向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

LED为园艺应用提供光谱输出控制

时间:2019-05-08 作者:Yoelit Hiebert 阅读:
每种植物都有一种特定的“光配方”,可以使其在更短的时间内生长更多的作物。该配方定义了光谱的变化,以优化植物生命周期的每个阶段,并改善所需的植物特性,例如,增加蔬菜的风味或大麻的效力。

众所周知,LED照明已经彻底变革了室内生长设施的运作方式,主要原因是LED可以灵活地提供光谱输出且发热极低。美国农业与生物工程师学会(ASABE)最近发布了ANSI/ASABE S642 SEP2018,即《Recommended Methods For Measurement And Testing Of LED Products For Plant Growth And Development(用于植物生长和发育的LED产品测量和测试的推荐方法)》,这是三个系列标准中的第二个,重点规定了用于园艺应用的LED照明产品的性能。RZqednc

新标准为光辐射发射范围为280-800nm的LED产品定义了测试方法(而可见光光谱的范围则约为390-700nm)。RZqednc

“将LED照明用于园艺应用,是过去二十年来我们最感兴趣的项目之一。”ASABE标准和技术总监Scott Cedarquist表示。RZqednc

不足为奇,园艺照明所使用的术语以植物为中心,以下是一些较广泛使用的术语:RZqednc

光合有效辐射(PAR)——植物在光合作用过程中可用太阳辐射的光谱范围。传统上认为其范围是400nm至700nm,但最近的研究表明,高达740nm的波长也会影响植物的生长和发育。RZqednc

光合光子通量(PPF)——光照系统每秒所产生光合有效光子的数量,类似于光通量(流明),以微摩尔/秒(μmol/s)为单位。RZqednc

光合光子通量密度(PPFD)——每单位时间每单位面积撞击某表面的光合有效光子数,类似于照度(lux),以μmol/m²s为单位。RZqednc

园艺照明的重点是所传递的光子,因为正是它们通过激发电子来启动光合作用和植物发育中的其他过程。用于园艺应用的LED产品与用于一般照明的LED产品在几个重要方面有所不同,第一是这些产品的光谱输出通常较宽。由于不同的植物会对光谱的不同部分做出反应,这点非常有用。RZqednc

工业和学术研究已证明,每种植物都有一种特定的“光配方”,可以使其在更短的时间内生长更多的作物。该配方定义了光谱的变化,以优化植物生命周期的每个阶段,并改善所需的植物特性,例如,增加蔬菜的风味或大麻的效力。RZqednc

LED照明产品还具有特殊功能,其不仅能够提供精确的输出光谱,还可以针对不同的植物生命周期阶段“调整”到最佳光谱。RZqednc

为了解决某些生长环境的温度过高问题,有源冷却虽然不是普遍都有,但却是LED园艺照明产品的另一个重要特性。有源冷却主要通过风扇实现,但水冷系统也有采用。防水外壳也是一个考虑因素,尤其是在LED靠近植物安装的设施中,例如垂直农场。RZqednc

说到垂直农场,LED照明产品因其发热比传统照明低得多而被广泛采用。LED灯可以散布在植物附近而不造成损坏,这使得设施管理人员能够最大限度地利用可用空间。除了如图所示的大规模运作外,垂直农业在城市地区也越来越受欢迎了。在这些地区,有人将废弃的建筑改造成植物种植场所,而以较低的成本产出新鲜农产品。RZqednc

LEDhorticulture.jpgRZqednc

图:美国马萨诸塞州Millis的一个采用LED照明的垂直农场项目。来源:Crop One HoldingsRZqednc

请注意,文章到此为止还只字未提将LED照明广泛应用于普通照明的主要原因,即节能。因为对于生长设施管理者而言,此举的主要目的是产量。对于像大麻这样的高价值作物——毫无疑问,大麻种植是第一个采用LED照明的行业——与提高产量和缩短生命周期所带来的收入增长相比,能源成本微不足道。即使对于更传统的作物,比如绿叶蔬菜和花卉,降低能源成本也不比可在较短时间内产出更多作物更有说服力。RZqednc

园艺应用采用LED照明,这一情形正在飞速发展,并将引发未来食物种植方式的重大转变。因此,下个寒冬时节你在杂货店购买黑莓的时候,不妨想想你那难得之物是否是在室内使用LED照明种植的。RZqednc

本文为《电子技术设计》2019年5月刊杂志文章。RZqednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 用于电机控制的优化∑-∆调制电流测量 在高性能电机和伺服驱动器中,基于隔离式sigma-delta(Σ-Δ)的模数转换器(ADC)已成为首选的相电流测量方法。这些转换器以其强大的电流隔离和卓越的测量性能而闻名。随着新一代ADC的推出,其性能也在不断提高,但是,要充分利用最新的ADC的功能,就需要对其他的电机驱动器进行相应的设计。
  • 人工智能时代不断变化的工业格局 尽管AI技术并不是什么新鲜事物,但数据的爆炸式增长促使AI以惊人的速度发展,例如在百度和谷歌等数十亿次的搜索提供了相当大的实时数据集,支持了AI的蓬勃发展。
  • 为何RFID加EEPROM等于更简单的物联网 物联网(IoT)没有表现出短暂流行的迹象,预计十年内将会有规律地出现越来越多相互联接的事物。这不足为奇,因为我们不断想象寻找利用技术去做事的新方法,并开发新旧技术的全新应用。而每个新应用都会向网络添加许多端点,使IoT日益变大。
  • 利用Ansible实现OpenStack自动化 本文旨在就置备虚拟机(除VMware以外)的一种替代方法提供一些见解。目标受众包括但不限于处理虚拟机自动化问题的软件开发人员。由于VMware的服务提供商许可证及其支持vRealize、vCenter和其他工具的基础设施成本高昂,我们整合我们的资源,开发出了一种同样能够完成任务,但更经济高效的替代方法。我们的解决方案采用开源技术,利用使用Ansible Tower®的DevOps方法来与OpenStack®交互,通过playbook进行实现,用于置备虚拟机。我们将此技术集成到我们的Cyber Range™软件中,本文将它作为一个案例研究,以证明这种方法行之有效。
  • 借助uCPE简化并管理更多的SD-WAN服务 第二代SD-WAN使服务提供商可以针对垂直行业细分量身定制SD-WAN产品。 这篇博客文章解释了它如何工作以及它的重要性。
  • 选择正确的加速度计,以进行预测性维护 针对机器健康状况的分析被称为基于状态的监控(CbM),与基于通常非常保守的固定时间表的系统型维护系统相比,能够控制维护成本。除了维护操作计划更为灵活之外,还能在早期阶段检测出问题,让操作人员能够据此安排机器的停机时间,比起生产线以外停机,这显然要好得多。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告