå lysdiodene til LED -lamper gjør det mulig for planter i forskjellige vekststadier å oppnå tilpassede spektre. For eksempel brukes et 7: 3 rødblå forhold for å fremme bladutvidelse under frøplantefasen av salat, og et 3: 7-forhold blir byttet til å hemme overdreven vekst i overskriften. Denne dynamiske lysreguleringsteknologien forkorter avlingsvekstsyklusen med 15%-20%, samtidig som forekomsten av skadedyr og sykdommer reduserer med mer enn 30%.

Karakteristikkene med lav varmeproduksjon av den kalde lyskilden eliminerer energiforbruket av kjøling om sommeren, og med det intelligente temperaturkontrollsystemet reduseres det årlige energiforbruket til plantefabrikken med 40%. I tilfelle av en viss urban vertikal gård, er den årlige produksjonsverdien per arealområde for en mikroplantefabrikk ved bruk av LED kald lys-teknologi 200 ganger den tradisjonelle landbruket, og vitamin C-innholdet i produktet økes med 60%, og deteksjonen av plantevernmidler er null.

Bransjepåvirkning: Cold Light Technology rekonstruerer den økonomiske modellen for jordbruk
Utnyttelsesgraden for lysenergi for tradisjonelle høytrykksnatriumlamper er mindre enn 20%, mens LED-lamper kan nå mer enn 80%. Denne effektivitetsforbedringen har gjort det mulig for den årlige produksjonsverdien per kvadratmeter å overstige 100 000 yuan, og gir et bærekraftig økonomisk grunnlag for urbant landbruk.

Kald lys-teknologi øker tettheten av tredimensjonal dyrking med 3-5 ganger. For eksempel, i den tredimensjonale dyrking av salat, kan 120 planter innkvarteres per kubikkmeter plass, mens overlevelsesraten på bare 30 planter kan opprettholdes under den tradisjonelle lyskildescenen.

Gjennom dynamisk kontroll av lyskvalitet og konstant temperaturmiljø forbedres konsistensen av avlingsvekst betydelig. For eksempel, i den vertikale dyrking av jordbær, blir forskjellen i modningssyklusen til de øvre og nedre lagene med frukt forkortet fra 7 dager til 24 timer, og standardavviket for sukkerinnhold reduseres fra 1,2 ° Brix til 0,4 ° Brix.

Den nåværende teknologiske utviklingen av LED -stasjonære vekstlamper fokuserer på to hovedretninger:
Dynamisk regulering av lyskvalitet
Quantum Dot -teknologi gjør det mulig for spektralreguleringsnøyaktigheten å nå nanometernivået, og lampene kan justere lysformelen i sanntid i henhold til de fysiologiske signalene til planter. For eksempel økes andelen langt rødt lys automatisk i løpet av fargeendringsperioden for tomater for å fremme syntesen av karotenoider.

Kooperativ bruk av lys og varme
Utvikling av et energigjenvinningssystem basert på temperaturforskjellens kraftproduksjon for å konvertere varmedissipasjonen av lamper til hjelpe strømforsyning. Eksperimenter har vist at denne teknologien kan øke den samlede energieffektiviteten til lamper med 15%-20%.
Disse nyvinningene vil fremme utviklingen av mikroplantefabrikker fra "alternativ landbruk" til "superdimensjonalt landbruk". Drevet av målet om karbonneutralitet, forventes LED kald lys -teknologi å bli kjerneinfrastrukturen i den fremtidige urbane matforsyningskjeden. Den potensielle årlige produksjonsverdien på mer enn 100 000 yuan per kvadratmeter, tiltrekker kontinuerlige investeringer fra global kapital og vitenskapelige forskningskrefter.