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4问:日光温室种植,哪种植物灯更好?

发布时间:2024-07-12 14:32浏览次数:来源于:上海三思

答:植物灯目前主要分为LED灯和高压钠灯。高压钠灯应用于温室补光较早,很多大型玻璃温室都采用了高压钠灯,LED植物灯近年来也在很多温室中得到大面积推广使用。高压钠灯属于气体放电灯,是第3代照明技术(第1代白炽灯,第2代荧光灯),而LED是半导体照明,是第4代照明技术。从技术角度看,LED要优于高压钠灯,主要体现在以下几方面:


散热方式


热量传递主要有3种方式,即:热传导、热对流、热辐射。led被称为“冷光源”,其工作时消耗电能,转换成热和光,其转换比例约为65%的热、35%的光。产生的光直接以光辐射形式作用到照射面上,产生的热主要通过热传导的方式传递至其散热结构上,并通过散热结构与周围的空气发生自然对流换热


高压钠灯是一种高压气体放电灯,其工作时消耗电能,转化成热能和光能,其转换比例约为70%的热、30%的光。与LED不同的是,钠灯产生的热是伴随着光一起辐射到周围环境,其热量散发主要是依赖于热辐射而非热传导。


在初步了解LED灯和高压钠灯的工作原理后,我们不难看出,两者的电光转换效率旗鼓相当,LED略占优势。在实际应用中,LED灯还可以通过优化散热结构,控制温升,进一步提高电光转换效率,而钠灯却很难进行这样优化。LED产生的热量主要依赖热传导和热对流散发到灯具上方空气中,而钠灯产生的热量主要依赖于热辐射辐射到被灯照射的物体上。这就是为什么LED植物灯在近距离补光时不会灼伤植物,而高压钠灯近距离补光则会灼伤植物。从散热方式上,LED植物灯应用更广泛,而高压钠灯的局限性较多。


光谱(光质)


光谱(光质)是指光的成分。全光谱白光LED植物灯的光谱波长范围为380~760nm,LED植物灯还可以制作成特定光谱,如红蓝光(450nm+660nm)、深红光660nm、蓝光450nm、紫外线A 400nm、远红光730nm等,可根据实际需要进行光质调配。



 日光温室种植,哪种植物灯更好

 

相较于LED植物灯,高压钠灯的光谱则比较单调,主要以黄光和橙光为主(570nm~600nm),且光谱固定,无法调配。高压钠灯光谱中蓝光(波长峰值450nm)和深红光(波长峰值660nm)的能量较少,而我们知道蓝光和深红光是植物光合作用吸收最高的两个波段,所以从光谱上分析,钠灯的光谱吸收效率远不如LED植物灯。高压钠灯的光谱中,同样缺乏远红光(波长峰值730nm),这种光是光敏色素吸收的两种主要光谱之一(另一种是660nm的深红光),对植物的光形态建成有极其重要的作用。


从植物生理学角度分析,蓝光对于植物的形态建成和气孔运动有着重要的影响。在作物生长的早期阶段,蓝光能有效调节植物向光性及下胚轴伸长,蓝光调节的气孔运动则贯穿整个植物生长周期(蓝光可以促进植物保卫细胞中的气孔开放,这种调节的有效性可直接影响作物产量)。


日光温室种植,哪种植物灯更好

 

LED补光灯的光谱类型更丰富,且可根据不同作物进行光质调配,而钠灯为单一型光谱,所以LED植物灯的光谱应用更广泛。


使用寿命


LED植物灯寿命通常约为50,000小时,高压钠灯的寿命通常约为10,000小时,LED植物灯寿命是高压钠灯的5倍,所以相较之下LED补光灯寿命更长、更耐用。


安全性


高压钠灯工作时内部的压力和温度很高,触碰或掉落时可能会导致灯泡爆炸,飞散的灯管玻璃碎片可能会对作业人员造成伤害,而LED灯没有此类风险。


经济性


LED补光灯的初期投入成本高于高压钠灯,但是如果考虑后期的运维成本,那么两者其实是伯仲之间。从整灯角度考虑,通常700W左右的LED可以达到1000W高压钠灯同样的光照强度。这是因为高压钠灯光源的发光效率虽然与LED差不多,但是叠加其反射器后,整灯的光效比LED补光灯低约30%,因此在使用过程中,高压钠灯更加耗电。如果选择使用高压钠灯,前期设备投入可能会少一半以上(相较于LED),但是每年需多支付30%的电费。


总的来说LED植物灯的总体使用成本、应用范围都要优于高压钠灯。但是目前很多日光型温室补光还是会选用高压钠灯,主要有两个原因:第一,农业是相对保守型行业,新的种植技术和产品的出现往往需要经过漫长的推广试验期。第二,不以实际使用为最终目的的温室工程项目的建设(业界称之为“黑灯”市场)。


后期维护


LED植物灯在其寿命周期内,基本不需要维护,只需定期清理灯具透镜表面的灰尘即可,普通生产人员即可操作。高压钠灯的光源,通常1~1.5年更换一次,还需要将反射器表面的灰尘清理,维护过程需依赖专业技术人员,故LED植物灯的后期维护成本远低于高压钠灯。


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