LED光源在设施园艺中的设计与应用探讨.pdf

农业工程学 现代农业科技 2020年第 8期 摘要 在植物生长过程中 很容易受光照的影响 而在现实生活中 不良天气会影响光照 如雾霾 阴天等 大大降低了植物的生长 速 度 为 此 在如 今 的 园艺种 植中要 采取一定 的 措施 以保 证 光照 正常 其 中 LED光 源 设 计至 关重要 本文 论述 了 LED光 源 在设 施园艺即 植 物 工厂 连栋温室 塑料 大 棚 日 光 温室 中的设 计 并 提 出 了 应 用 对策 以期为设 施园艺种 植提供参考 关键词 设 施园艺 LED光 源 设 计 应 用 对策 中图分类号 S62 文献标识码 A 文章编号 1007 5739 2020 08 0178 01 开放科学 资源服务 标识码 OSID LED光 源 在 设 施园艺 中的设 计 与 应用探讨 陈俭 宁夏 回 族 自 治 区 灵武 市 北 沙 窝 林 场 宁夏灵武 750400 在我国 的农业发展中 设 施 园艺 主要有 日 光 温室 塑 料 大 棚 连 栋 温室 植 物 工 厂 其 中 前 3种 很 容易 受 到环 境 变 化的 影响 后一 种可控 性 更 强 有面对 恶 劣 天 气 的 优 势 尤 其 是 光源 方面 1 植物工厂 LED光 源设 计 与 应用 1 1 LED光 源设 计策略 在 园艺 发展 过 程中 植 物 工 厂 是 比 较 高 端 的 趋势 在 该 种 模 式 中 借 助 多 种 科技手 段 为 植 物 生 长 创 造最 好的 条件 进 而 保 证 作 物 可以 实现高 效 连 续 生 长 其 很 少受 到 外 界 的 影响 属 于 技 术 型 产业 而 对 于 该 类 产业 来 说 光源 的 合理 配 置 是 十 分 必 要 的 照 明 系 统 的 设 计必 不 可 少 关 于 这 一 点 LED是 比 较 受 欢迎 的 光源 同 样 的 在 实 际 应 用 中 要 遵循 一 定的 规 则 首先 选 择 恰 当 的 材 质 降 低 成 本 提高 资 源 利 用 率 即 利 用 高 效光 谱 其 次 调 整 适 当 的发 光 角 度 选 择 合 适 的 使用 功 率 1 再 次 利 用 发 光 面 性 状 提高 光 能 截 获 率 改 善 光 照 效 益 最后 改 善散热 装置 减 少 设 备 损 害 比 如自 然 冷却 液 体 冷却 等 1 2 LED光 源 应用策略 一 是 结 合 多 种 实施 方 案 合理 划 分 LED光源 阈 值 提高 产 品 针 对 性 二 是 光源 能 量 分布 要 高 效 一般 而 言 可以 利 用 2种方 案 即 红蓝 复 合光 质 和 红蓝 连 续 光 质 通 过 合理 调 整 这 一 方面 的 情 况 可以 提高 光源 利 用 率 三是 在设 计 发 光 面 时 要 尽 量 减 少 光 衰 保 证光 是 均匀分布 的 四 是提高 光 可 控 性 从 硬 件 角 度 出 发 可以 使用 白 光或 者红蓝 光 电 路 增 加 智 能 调 控 范围 2 从 光 配 方 角 度 而 言 对 于 不 同 的时期 要 进 行相 应 的调 整 2 连栋温室补光 LED光 源设 计 与 应用 2 1 LED光 源设 计策略 关 于 连 栋 温室 其 栽培 面 积 大 对 于光 的 需 要主要 依靠 太阳 在 实 际 使用 过 程中 要 先 充分 利 用 太阳 能 再 利 用 人 工 光 照 为 此 要 加 大 LED光源 研 发 力 度 提高作 物 抵御恶 劣 天 气 的 能 力 如 雾 霾 阴天 等 具 体 而 言 可以 遵循 以 下 设 计 原则 一 是 追 求 发 光 面设 计 增 大 功 率 照射 面 积 间 的 比 值 一般 而 言 光源 功 率 比 较 大 减 少散 射 光 的重 叠 二 是 追 求 照射 均匀 不 同 光 质要 分布 合理 尽 力 缩 减 误差 三是 光 源 体积 要 合理 尽 量 减 少 遮 光 面 积 充分 利 用 太阳 能 资 源 四 是 光源 要 足 够智 能 可以 随着 环 境 的 变 化 合理 调 节 自 身 状 态 提高 光 利 用 率 3 2 2 LED光 源 应用策略 在 连 栋 温室 中安 装 光源 时 可以 遵循 3类 标准 一 是 冠 层悬挂补 光 二 是 温室 顶 部 悬挂补 光 三是 落 地 式 垂 直 补 光 而 在 实 际 使用 中 要 做 到 首先 落 实 贴 近 原则 在 安 装 时 要 合理 调 节 设 备位 置 靠 近 最 佳 位 置 减 少 光 衰 其 次 遵循照射 面 积 原则 选 择 恰 当 的 照射 面 积 特别 是 冠层照射 面 积 再 次 遵守垂 直 叶片 原则 一般 而 言 作 物 为 果 菜 要 提 高 叶片 群照射 率 最后 实现动 态 原则 随着 环 境 的 变 化进 行 调 整 4 3 塑料大棚 日 光温室补光 LED光 源设 计 与 应用 3 1 LED光 源设 计策略 日 光 温室 具有 三 面 墙 一 面 坡 遵循 自 南向 北 规 律 具 有 些 许 蓄 热 保 温能 力以 及 承载 力 而 塑 料 大 棚 结构 比 较 简 单 整 体 为 半圆 形 没 有 墙体 蓄 热 保 温能 力 差 承载 力 小 在设 计这 2种建 筑 光源 时 要结 合 具 体 情 况 进 行 适 当 地 调 整 在设 计 光源 时 要 遵循 以 下 几 点 要求 一 是 功 率 要 恰 当 二 是 光源 为 长 方 形 而 且 呈 现 规 则 性 照射 三是 照射 面 积 大 照射 均匀 四 是 悬挂 方 式 合 适 五 是 成 本 低 3 2 LED光 源 应用策略 对 于 塑 料 大 棚 日 光 温室而 言 在 应 用 LED光源 时 要 利 用光 温 协 同 调 控 规 律 降 低 补 光 负 效 应 提高 光 利 用 率 首先 要具 备 良 好的 温 度 基 础 只 有 光 温 协 调 才 能 发 挥 更 好的作 用 一 旦 温 度 过 低 而 光 照太 强 会 抑 制 作 物 生 长 例 如 在 北 方 冬季 温 度 较低 很 容易 出 现 低 温 危 害 对 此 在 补 光 时 要 选 择温 度 较 高的时 间 进 行 一般 而 言 日 落后 时 段 是 比 较合 适 的 而 对 于 南 方 而 言 由 于 温 度 适宜 是 可以 进 行 全 天补 光 的 其 次 要 注 意设 备 保 养 设 备 受 多 种 因 素 的 影响 比 如 湿 度 季 节 性 等 不 使用 时 要将设 备 及 时 拆 掉 以 防长 时 间 暴露 加速 老 化 此外 还 要 注 意 维护 保 养 尽 力 提高 使 用 年 限 4 参考 文献 1 刘 文 科 刘 义 飞 设 施 园艺 LED光源 设 计 与 应 用 策 略 探讨 J 中 国 照 明电 器 2017 11 24 27 2 尤 杰 耿博 郑梦 影 等 设 施 园艺 生产中 LED灯 与 高 压 钠灯 的 应 用 差 异 性分 析 J 农业工程技 术 2018 7 17 21 3 杨景 发 刘 京 龙 牛慧丹 等 设 施 园艺 专 用 LED组 合光源 的 设 计 J 中 国 照 明电 器 2014 11 23 27 4 顾 少 敏 张 龙 光 调 控在设 施 园艺 的生产 应 用 J 现代 园艺 2013 18 154 收稿日期 2020 01 08 178