Kính sáng tạo-Dựa trênĐèn LED cho sự phát triển của thực vật: Thiết kế, Hiệu suất và Ứng dụng Thông minh
Giới thiệu
Với nhu cầu ngày càng tăng về thực hành nông nghiệp bền vững, canh tác trong nhà và trồng trọt trong nhà kính đã thu hút được sự chú ý đáng kể. Điốt phát quang (LED)-đã nổi lên như một nguồn sáng nhân tạo đầy hứa hẹn chotăng trưởng thực vậtdo hiệu quả năng lượng và khả năng điều chỉnh quang phổ của chúng. Tuy nhiên, nhà máy thông thườngđèn LED tăng trưởngthường có quang phổ thấp phù hợp với các sắc tố thực vật và hiệu quả khai thác ánh sáng không đủ. Bài viết này khám phá thiết kế, hiệu suất và ứng dụng của đèn LED-làm bằng thủy tinh với cấu trúc chiết suất gradient (GRIN), giúp giải quyết những hạn chế này một cách hiệu quả.
Đổi mới kỹ thuật
Các phương pháp đóng gói đèn LED truyền thống, chẳng hạn như trộn silicon-phốt pho, thường dẫn đến độ ổn định nhiệt kém và hiệu suất phát sáng thấp. Để vượt qua những thách thức này, các nhà nghiên cứu đã phát triển màng phốt pho-trong-thủy tinh (PIG) có cấu trúc chiết suất gradient. Những màng GRIN-PIG này nâng cao hiệu quả khai thác ánh sáng bằng cách giảm thiểu phản xạ Fresnel và phản xạ nội toàn phần tại các bề mặt vật liệu.
Những phát hiện chính
Đèn LED màu đỏ với PIG pha tạp Mn⁴⁺-
Sử dụng mô phỏng Monte Carlo, độ dày và nồng độ phốt pho tối ưu cho đèn LED màu đỏ được xác định lần lượt là 0,15 mm và 0,6 g/cm³.
Đèn LED làm từ thủy tinh photphat pha tạp Mn⁴⁺-thủy tinh photphat{1}}được chế tạo có đỉnh phát xạ ở bước sóng 692 nm, hoàn toàn phù hợp với quang phổ hấp thụ của phytochromes PR và PFR.
Hiệu suất phát sáng đạt 96,74 lm/W, cao hơn đáng kể so với đèn LED bọc silicon truyền thống (59 lm/W) [Trang 26, Bảng 2.1].
Đèn LED màu xanh lam có Eu²⁺-PIG pha tạp
Đối với đèn LED màu xanh lam, các thông số tối ưu là độ dày 0,15 mm và nồng độ phốt pho là 0,5 g/cm³.
Đèn LED làm từ thủy tinh fluorophosphate pha tạp Eu²⁺-thủy tinh fluorophosphate{1}}phát ra ở bước sóng 451 nm, phù hợp với đỉnh hấp thụ của diệp lục a, b và -caroten.
Hiệu suất phát sáng đạt được là 69,85 lm/W, chứng tỏ hiệu suất vượt trội trong việc bổ sung ánh sáng xanh [Trang 35].
Hệ thống làm mờ thông minh
Hệ thống điều chỉnh độ sáng thông minh dựa trên bộ vi điều khiển-đã được phát triển bằng cách sử dụng màu đỏ vàđèn LED màu xanh.
Hệ thống này bao gồm cảm biến ánh sáng GY-30, MCU STC89C52 và mô-đun LED điều khiển bằng-PWM, cho phép điều chỉnh cường độ ánh sáng theo thời gian thực dựa trên điều kiện môi trường.
Hệ thống này giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 40% so với các phương pháp chiếu sáng tĩnh truyền thống [Trang 45, Hình. 4.12].
Ưu điểm của đèn LED GRIN{0}}PIG
Kết hợp quang phổ cao: Phổ phát xạ của GRIN-PIGđèn LED căn chỉnhchặt chẽ với đặc tính hấp thụ của các sắc tố thực vật quan trọng, thúc đẩy quá trình quang hợp và tăng trưởng.
Hiệu quả nâng cao: Cấu trúc chiết suất gradient giảm thiểu sự mất mát photon, mang lại hiệu suất phát sáng cao hơn.
Ổn định nhiệt: Việc đóng gói dựa trên kính-đảm bảo độ tin cậy-lâu dài trong điều kiện nhiệt độ-cao.
Tiết kiệm năng lượng: Hệ thống điều chỉnh độ sáng thông minh tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng, giảm mức tiêu thụ năng lượng không cần thiết.
Ứng dụng
Những đèn LED tiên tiến này lý tưởng cho:
Trang trại thẳng đứng và nhà kính
Phòng thí nghiệm nghiên cứu sinh lý thực vật
Hệ thống canh tác đô thị yêu cầu kiểm soát ánh sáng chính xác
Phần kết luận
Việc tích hợp công nghệ GRIN-PIG với hệ thống điều khiển thông minh thể hiện sự tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực chiếu sáng tăng trưởng thực vật. Bằng cách cải thiện sự kết hợp quang phổ và hiệu quả sử dụng năng lượng, những đèn LED này mang đến giải pháp bền vững cho nhu cầu nông nghiệp hiện đại. Công việc trong tương lai có thể tập trung vào việc mở rộng cơ sở dữ liệu về các công thức nấu ăn nhẹ cho các loài thực vật và giai đoạn sinh trưởng cụ thể.
Tài liệu tham khảo
Vương, B. (2023).Thiết kế, hiệu suất và ứng dụng của đèn LED làm bằng thủy tinh{0}}cho đèn cây trồng. Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bưu chính Viễn thông Nam Kinh.
Yun, X., và cộng sự. (2022).Tạp chí phát quang, 244, 118724.
Tần, L., và cộng sự. (2018).Tạp chí hợp kim và hợp chất, 738, 372–378.
Dịch vụ của chúng tôi:
1. Yêu cầu của bạn liên quan đến sản phẩm hoặc giá cả của chúng tôi sẽ được trả lời sau 24 giờ.
2.Đội ngũ nhân viên-được đào tạo bài bản và giàu kinh nghiệm sẽ trả lời mọi thắc mắc của bạn bằng tiếng Anh lưu loát.
3.OEM & ODM, chúng tôi có thể giúp bạn thiết kế và đưa vào sản phẩm.
4. Quyền phân phối được cung cấp cho thiết kế độc đáo của bạn và một số mẫu hiện tại của chúng tôi.
5. Bảo vệ khu vực bán hàng, ý tưởng thiết kế và tất cả thông tin cá nhân của bạn.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/grow-lights-dành cho-houseplants.html
Công ty TNHH Công nghệ chiếu sáng Benwei Thâm Quyến
Điện thoại: +86 0755 27186329
Điện thoại di động(+86)18673599565
Whatsapp :19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
