Cum realizează lămpile de creștere pe desktop cu LED-uri cultivare nedistructivă a luminii reci sub 40 ° C?

Caracteristicile luminii reci ale lămpilor LED sunt derivate din natura lor fizică - mecanismul de luminiscență a tranziției benzilor de materiale semiconductoare. Când curentul trece printr -o joncțiune PN compusă din materiale precum arsenidă de galiu (GAAS) sau nitrură de galiu (GAN), electronii și găurile eliberează direct fotonii în timpul procesului de recombinare. Acest proces nu se bazează pe o excitație la temperatură ridicată, astfel încât proporția de pierderi de energie eliberate sub formă de energie ușoară depășește 80%. În schimb, lămpile de sodiu tradiționale de înaltă presiune necesită temperaturi ridicate peste 2000 ° C pentru a excita vaporii de mercur pentru a emite lumină și mai mult de 80% din energia din energia electrică se pierde sub formă de radiații termice infraroșii.

Această diferență esențială determină că intensitatea radiațiilor termice a corpului de creștere a mesei LED este mult mai mică decât cea a surselor tradiționale de lumină. La o distanță de 10 cm de suprafața lămpii, intensitatea radiațiilor termice a lămpilor LED este de doar 0,5W/m², în timp ce intensitatea radiațiilor termice a lămpilor de sodiu de înaltă presiune cu aceeași putere poate atinge 15W/m². Pragul de percepție al corpului uman pentru radiații termice este de aproximativ 1,2W/m², deci chiar dacă Aparat de creștere a mesei LED Se potrivesc baldachinului plantelor, efectele lor termice sunt dificil de perceput de organisme. Această caracteristică a luminii reci oferă un mediu de iluminare „stres de căldură zero” pentru plante, astfel încât eficiența fotosintezei nu mai este supusă efectului de inhibare a temperaturii ridicate.

Sistemul de control al temperaturii lămpilor LED obține un control precis al temperaturii suprafeței printr -un triplu mecanism:
Învelișul lămpii adoptă un substrat ceramic din alumină nanoporoasă, a cărui conductivitate termică ajunge la 200W/M · K, care este de trei ori mai mare decât cea a substraturilor tradiționale de aluminiu. Materialul de schimbare de fază (PCM) încorporat în substrat suferă o schimbare de fază solid-lichid la 40 ° C, absoarbe excesul de căldură și îl depozitează ca energie termică latentă. Experimentele arată că această tehnologie poate comprima intervalul de fluctuație a temperaturii suprafeței lămpii de la ± 5 ° C la ± 1,5 ° C.

Lampa adoptă o structură de disipare a căldurii compozite cu țeavă de căldură. Secțiunea de evaporare a conductelor de căldură este în contact direct cu cipul LED, iar secțiunea de condensare este conectată la aripioarele de disipare a căldurii pentru a elibera căldura prin convecție naturală. Când temperatura ambiantă este de 25 ° C, această structură poate face ca temperatura de suprafață a lămpii să nu fie mai mare decât temperatura ambiantă cu cel mult 15 ° C, asigurându -se că lampa rămâne sub 40 ° C atunci când funcționează la sarcină completă.

Sistemul inteligent de control al temperaturii monitorizează temperatura de suprafață a lămpii în timp real prin tabloul de termistor NTC. Când temperatura locală se apropie de pragul 40 ℃, începe automat reglarea vitezei vântului cu trei trepte:
Mod de viteză mică: porniți când temperatura ambiantă este <30 ℃, mențineți temperatura suprafeței la 35-38 ℃;
Modul de viteză medie: activați când temperatura ambiantă este de 30-35 ℃, întăriți convecția aerului;
Mod de viteză mare: forțează disiparea căldurii în condiții de muncă extreme pentru a se asigura că temperatura nu depășește 40 ℃.
Acest mecanism de control al temperaturii cu buclă închisă permite ca rata de descompunere a temperaturii suprafeței să fie mai mică de 0,5% după 1000 de ore de funcționare continuă, ceea ce este semnificativ mai bun decât rata de descompunere de 15% a surselor tradiționale de lumină.

Scenariu de aplicare: revoluția plantării provocate de caracteristicile luminii reci
În scenariul tradițional al sursei de lumină, distanța de strat a cultivării stereoscopice cu mai multe straturi trebuie menținută peste 50 cm pentru a evita acumularea de căldură, în timp ce caracteristicile luminii reci ale lămpilor LED permit comprimarea stratului la 15 cm. De exemplu, într -un spațiu vertical de 50cm × 50cm × 200cm, se pot aranja 8 straturi de rafturi de cultivare, cu o distanțare de doar 15 cm între fiecare strat, iar uniformitatea luminii poate fi obținută prin tehnologie de lumină împrăștiată direcțională> 90%. Acest mod de plantare de înaltă densitate crește producția anuală pe unitatea de unitate de 200 de ori mai mare decât cea a agriculturii tradiționale, iar calitatea produsului este mai stabilă.

Funcția de întunecare independentă a LED -urilor roșii și albastre ale lămpilor LED permite plantelor la diferite etape de creștere să obțină spectre personalizate. De exemplu, un raport roșu-albastru roșu 7: 3 pentru a promova expansiunea frunzelor în timpul stadiului de răsad al salatei, iar un raport 3: 7 este schimbat pentru a inhiba creșterea excesivă în timpul etapei de direcție. Această tehnologie dinamică de reglare a luminii scurtează ciclul de creștere a culturilor cu 15%-20%, reducând în același timp apariția dăunătorilor și bolilor cu mai mult de 30%.

Caracteristicile scăzute de generare de căldură ale sursei de lumină rece elimină consumul de energie de răcire vara, iar cu sistemul inteligent de control al temperaturii, consumul anual de energie al fabricii de plante este redus cu 40%. Într-un caz al unei anumite ferme verticale urbane, valoarea anuală a producției pe unitatea de suprafață a unei fabrici de micro-plante folosind tehnologia LED Light este de 200 de ori mai mare decât cea a agriculturii tradiționale, iar conținutul de vitamina C al produsului este crescut cu 60%, iar detectarea reziduurilor de pesticide este zero.

Impactul industriei: tehnologia luminii reci reconstruiește modelul economic agricol
Rata de utilizare a energiei ușoare a lămpilor tradiționale de sodiu de înaltă presiune este mai mică de 20%, în timp ce lămpile LED pot ajunge mai mult de 80%. Această îmbunătățire a eficienței a permis ca valoarea de producție anuală pe metru pătrat să depășească 100.000 de yuani, oferind o bază economică durabilă pentru agricultura urbană.

Tehnologia luminii reci crește densitatea cultivării tridimensionale de 3-5 ori. De exemplu, în cultivarea tridimensională a salatei, 120 de plante pot fi cazate pe metru cubic de spațiu, în timp ce rata de supraviețuire a numai 30 de plante poate fi menținută sub scena tradițională a sursei de lumină.

Prin controlul dinamic al calității luminii și al mediului de temperatură constantă, consistența creșterii culturilor este îmbunătățită semnificativ. De exemplu, în cultivarea verticală a căpșunilor, diferența de ciclu de maturare a straturilor superioare și inferioare ale fructelor este scurtată de la 7 zile la 24 de ore, iar abaterea standard a conținutului de zahăr este redusă de la 1,2 ° Brix la 0,4 ° Brix.

Evoluția tehnologică actuală a lămpilor de creștere pe desktop LED se concentrează pe două direcții majore:
Reglarea dinamică a calității luminii
Tehnologia cuantică a punctelor permite precizia reglării spectrale să atingă nivelul nanometrului, iar lămpile pot regla formula de lumină în timp real în funcție de semnalele fiziologice ale plantelor. De exemplu, proporția de lumină roșie îndepărtată este crescută automat în perioada de schimbare a culorii a roșiilor pentru a promova sinteza carotenoizilor.

Utilizarea cooperativă a luminii și a căldurii
Dezvoltarea unui sistem de recuperare a energiei bazat pe generarea de energie a diferenței de temperatură pentru a transforma disiparea căldurii a lămpilor în sursă de alimentare auxiliară. Experimentele au arătat că această tehnologie poate crește eficiența energetică totală a lămpilor cu 15%-20%.
Aceste inovații vor promova evoluția fabricilor de micro-plante de la „agricultură alternativă” la „agricultura super-dimensională”. Condusă de obiectivul neutralității carbonului, tehnologia LED Light Light este de așteptat să devină infrastructura de bază a viitorului lanț de aprovizionare alimentară urbană. Valoarea sa potențială anuală de producție de peste 100.000 de yuani pe metru pătrat atrage investiții continue din capital global și forțe de cercetare științifică.