近年來,補光系統(tǒng)在國際設施農業(yè)應用越來越廣泛,專業(yè)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(tǒng)是眾多農業(yè)種植者遇到的難題之一,下面筆者就將現(xiàn)階段應用量最多的農用鈉燈系統(tǒng)的應用技術整理成文,以饗讀者。
補光燈組成
電子鎮(zhèn)流器
電子鎮(zhèn)流器是用來點亮光源并且保證其可以長期穩(wěn)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(fā)光的部分,植物生長所需要的光都是通過光源發(fā)出來
反光器
反光器是指用來控光的部分。光源發(fā)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(tǒng)的可靠性
使用補光系統(tǒng)最需要關注的是系統(tǒng)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(guī)模家庭種植及大規(guī)模智能溫室,小規(guī)模種植在中國境內應用不多,但在北美等地區(qū)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(tǒng)跟大規(guī)模溫室應用的補光系統(tǒng),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(xiàn)損壞,而且這種損壞率會持續(xù)提升。
發(fā)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(fā)出的光能即為補光燈的發(fā)光效率。耗費同樣的電能,發(fā)出的光越多越好,因此發(fā)光效率是很重要的參數(shù),但現(xiàn)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(tǒng)負荷,容易引發(fā)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(jù)實際功率來設計配電系統(tǒng)。
光通量
光通量其實是補光燈投入使用時所發(fā)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(shù),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(fā)能量將光源點亮,而光源的觸發(fā)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)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(yè)補光燈配置
智能溫室的使用環(huán)境惡劣,溫度和濕度相對較高,補光系統(tǒng)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(yè)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(zhèn)流器外殼
市面常用的電子鎮(zhèn)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(yōu)于型材外殼,當然成本也更高一些。型材殼是工業(yè)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(fā)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(yè)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要作用。
來源:北京瑞萊星光電科技有限公司