


近年來,補光系統在國際設施農業應用越來越廣泛,專業補光燈的配置日趨標準化,但補光技術的應用在國內剛剛起步,因此如何選擇更好的補光系統是眾多農業種植者遇到的難題之一,下面筆者就將現階段應用量最多的農用鈉燈系統的應用技術整理成文,以饗讀者。
補光燈組成
電子鎮流器
電子鎮流器是用來點亮光源并且保證其可以長期穩定高效工作的設備,可以理解為是一個電源。
光源
光源是指用來發光的部分,植物生長所需要的光都是通過光源發出來
反光器
反光器是指用來控光的部分。光源發出的光要通過反光器的反射來照射到植物的生長面。
性能關鍵點
系統的可靠性
使用補光系統最需要關注的是系統的可靠性,即損壞率高不高,這就涉及到應用場景的問題。目前常見的應用場景分為小規模家庭種植及大規模智能溫室,小規模種植在中國境內應用不多,但在北美等地區應用廣泛。應用于家庭或室內種植的幾個或者幾十上百個的補光燈系統跟大規模溫室應用的補光系統,在可靠性方面完全不是大型概念。在大型智能溫室里,少則幾千個千瓦,多則幾萬個千瓦,當這些補光燈同時啟動時,那些本來只是應用于小范圍的補光燈就會出現損壞,而且這種損壞率會持續提升。
發光效率
補光燈的功能就是把電能轉化為植物光合作用所需要的光能。耗費1 W的電能發出的光能即為補光燈的發光效率。耗費同樣的電能,發出的光越多越好,因此發光效率是很重要的參數,但現在有不少廠家為了讓燈更亮,在出廠時將功率人為調高,使電器超負荷運行,耗電量增加的同時也會影響補光燈的使用壽命,同時增加了配電系統負荷,容易引發火災。所以在實際應用中標稱輸出1000W的補光燈功率可能不止1000W,建議有條件的用戶在使用之前還是要實測一下,根據實際功率來設計配電系統。
光通量
光通量其實是補光燈投入使用時所發出光的總和。對于光源本身來說,提高電弧管內氣壓也可以提高其光參數,但是其帶來的負面問題也是很突出的。氣壓過高會影響光源初始管壓,過高的初始管壓意味著光源會更快的進入“壽終”,并且也需要電器提供更高的觸發能量將光源點亮,而光源的觸發能量是隨著光源的老化而逐漸增加的,所以電器很有可能很快就無法再匹配光源的工作,而導致整套產品提前“報銷”。在同等的功率下,光通量的高低直接決定補光系統的光照度(光照度就是平常所說的亮度),為了獲得更好的測試效果,有些廠商會人為將補光系統中的光源設置為較高的初始光通量,這樣帶來的后果就是補光燈剛開始使用時照度十分高,但使用一段時間后照度開始急劇下降,原因就是超負荷工作,這樣做無異于殺雞取卵。好的光源的另一個重要的考量指標是光衰,即使用1000、5000、1萬、1.5萬時后的光強度變化。在產品的設計和生產階段,掌控好平衡非常重要,不能單純的為了提高光效而折損了光源的壽命。
光照均勻度
補光燈安裝好之后,具體效果如何就要看補光照度了,這是按照植物生長面上的平均照度來進行對比的,而不是幾個點的照度。補光燈的照度最好趨于均勻,否則會出現燈下植物長勢良好,兩個燈之間的植物長勢相對較差等問題。
專業補光燈配置
智能溫室的使用環境惡劣,溫度和濕度相對較高,補光系統使用頻率也高,平均每天的開燈時間約為6~10 h,到了冬季可能會更長,所以對補光燈的硬件配置也提出了更高的要求,分辨專業補光燈應該關注以下幾個部分。
電路板
電路板是補光燈的核心技術所在,對所選用的材料、變壓器、結構設計均有較高要求,還需考慮電路保護等問題,讓補光燈擁有一顆強大的“心臟”。
電子鎮流器外殼
市面常用的電子鎮流器外殼有2種,一種是型材外殼,一種是壓鑄外殼。溫室內溫度濕度較高,所以要求補光燈的外殼要密封好,散熱好。壓鑄外殼是整體一次壓鑄成型,所以密封性能和散熱性能優于型材外殼,當然成本也更高一些。型材殼是工業化的標準品,所以成本會相對低一些,且比壓鑄外殼外形更精美。外殼的好壞取決于密封性與散熱性。
反光器
光源發出的光80%以上需要靠反光器反射到植物生長面上,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為德國安鋁(Alanod),同等級的還有意大利的VEGA鋁。但非專業人士很難辨別國產鋁材和進口鋁材,所以會存在以次充好的情況,此時應讓商家出具原產地證明。
燈頭
智能溫室領域現階段應用的最大功率為1000 W,其中雙端1000 W產品應用量較多。燈頭的質量也決定著補光燈的壽命。在選用燈頭時需考慮安全性能,近幾年市面上出現了一些陶瓷材質替代品,雖然成本大幅降低,但安全性方面缺乏保障。燈頭中的VS燈頭為阻燃材料,安全性極高,并且有國際安全認證,是雙端補光燈的標配,對補光系統的穩定運行具有重要作用。
來源:北京瑞萊星光電科技有限公司