温室光源.doc

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1、温室补光常用光源及其特征目前,常用的温室人工补光光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯等。近年来,随着大功率LED的研制成功,新型节能光源LED也引起了广泛关注。普通荧光灯提供较多的绿光,约为50%,其余局部大多为红、蓝光,又分别约占总光谱的25%,远红色光谱比例很低。荧光灯发光效率较高,寿命长〔约12000h〕,但是功率较小〔目前常用有28W和36W两种〕,满足一定光照度所需灯具多。由于含有很多的绿光,容易造成作物徒长。目前常用于植物组培。钠灯是***和钠蒸气发光的气体发光光源,分为低压钠灯和高压钠灯两种。低压钠灯出现较早,钠蒸气压不超过几个帕,其发光光谱集中在589nm的黄色光,通常只能与其他光源配合使用。发光效率高达200lm/W,寿命长〔约9000h〕。高压钠灯标准工作钠蒸气压约为10kPa,发光光谱中有较多的红橙光和较少的蓝绿光。发光效率较高,功率大,寿命长〔约12000h〕,目前在温室补光中使用较多。但由于高压钠灯是热光源,外表温度高,发热量较大,不能近距离照射作物。金属卤化物灯是***和稀有金属的卤化物混合蒸气产生电弧从而放电发光的一种气体发光光源。可通过改变金属卤化物组成呈现不同的光谱。其发光效率较高,功率大,寿命长〔5000h~20000h〕。但是灯内的填充物中有***,当使用的灯破损或失效抛弃时,都会对环境造成污染。光谱中含有较多的远红光,发热量大,不能近距离照射作物。LED〔发光二极管〕光源是近年来开展起来的新型节能光源。与白炽灯、荧光灯和高压钠灯等人工光源相比,LED具有显着优点:直流低压供电。-,大功率LED的正向电压通常为3V-4V,远小于平安电压。节能。钠灯和金属卤化物灯是气体放电发光灯,靠加热升温使金属元素蒸气放电而发光。LED是固体发光光源,不需要加热就能发光,是一种冷光源,因此其减少了消耗在加热上的电量。单色光源,发光效率高。LED可发射单色光,其半波宽大多为±20nm,可以精确地为植物提供所需要的光谱,而不浪费电能发出黄光、绿光等植物不需要的光谱。体积小、应用灵巧。可设计出轻薄短小的灯具,应用空间大。环保。LED是固体发光光源,不含***等有害物质,在安装使用中不会造成污染,其废弃物也可以回收。LED光源是环保的绿色光源。寿命长。LED是固体光源,内部不存在松动局部,没有玻璃、灯丝等易损和易烧部件,机械强度大,耐振动,耐冲击,寿命可达50000h以上。LED光源的明显优势已经引起荷兰、日本、美国等国学者的关注,尤其是近年来大功率LED的研发成功,为LED在温室补光应用奠定了根底。温室补光LED光源类型及结构[导读]温室补光LED光源类型及结构常用的LED温室补光光源主要有两种形式,一种是垂直照射的点光源式,一种是穿插于植株之间进行侧面照射的带光源式。2温室补光LED光源类型及结构常用的LED温室补光光源主要有两种形式,一种是垂直照射的点光源式,一种是穿插于植株之间进行侧面照射的带光源式。目前,LED光源用于温室人工补光尚处于试验阶段。,可以根据不同气候条件、不同作物类型以及生长的不同阶段,调整LED补光光源的光照度和光质。其安装方式多为在温室顶部已有骨架根底上加装条状LED供电装置,也可以独立安装LED光源的支撑结构和供电装置,LED点光源从供电装置中引出,垂直向下照射植物。每个LED点光源由数个LED灯珠组成,根据组装要求不同,外形可以为方形或圆形。根据作物种类不同,红色_ED点光源和蓝色LED点光源间隔布置,叶菜类作物可以考虑设置红蓝光照度比〔R/B〕为〔7-9〕:1,因为红光对茎伸长有促进作用,也可起到增加产量的作用,果菜类作物R,B比可设置为〔5-10〕:1。独立安装LED点光源支撑结构的LED温室补光系统。左上角为LED点光源的供电装置,正面立柱是LED点光源和供电装置的支撑结构。LED点光源一般悬挂于植株上方进行补光,光源系统常处于固定状态,高度不易调节,对于到达一定高度的果菜类作物补光较为适宜。,其显着特征是高度可以调节,可以根据不同作物需求及不同生长阶段进行光源的高度、光照度和光质调节。带式LED光源结构相对简单,克服了点光源式LED组件多、安装复杂的弊端,夏季不用时还可置于天沟下侧,防止对通风降温以及栽培操作的影响i由于高度可以调节,可根据作物大小近距离照射作物,光能损失小,效率高:带式光源还可置于作物冠层下部,形成穿插照射,防止从上部照射时冠层叶片对下部植株的遮挡。顶置带光源将LED内置于柔性材料中,供电装置置于带光源两端。选用大功率〔>>1W〕LED芯片的灯珠,单颗排列,红蓝光比例按植物R/B的需求不同顺序设置。由于带光源质量较轻,无需支撑结构,从而大大简化了系统结构。LED灯带与植物距离可根据作物的高度不同自由调节。同时,由于大功率LED的选用,使植物下层叶片的光环境也得到一定的改善,光遮蔽明显减小,光照均匀度明显提高。穿插带光源:设计思路不同于上述两种LED温室补光光源,其主要特点是充分利用LED发热量小的特点,使光源与植物零距离接触,光损失比顶置带光源还小,充分发挥带光源柔性的特点,布置在作物行间或垄间,甚至缠绕于植物上,最大程度地满足了作物的光合需求。红色LED穿插带光源置于植物主要茎秆上,也穿插在植株之间照射,并且布置多层穿插带光源,彻底解决了上层叶片引起的光遮蔽问题。同时,由于零距离照射,能够使光质调节作用发挥得更充分。例如,针对作物节问伸长需要,在作物节间区布置红色LED;针对果实形成以及蛋白质的合成对蓝光的需要,可在果实区域酌情增加蓝色LED。3小结:光是作物生长最重要的环境因子之一,荷兰学者指出“1%的光照就是1%的产量〞,可见光在作物生产中的重要程度。温室本身的光照比露地要低得多,尤其在冬春季节和连阴雨雪条件下,光照缺乏的状况会更加明显,已经成为限制蔬菜产量的重要因素,温室人工补光将是必然的选择。目前的温室人工补光光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯和金属卤化物灯等,这些光源红外和绿光等光谱成分所占比重较大,作物光合作用所需的红、蓝光谱成分较少,光能利用率低,耗能大,运行本钱高。因此,新型节能光源的研发迫在眉睫。LED光源,尤其是大功率LED芯片产品的成功开发,为温室人工补光提供了新的技术和手段。与高压钠灯相比,LED可节能50%-80%,节能效果显著。目前,正在研究的点光源式和带光源式LED光源均在一定范围内具有应用价值,相信在不久的将来,随着这些产品的定型化以及LED本钱的进一步降低,LED温室补光光源必将得到全面的普及。解读温室补光常用LED光源及其特征钠蒸气压不超过几个帕,led路灯电源其发光光谱集中在589nm的黄色光,通常只能与其他光源配合使用。发光效率高达200lm/W,寿命长(约9000h)。高压钠灯标准工作钠蒸气压约为10kPa,发光光谱中有较多的红橙光和较少的蓝绿光。LED调光电源发光效率较高,功率大,寿命长(约12000h),目前在温室补光中使用较多。但由于高压钠灯是热光源,外表温度高,发热量较大,不能近距离照射作物。温室内不同光源补光优缺点分析〔上〕光照是影响作物生长发育最重要的环境因子之一,根据荷兰温室种植者的经验,1%的光照带来1%的增产,可见光照在作物生产中的重要程度。由于各种影响因素,温室内的光照缺乏会影响到温室作物的生长、发育及其产量和品质,此时,光照已成为作物生产的限制性因素,温室人工补光将是必然的选择。中国园林资材网8月21日消息:光照是影响作物生长发育最重要的环境因子之一,根据荷兰温室种植者的经验,1%的光照带来1%的增产,可见光照在作物生产中的重要程度。由于各种影响因素,温室内的光照缺乏会影响到温室作物的生长、发育及其产量和品质,此时,光照已成为作物生产的限制性因素,温室人工补光将是必然的选择。温室人工补光是通过温室内安装补光系统,提高温室内光照强度或延长光照时间来实现植物对光的需求。一般来说,温室补光系统包括补光设备、电路及其控制系统,本文的重点在于介绍温室补光设备的根本知识。温室补光设备的核心局部包括人工光源、镇流器、反光器〔也叫反射器、反光板、反射罩〕。镇流器的主要功能是驱动补光灯,目前常用的镇流器有电感镇流器和电子镇流器两种。反光器的功能是将光源发出的光尽可能地反射到植物生长区域并保持光照的均匀度,反光器的反光效率越高,反射下来的光线越多,提供的光照均匀度越高,对植物的生长越有利。温室补光中使用的人工光源类别较多,常用的主要有白炽灯、荧光灯、高压钠灯、金属卤素灯以及新型光源LED。本文就几种常用温室补光人工光源的性能特点及其缺乏分别作一简要介绍,以供温室生产者增强对人工光源的了解,同时为选用温室人工光源提供参考。白炽灯白炽灯俗称电灯泡,依靠真空灯泡中的灯丝〔钨丝〕通电发热至白炽化而发光,其发光原理是先发热,热到一定程度后发光。高温钨丝发射连续光谱,辐射光谱大局部是红外线,红外线能量可达总能量的80%至90%,而红、橙光局部约占总能量的10%至20%,蓝、紫光局部所占比例很少,几乎不含紫外线。我们把对植物生长发育有效的红橙光、蓝紫光称为生理辐射,因此,白炽灯的生理辐射量所占比例很小,能被植物吸收用于进行光合作用的光能那么更少,仅占全部辐射光能的10%左右。白炽灯可用于温室花卉生产的光合补光及光周期调控,通过调节白炽灯的悬挂高度和安装密度到达调节光照强度的目的。白炽灯平均寿命较短,不到1000小时,其发光原理也决定了白炽灯发光效率较低,所辐射的大量红外线转化为热能,也会使温室内的温度和植物的体温升高。温室生产中正逐渐淘汰白炽灯的使用。荧光灯我们俗称的日光灯即是荧光灯的一种,是利用低压气体放电的原理制成,灯管内壁覆盖了一层荧光粉,管内充有一些***蒸气〔水银蒸气〕和惰性气体,由紫外线激发荧光粉而发光。发光的颜色根据荧光物质的不同而异,有蓝光荧光灯、绿光荧光灯、红光荧光灯、白光荧光灯、日光荧光灯以及卤素粉荧光灯和稀土元素粉荧光灯等。温室补光或者园艺组培中使用较多的是白色荧光灯,发光光谱主要集中在可见光区域,光谱成分中无红外线,其光谱能量分布如下:红橙光占44%至45%,黄绿光占39%,蓝紫光占16%,比较接近日光。其生理辐射所占比例比白炽灯高,能被植物吸收的光能约占辐射光能的75%至80%,是较适于植物补充光照的人工补光光源,目前使用较为普遍,平均寿命约1000个小时以上。目前用于温室生产的多为T5和T8两种类型,其发光效率较白炽灯高,但其功率小,功率因数低,附件较多〔启辉器、镇流器、灯架、反光板〕,故障环节多,维护费用高,且含有对环境和人体有害的成分“***〞。气体放电灯气体放电灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯。温室生产中常用的气体放电灯有高压水银灯〔高压***灯〕、金卤灯和高压钠灯。严格来讲,荧光灯也属于低压气体放电灯的一种。:又称“高压***灯〞、UV灯。类似于荧光灯,利用高压水银蒸气放电发光的一种气体放电灯。产生的生理辐射量占总辐射能的85%左右,主要是蓝绿光及少量紫外光,红光很少。发光效率高,平均寿命6000小时以上。高压水银灯的缺乏之处在于需要镇流器高压启动,断电后需完全冷却才能重新启动,不可以频繁启动。:全称是金属卤化物灯,是在高压水银灯的根底上添加各种金属卤化物而制成的光源。采用不同类型的金属卤化物,可以制成不同类型的近日光光源,也可通过改变金属卤化物组成呈现不同的光谱,发光效率高于高压***灯,功率大,寿命长〔8000小时至15000小时〕。但是灯内的填充物中有***,当使用的灯破损或失效后抛弃时,都会对环境造成污染。:电流通过高压钠蒸气时激发产生光的一种光源。高压钠灯主要产生黄橙光,光谱能量分布大致为:红橙光占39%至40%,黄绿光占51%至52%,蓝紫光占9%。因含有较多的红橙光,补光效率较高。平均寿命可达20000至24000小时。高压钠灯需要配合反光罩或反光板使用,是温室中常用的人工补光光源。缺乏之处在于,高压钠灯功耗高,发热量大,外表温度高,不宜近距离照射作物,亦不宜频繁启动。上述这些人工光源的共同点是能耗大、运行费用高,其能消耗用占全部运行本钱的50%至60%。近年来,随着LED〔LightEmittingDiode,发光二极管〕技术的开展,作为一种新型的节能光源,LED应用于温室生产,具有白炽灯、荧光灯和高压钠灯等传统人工光源不可比较的优点。关于LED的性能特点及其在温室生产中的应用,笔者将另文介绍。高压钠灯在温室内的安装。白炽灯补光。高压钠灯补光。金卤灯补光。日光温室荧光灯补光。