3.2 LED 灯悬挂装置及调控系统效率
LED灯悬挂装置及调控系统涉及LED灯与作物冠层相对空间关系,涉及到光束照射方向、照射面、冠层光截获比例等参数。光环境智能控制系统关系到光照的时空生物有效性、强度适宜性和产量品质效益等3个方面。LED灯悬挂装置及调控系统包括悬挂方式、空间位置调节装置、栽培平台创新与调控等环节的技术途径。
3.3 光环境智能控制系统效率
设施园艺半导体照明的本质特征是光环境(光质、光强和光周期)的精准、动态、按需调控,实施高效的农业半导体照明就需要以农业生物光环境需求时空规律为基础建立不同的调控策略,迫切需要构建农业半导体照明大数据及智能控制系统。
光质、光强和光周期的控制,从光的质量和数量双重角度与植物光环境需求规律相对应,恰到好处地为植物生长提供适宜的光环境条件,最大程度地从时空角度挖掘植物生长发育的潜力,最大地促进植物快速优质生长。
为了构建农业半导体照明大数据,需要以农业生产领域和农业生物种类为核心,以优化光质种类及其数量属性为重点,建立优质高产光环境需求动态数据,调控策略和软硬件装备。
4、设施园艺LED照明系统光效提升技术现状
4.1 温室LED 补光系统
温室补光是设施园艺半导体照明的重要领域。近些年,为提高温室LED补光装备的光效水平,主要在光源灯具、悬挂方式方面进行了创新。在光源灯具方面,开发出了冠层双面LED补光灯、冠层双斜面LED补光灯、落地补光灯和可折叠翼状补光灯。在补光悬挂方式方面,开发了多种冠层贴近式补光技术,包括冠层上方贴近式补光、冠层内补光和冠层侧面立体补光技术等,极大地提高了设施园艺LED照明系统的光效,具有重要意义。
4.2 人工光植物工厂LED 照明系统
人工光植物工厂是设施园艺半导体照明的重要领域。近些年,在LED灯悬挂装置及调控系统、栽培平台创新与调控等环节实现了技术突破。研发出了LED光源空间管理技术,实现了LED光源灯具水平可控移动技术装置,通过植物工厂内区域间错时照明的方法节省50%的LED照明系统,降低了光源灯具成本;研发出了LED光源灯具垂直可控移动技术装置,根据植物植株冠层高低动态调控LED光源灯具的垂直高低,可节能18%以上。
5、结语
设施园艺半导体照明是一种节能、高效、精准的光环境调控技术,不仅调控植物的生长发育,而且可调控农产品品质,对保障国家食物安全和农产品有效供给具有重要应用价值。
随着LED器件价格的持续高速下降,设施园艺LED照明系统的成本将会逐年降低,应用推广潜力和前景非常大。为了达到光环境调控最佳效果,必须在提升设施园艺LED照明系统性能上攻关,从光源、灯具、悬挂、栽培平台、智能控制等方面进行技术创新,全面提升系统的光效水平,提高设施园艺半导体照明的效益。