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植物灯之植物光照均匀性-二次光学和灯珠排列及灯具尺寸

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光照均匀性对植物的生长非常重要, 如果光照不均匀,有些植株会比其他植株吸收更多的光。。。
一款好的植物灯! 以下五个条件缺一不可,他们是:
对植物有效、高效节能、安全可靠、长寿命、对人体友好
对植物有效: 好的光质量,才能对植物有效,是关键点之一
什么是好的光质量,
1、PPFD,合适的光合光量子密度PPFD,足够的光照才能使植物光合作用,促进植物生长
相关信息,可以参考“植物灯之光量子密度PPFD-植物需要多强的光” “30种植物的光补偿点和光饱和点”
2、光谱,好的光谱,除了促进植物生长,还可以节约部分的能源,好的光谱,提高了植物吸收光的效率.
关于光谱,我们在前面的一篇”什么是最佳的植物灯光谱”中有过一些介绍.
3、光照均匀度, 均匀度是指灯具在植物冠层上提供均匀光线分布的能力。均匀的光分布为整个树冠上的植物提供了一致的光照水平。
光照均匀性对植物的生长非常重要, 如果光照不均匀,有些植株会比其他植株吸收更多的光,会造成生长不均匀,导致一些植株遮蔽其他的植株. 光线的不均匀还会造成用水不均匀,高光照的区域,会比其他区域干燥的更快.
提高光照均匀度的几个要点:
1.灯具尺寸越大,近距离覆盖越均匀
2.灯具悬挂越高越均匀,但挂的越高,光损失越大
3.大尺寸灯具的边缘增加二次光学透镜聚光,是最佳的选择,尤其是在反射率低的场地种植作物
我们设计了很多种方案,来提高植物灯光照的均匀性
1、加大灯具的尺寸,最好是大于等于覆盖面积,这样可以近距离照射,并保持均匀性
LED卷帘,LED阵列式灯具,就是采用这一方案设计,都有较好的效果
最经济最有效的设计方案,可以在两端添加透镜,提高边缘PPFD,光照均匀度
折叠式植物灯,大尺寸的发光面,保证了光照的均匀性
2、 通过改变LED灯珠的排列, 灯具中心减少LED密度,四角和边缘增加密度,(一般灯珠的发光角度是120度,还是会有光源会射出种植面)
LED模组RX-LM301-900255采用这一方案
LED间距密度不同,采用2个,就能覆盖1.5x1.5m的植物帐篷,用于药用植物营养生长和开花阶段
3、使用二次光学透镜, 聚光透镜能够收拢边缘,集中到一定的区域,提高光照均匀性。注意,二次光学透镜透光率会降低灯具的光效. (再高的光合光子效率PPE,不能作用在植物冠层,是一种更大的浪费)
G100T和G150T以及G630T采用这一方案,这类灯具适合悬挂比较高的场所,在没有反射面的暗室使用有优势!
这不是COB,三星LM301H和欧司朗极红660nm和远红730nm灯珠,更高的可靠性,采用聚光透镜,帐篷和暗室使用都是最佳
和量子板植物灯对比,可以看出采用聚光透镜,提高了边缘的亮度,如果边缘的光子达不到植物的光补偿点,是一种浪费
4、我们认为,结合以上第1点和第3点,增加LED植物灯尺寸,在灯具边缘设置二次光学透镜聚光,是最佳的方案
G4000C采用这一方案,G120-F85和GKC650采用这一方案
灯具中心采用大角度的反光杯,四角和边缘采用聚光透镜,从而提升光照均匀性
灯具中间和两端采用了不同角度的二次光学透镜,大大提升均匀度
还是要重复一下重点:
光照均匀性与灯具悬挂高度有很大的关系,悬挂越高,均匀性越高,但悬挂太高会降低平均PPFD。如果光照射到需要覆盖面积的外面,就会造成浪费。所以我们设计LED植物灯具,要根据场景,提供不同的最佳解决方案。
每种灯具,基本都有一个最佳的到植物冠层的距离,这个悬挂高度,光覆盖面积,光强度,热量,在这一高度都能比较好的平衡,在保持平均PPFD的同时兼顾均匀性,比如,G120折叠式植物生长灯的悬挂高度为0.5米左右,基本上在不同的种植阶段,都能采用这一高度种植,单个灯具使用,适用于1.5x1.5m植物帐篷,暗室无反射适用1.2x1.2m使用面积,每个种植阶段调整不同的亮度,可以最大限度的节能。
需要注意的是,小面积种植,反射面非常重要,更好的反射面(如植物帐篷),在提高边缘PPFD的同时,也提高了光照的均匀性。所以2x2m小面积种植,我们推荐采用有反射的植物帐篷。
在小面积观赏植物种植,可能需要随时看到自己心爱的植物,这是暗室无反射种植,推荐采用聚光型植物灯比如G100T和G150T还有G630T
一般来说,植物灯具尺寸越大,光照均匀度会更好一些,近距离照射,同样是一种优势.
我们希望即便在不同的应用场景,都适用一种LED植物灯具的最佳设计方案,这显然是有非常大的难度,希望和大家一起探讨。


1楼2021-08-24 14:33回复