Hvernig eraflþéttleiki LED ljósafyrir landbúnaðargróðurhús reiknað?
|
1. Lykilhugtök og þættir sem hafa áhrif á útreikning á orkuþéttleika 2. Reikniaðferðir 3. Dæmi um útreikninga 4. Hagnýt atriði og hagræðing |
Útreikningur á aflþéttleika fyrir LED ljós í gróðurhúsum í landbúnaði er afgerandi þáttur í að hámarka vöxt plantna, orkunýtingu og heildar ræktunarkostnað. Aflþéttleiki vísar til magns raforku á hverja flatarmálseiningu sem LED ljósakerfi í gróðurhúsum veita. Nákvæmur útreikningur hjálpar ræktendum að ná jafnvægi á milli þess að veita nægjanlegt ljós fyrir ljóstillífun og lágmarka orkunotkun. Þessi grein mun kafa í helstu þætti, aðferðir og hagnýt dæmi um útreikning á aflþéttleika LED ljósa fyrir gróðurhús í landbúnaði.
1. Lykilhugtök og þættir sem hafa áhrif á útreikning á orkuþéttleika
1.1 Ljóstillífandi virk geislun (PAR)
PAR er litrófssvið ljóssins (400 - 700 nm) sem plöntur nota til ljóstillífunar. Magn PAR sem LED ljós gefur hefur bein áhrif á vöxt plantna. Þegar aflþéttleiki er reiknaður út er tengslin milli rafmagnsinntaks og PAR-úttaks LED ljósanna sem myndast grundvallaratriði. Mismunandi LED gerðir hafa mismunandi skilvirkni við að umbreyta raforku í PAR, og þetta skilvirknihlutfall, oft gefið upp sem μmól/J (míkrómól ljóseinda á joule af orku), eru mikilvæg gögn fyrir útreikninginn.
1.2 Plöntutegundir og vaxtarstig
Hver plöntutegund hefur sérstakar kröfur um ljós. Til dæmis þarf laufgrænt eins og salat yfirleitt minna ljós samanborið við háar - ljósar - krefjandi plöntur eins og tómata eða papriku. Að auki hafa plöntur mismunandi ljósþarfir á ýmsum vaxtarstigum. Plöntur þurfa venjulega minna sterkt ljós en blómstrandi eða ávaxtaplöntur. Þessir þættir ákvarða PAR-markmiðin, sem aftur hafa áhrif á útreikning á aflþéttleika.
1.3 Gróðurhúsaskipulag og uppbygging
Stærð og lögun gróðurhússins, uppröðun plöntubeða eða rekka og hæð vaxtarsvæðisins hafa áhrif á hvernig LED ljós eru sett upp og hversu mikið ljós berst til plöntunnar. Hærra gróðurhús gæti þurft öflugri LED ljós til að tryggja að plöntur á lægri hæðum fái fullnægjandi lýsingu og hafa þannig áhrif á heildaraflþéttleika.
2. Reikniaðferðir
2.1 Ákvörðun PAR-markmiða
Í fyrsta lagi þurfa ræktendur að rannsaka og ákvarða viðeigandi PAR gildi fyrir tiltekna plöntutegund og vaxtarstig. Til dæmis, á gróðurstigi, getur salat þrifist með PAR-gildi upp á 150 - 200 μmól/m²/s, en tómatplöntur á blómstrandi stigi gætu þurft 300 - 500 μmól/m²/s. Þessi gildi þjóna sem grunnur fyrir síðari útreikninga.
2.2 Mæling á LED ljósafköstum
Ræktendur ættu að fá gögn um PAR framleiðsla valinna LED ljósanna. Þessar upplýsingar eru venjulega veittar af LED framleiðanda í vörulýsingunum. PAR framleiðsla er venjulega mæld í μmól/m²/s í ákveðinni fjarlægð frá ljósgjafanum. Til dæmis getur LED vaxtarljós haft PAR framleiðsla upp á 300 μmól/m²/s í 30 cm fjarlægð frá ljósinu.
2.3 Útreikningur á orkuþéttleika
Grunnformúlan til að reikna út aflþéttleika er:
þar sem LED PAR skilvirkni er magn PAR (í μmól) sem framleitt er á joule af raforku sem LED ljósið eyðir.
3. Dæmi um útreikninga
Dæmi 1: Salatræktun í litlu gróðurhúsi
Gróðurhúsaupplýsingar: Gróðurhúsið er 50 m² að flatarmáli.
Kröfur um plöntur: Salat á gróðurstigi krefst PAR-markmiðs sem er 180 μmól/m²/s.
LED ljósagögn: Valin LED ljós hafa PAR skilvirkni upp á 2,0 μmól/J og PAR framleiðsla upp á 250 μmól/m²/s við æskilega uppsetningarhæð.
Fyrst skaltu reikna út heildar PAR sem þarf fyrir allt gróðurhúsasvæðið:
Dæmi 2: Tómataræktun í stærra gróðurhúsi
Gróðurhúsaupplýsingar: Gróðurhúsasvæðið er 200 m².
Kröfur um plöntur: Tómatar á blómstrandi stigi þurfa PAR-markmið upp á 400 μmól/m²/s.
LED ljósagögn: Valin LED ljós hafa PAR skilvirkni upp á 2,2 μmól/J og PAR framleiðsla upp á 350 μmól/m²/s við viðeigandi uppsetningarhæð.
Reiknaðu heildarfjölda PAR sem krafist er:
| Dæmi | Plöntutegundir | Vaxtarstig | Gróðurhúsaflatarmál (m²) | Markmið PAR (μmól/m²/s) | LED PAR skilvirkni (μmól/J) | Aflþéttleiki (W/m²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Salat | Gróðurfar | 50 | 180 | 2.0 | 90 |
| 2 | Tómatar | Blómstrandi | 200 | 400 | 2.2 | 182 |
4. Hagnýt atriði og hagræðing
4.1 Ljósdreifing
Til viðbótar við aflþéttleika er einsleitni ljósdreifingar innan gróðurhússins nauðsynleg. Ójöfn ljósdreifing getur leitt til ósamkvæmrar vaxtar plantna. LED ljósakerfi ættu að vera hönnuð og sett upp til að tryggja að aflþéttleiki dreifist jafnt yfir allt vaxtarsvæðið. Þetta getur falið í sér að nota endurskinsmerki, dreifara eða rétt bil á milli LED innréttinga.
4.2 Orkunýting
Þó að það sé mikilvægt að veita nægt ljós, þurfa ræktendur einnig að huga að orkukostnaði. Með því að velja há - skilvirkni LED ljós með mikilli PAR framleiðsla á watt getur það hjálpað til við að draga úr kröfum um orkuþéttleika en samt uppfylla þarfir plöntuljósa. Að auki, með því að nota snjöll ljósastýringarkerfi sem stilla ljósstyrkinn út frá vaxtarstigi plantna, tíma dags og aðgengi að náttúrulegu ljósi getur það hámarkað orkunotkunina enn frekar.
4.3 Kostnaðar - Ávinningsgreining
Útreikningur á aflþéttleika felur einnig í sér kostnaðargreiningu -. Meiri aflþéttleiki getur leitt til betri vaxtar og uppskeru plantna en eykur einnig orkunotkun og upphafsfjárfestingarkostnað fyrir ljósabúnað. Ræktendur þurfa að halda jafnvægi á þessum þáttum til að ákvarða - hagkvæmasta aflþéttleikann fyrir sérstaka gróðurhúsastarfsemi sína.
Að lokum,að reikna út aflþéttleika LED ljósa fyrir gróðurhús í landbúnaði er flókið en nauðsynlegt ferli. Með því að íhuga þætti eins og plöntuþörf, LED ljóseiginleika og skipulag gróðurhúsalofttegunda geta ræktendur ákvarðað nákvæmlega viðeigandi aflþéttleika til að stuðla að heilbrigðum plöntuvexti, hámarka orkunotkun og ná efnahagslegum hagkvæmni í gróðurhúsaræktun.
