如果番茄、黃瓜等能得到充足的水分,最重要的是充足的自然光照,那么它們的生長就會很好。
但對于LED來說,植物在人造光下栽培是一個有趣的新應(yīng)用。這些微小的光源再一次證明,它們絕對不是簡單改造鹵素?zé)艉凸?jié)能燈。
每個LED照明解決方案都會對產(chǎn)品提出個性化要求:從消費(fèi)應(yīng)用的成本效益、商業(yè)照明的高色彩質(zhì)量,再到全天候系統(tǒng)的耐用性。
長期以來,在人造光源下栽培植物引起了業(yè)界廣泛的興趣,不僅僅是因為城市空間有限,而且還因為能控制植物生長的條件。
由于發(fā)現(xiàn)花卉和果實的生長速度可以根據(jù)提供給植物的光譜而改變,所以園藝業(yè)所的興趣大大增加。試想一下,情人節(jié)的時候需要培養(yǎng)多少花,或者想象一下供應(yīng)商必須根據(jù)約定時間向超市提供新鮮水果和蔬菜的壓力。
與園藝業(yè)和各個大學(xué)一起,普朗克光電半導(dǎo)體和其他主要照明制造商為此調(diào)查了光線是如何影響不同植物的。
我們現(xiàn)在知道綠色植物基本上用藍(lán)光(大約430到490nm)和紅光(大約640到780nm),主要用于光合作用,因此用于產(chǎn)生能量,但也有其他吸收帶,例如紅外范圍大約730nm(見圖1), 這個范圍控制植物生長等等。
正確的混合,加上臨時增加適合于植物個體需求的某些波長,可以觸發(fā)預(yù)期的效果。由于有確定的色譜和控制的靈活性,LED特別適合這種應(yīng)用。
為了植物最佳的生長,必須提供上述波長范圍的光照,并且不需要具有整體的白色外觀。如果這些參數(shù)都被正確執(zhí)行的話,植物可以在人造光線下的封閉空間中栽培,遠(yuǎn)離風(fēng)雨。
同時,全方位的照明意味著植物在垂直生長上會消耗更少的能量,否則它們需要尋找陽光。相反,它們更多向外生長,產(chǎn)量更高。為植物創(chuàng)造一個良好的環(huán)境對燈具和LED構(gòu)成了挑戰(zhàn)。
由于商業(yè)溫室中使用的灑水系統(tǒng)會產(chǎn)生高濕度,所以LED應(yīng)該承受環(huán)境影響或者受到保護(hù)。肥料或殺蟲劑污染的化學(xué)物質(zhì)或灰層也可能滲透到LED燈具中。
● 產(chǎn)品開發(fā)的重要參數(shù):穩(wěn)定性和輸出
從這個以及其他應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā),可以根據(jù)流明封裝、光線質(zhì)量和封裝尺寸等許多細(xì)節(jié),進(jìn)行針對性產(chǎn)品研發(fā)。
LED封裝在兩個參數(shù)上基本上不同,即輸出級別和“穩(wěn)定性”。LED組件的“穩(wěn)定性”不僅包括增強(qiáng)可靠性,而且包括特定應(yīng)用中所需的操作溫度和環(huán)境參數(shù)。
穩(wěn)定性低的LED可以具有非常長的使用壽命,但是僅在中等條件下。更高的穩(wěn)定性幾乎意味著更復(fù)雜、更昂貴的材料、更復(fù)雜的工藝,因此成本更高。因此在大多數(shù)情況下,應(yīng)根據(jù)LED特定應(yīng)用的穩(wěn)定性來選擇部件。
輸出級別或每個封裝發(fā)出的光量是另一個關(guān)鍵因素。在線性或面板燈具中使用大量單個小流明封裝的LED。要求定向光或甚至特定分布光的應(yīng)用中,會使用大流明封裝,更適合作為二次光學(xué)的“點(diǎn)光源”。在中間,有一系列經(jīng)典的燈和燈具,通過少量的中程流明封裝或一個大的流明封裝來實現(xiàn)以前白熾燈的標(biāo)準(zhǔn)化光通量。
● 為應(yīng)用選擇正確的LED
經(jīng)驗表明,許多針對特定應(yīng)用而進(jìn)行優(yōu)化的LED也可以非常成功地應(yīng)用于其他領(lǐng)域中,只需稍作修改,甚至根本不需要修改。
為了在通用照明的所有領(lǐng)域中定義適合的LED封裝,就需要根據(jù)輸出級別和封裝穩(wěn)定性方面進(jìn)行區(qū)分。但是,LED市場上已經(jīng)確立的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)不能被忽視。
園藝照明等新的應(yīng)用領(lǐng)域正向產(chǎn)品開發(fā)者提出他們不得不去克服的新挑戰(zhàn)。上面的結(jié)果表明,盡管對于幾乎所有已確立的應(yīng)用都存在適當(dāng)?shù)?/span>LED,但是這并不排除將來可能存在更適合的LED,或者出現(xiàn)到目前為止還沒有被考慮的領(lǐng)域。
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