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好的补光系统是怎样炼成的

2018-03-23

农业工程技术·温室园艺 2017年12期
关键词:补光光灯照度

近年来,补光系统在国际设施农业应用越来越广泛,专业补光灯的配置日趋标准化,但补光技术的应用在国内刚刚起步,因此如何选择更好的补光系统是众多农业种植者遇到的难题之一,下面笔者就将现阶段应用量最多的农用钠灯系统的应用技术整理成文,以飨读者。

补光灯组成

电子镇流器

电子镇流器是用来点亮光源并且保证其可以长期稳定高效工作的设备,可以理解为是一个电源。

光源

光源是指用来发光的部分,植物生长所需要的光都是通过光源发出来

反光器

反光器是指用来控光的部分。光源发出的光要通过反光器的反射来照射到植物的生长面。

性能关键点

系统的可靠性

使用补光系统最需要关注的是系统的可靠性,即损坏率高不高,这就涉及到应用场景的问题。目前常见的应用场景分为小规模家庭种植及大规模智能温室,小规模种植在中国境内应用不多,但在北美等地区应用广泛。应用于家庭或室内种植的几个或者几十上百个的补光灯系统跟大规模温室应用的补光系统,在可靠性方面完全不是大型概念。在大型智能温室里,少则几千个千瓦,多则几万个千瓦,当这些补光灯同时启动时,那些本来只是应用于小范围的补光灯就会出现损坏,而且这种损坏率会持续提升。

发光效率

补光灯的功能就是把电能转化为植物光合作用所需要的光能。耗费1 W的电能发出的光能即为补光灯的发光效率。耗费同样的电能,发出的光越多越好,因此发光效率是很重要的参数,但现在有不少厂家为了让灯更亮,在出厂时将功率人为调高,使电器超负荷运行,耗电量增加的同时也会影响补光灯的使用寿命,同时增加了配电系统负荷,容易引发火灾。所以在实际应用中标称输出1000W的补光灯功率可能不止1000W,建议有条件的用户在使用之前还是要实测一下,根据实际功率来设计配电系统。

光通量

光通量其实是补光灯投入使用时所发出光的总和。对于光源本身来说,提高电弧管内气压也可以提高其光参数,但是其带来的负面问题也是很突出的。气压过高会影响光源初始管压,过高的初始管压意味着光源会更快的进入“寿终”,并且也需要电器提供更高的触发能量将光源点亮,而光源的触发能量是随着光源的老化而逐渐增加的,所以电器很有可能很快就无法再匹配光源的工作,而导致整套产品提前“报销”。在同等的功率下,光通量的高低直接决定补光系统的光照度(光照度就是平常所说的亮度),为了获得更好的测试效果,有些厂商会人为将补光系统中的光源设置为较高的初始光通量,这样带来的后果就是补光灯刚开始使用时照度十分高,但使用一段时间后照度开始急剧下降,原因就是超负荷工作,这样做无异于杀鸡取卵。好的光源的另一个重要的考量指标是光衰,即使用1000、5000、1万、1.5万时后的光强度变化。在产品的设计和生产阶段,掌控好平衡非常重要,不能单纯的为了提高光效而折损了光源的寿命。

光照均匀度

补光灯安装好之后,具体效果如何就要看补光照度了,这是按照植物生长面上的平均照度来进行对比的,而不是几个点的照度。补光灯的照度最好趋于均匀,否则会出现灯下植物长势良好,两个灯之间的植物长势相对较差等问题。

专业补光灯配置

智能温室的使用环境恶劣,温度和湿度相对较高,补光系统使用频率也高,平均每天的开灯时间约为6~10 h,到了冬季可能会更长,所以对补光灯的硬件配置也提出了更高的要求,分辨专业补光灯应该关注以下几个部分。

电路板

电路板是补光灯的核心技术所在,对所选用的材料、变压器、结构设计均有较高要求,还需考虑电路保护等问题,让补光灯拥有一颗强大的“心脏”。

电子镇流器外壳

市面常用的电子镇流器外壳有2种,一种是型材外壳,一种是压铸外壳。温室内温度湿度较高,所以要求补光灯的外壳要密封好,散热好。压铸外壳是整体一次压铸成型,所以密封性能和散热性能优于型材外壳,当然成本也更高一些。型材壳是工业化的标准品,所以成本会相对低一些,且比压铸外壳外形更精美。外壳的好坏取决于密封性与散热性。

反光器

光源发出的光80%以上需要靠反光器反射到植物生长面上,因此反光器的性能也很重要。第一要求反射率要高,第二要求抗氧化,所以反光器對材料的要求非常高。全世界最好的反光器材料为德国安铝(Alanod),同等级的还有意大利的VEGA铝。但非专业人士很难辨别国产铝材和进口铝材,所以会存在以次充好的情况,此时应让商家出具原产地证明。

灯头

智能温室领域现阶段应用的最大功率为1000 W,其中双端1000 W产品应用量较多。灯头的质量也决定着补光灯的寿命。在选用灯头时需考虑安全性能,近几年市面上出现了一些陶瓷材质替代品,虽然成本大幅降低,但安全性方面缺乏保障。灯头中的VS灯头为阻燃材料,安全性极高,并且有国际安全认证,是双端补光灯的标配,对补光系统的稳定运行具有重要作用。

来源:北京瑞莱星光电科技有限公司

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