高均匀度LED植物光源的设计

针对现有植物灯均匀度差的问题,通过在R(红)、G(绿)、B(蓝)三色LED芯片上加装导光管和光纤透镜,实现了高均匀度的出光效果,通过调节导光管和光纤的尺寸获得了达90%的混色、光谱以及光量子通量密度(PPFD)的均匀性。进一步对光源的热学性能进行表征发现光纤透镜的增加有利于减少光源正面的热量,并且基于光量子学照明参数对该灯的均匀度进行评价,并进一步提出有效光能利用率来更加科学的表征光源性能。结果表明,混色均匀性与PPFD均匀性可达90%,有效光能利用率可达到43%。进一步将该灯用于鲜切玫瑰花保鲜,并通过脉冲宽度调制技术(PWM)实现了光谱的动态可调,通过对玫瑰花鲜重日失重率以及抗氧化物质如黄酮素等物质含量变化的测量,探究鲜切玫瑰花保鲜的最佳光照条件。实验结果表明,最有利于鲜切玫瑰保鲜的光质条件和光照周期为R+G、6 h/24 h。

光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述

随着光伏发电快速普及,如何提高发电效率成为急需解答的问题。针对光伏电池非线性输出特性存在最大输出功率的问题,需要快速准确地跟踪输出最大功率点。综述了自适应电导增量法、模糊控制法和神经网络技术等几种新型最大功率跟踪技术。针对阴影下多局部最大功率的情况,介绍了粒子群算法、遗传算法等技术。为现阶段国内光伏并网控制器的设计提供了参考。

LED植物保鲜灯对玫瑰花保鲜的影响

为了研究LED植物保鲜灯对玫瑰花保鲜的影响,我们将设计的光谱可调的LED植物保鲜灯用于玫瑰花保鲜实验,通过调节RGB LED的光谱组成,得到光质比分别为R+G+B、G+B、R+G、G的实验组,并以自然光照射为对照组,每组内再设置三组光照周期分别为6 h、9 h、12 h的实验组。通过测定不同光处理组玫瑰花采后日失重率以及抗氧化物质的含量变化,探究最适合玫瑰花保鲜的光条件。实验结果表明,R+G光质、较短的日光照时长对玫瑰采后鲜重保持效果最好;对抗氧化物质多酚、类黄酮、花色苷的促进作用最显著的光质和光照时长分别是R+G+B(9 h/24 h)、R+G(6 h/24 h)、R+G(6 h/24 h)。

具有凸台结构的高照明均匀度倒置型植物光源设计

针对现有植物工厂采用的植物培养架照度、混色均匀度差导致农产品作物品质参差不齐的现状,提出一种高混光、高混色均匀度的植物培养架设计方案。不同于光源在上种植面在下的培养架设计模式,将红、蓝LED灯珠间隔排列阵列光源安装在植物种植平面上的凸台上,并把培养架顶部设计成漫反射面。漫反射面的引入起到增加混光距离的作用,提高光线耦合程度,从而达到了提高混光、混色均匀度的效果。进一步引入光量子通量密度均匀度以及混色均匀度共同作为考察指标,利用Taguchi方法设计并进行实验,研究不同因子对植物种植区光源均匀性的影响,再利用ANOVA理论分析了各因子对品质的影响程度多次优化后,最终获得照度均匀度为94.58%、混色均匀度为90%、能量利用率为41.42%的最优系统设计方案。然后研究了不同配光曲线的灯珠对培养架均匀度的影响,最后通过测量植物在不同高度时种植面和植物表面的照度及光谱的分布情况检测植物的生长是否会遮挡光线。结果表明该植物照明系统可以在植物生长过程中提供均匀的照明,遮挡问题几乎可以忽略不计。

基于Taguchi方法的LED光质对生菜保鲜效果的影响

LED红蓝光处理采摘后的蔬菜有利于缓解其叶绿素等物质的降解,从而达到延长其保鲜期的效果,但是不同的蔬菜需要的红蓝光质配比不同,并且光处理周期以及照度都会对保鲜效果产生影响。本文利用Taguchi方法对影响生菜保鲜效果的因素进行了实验研究,同时运用ANOVA理论分析出因子对品质的影响程度,进而找出影响保鲜效果的关键因素为光质,进一步设计探究实验,设置红光(R)、蓝光(B)、红蓝6∶1(R∶B=6∶1)、红蓝7∶2(R∶B=7∶2)、红蓝2∶1(R∶B=2∶1)共5组不同光质比的LED光源,找出了适用于室温下生菜贮存的最佳光源光质为红蓝7∶2、红蓝2∶1。