欧司朗植物照明介绍.pdf

LED植物生长照明的植物生长照明的植物生长照明的植物生长照明的创新技术与方案创新技术与方案创新技术与方案创新技术与方案陈文成 博士SSL 应用技术专家欧司朗光电半导体LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物生长照明的植物生长照明的植物生长照明的植物生长照明的理论背景理论背景理论背景理论背景植物照明专用LED及解决方案实际应用案例分析及应用前景Page31117议程议程议程议程LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物生长照明植物生长照明植物生长照明植物生长照明的应用的应用的应用的应用LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG光合作用的机理光合作用的机理光合作用的机理光合作用的机理光反应 12H2O+阳光 12H2+O2暗反应 12H2+6CO2 C6H12O6+6H2O光是植物生长发育的基本因素之一光是植物生长发育的基本因素之一光是植物生长发育的基本因素之一光是植物生长发育的基本因素之一。光质对植物的生长光质对植物的生长光质对植物的生长光质对植物的生长、形态建成形态建成形态建成形态建成、光合作用光合作用光合作用光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用物质代谢以及基因表达均有调控作用物质代谢以及基因表达均有调控作用物质代谢以及基因表达均有调控作用。LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线与叶绿素吸收光谱的比较与叶绿素吸收光谱的比较与叶绿素吸收光谱的比较与叶绿素吸收光谱的比较传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少，其效率不能采用照明中的光效概念来评价。植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线人眼光谱灵敏度曲线LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物照明灯的光效概念植物照明灯的光效概念植物照明灯的光效概念植物照明灯的光效概念-DIN模型模型模型模型*DIN 5031-10植物光谱灵敏度曲线植物光谱灵敏度曲线植物光谱灵敏度曲线植物光谱灵敏度曲线(DIN)*Sensitivity per radiant fluxWavelength(nm)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91400450500550600650700植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱植物叶绿素吸收光谱AbsorptionWavelength(nm)DIN模型是目前被广泛认可的用于计算植物照明灯效率的理论模型，基于植物叶绿素的吸收光谱而推导得到。LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG+65%104171plm/WEfficacy III(McCree)+92%78150plm/WEfficacy II(DIN)+56%0.921.43mol/WsEfficacy I(PAR)LED benefitHPS LEDUnitLED和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较-理论计算值理论计算值理论计算值理论计算值(Source:Own Calculations)LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG常见光源的相对光谱能量分布常见光源的相对光谱能量分布常见光源的相对光谱能量分布常见光源的相对光谱能量分布(SPD）白炽灯太阳光汞灯低压钠灯高压钠灯金卤灯LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CGLED和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较和高压钠灯在植物照明应用中的效率比较00,20,40,60,811,21,4400450500550600650700750Wavelength in nmNormalized absorption spectrum and radiated power a.u.Radiant power LEDAbsorption spectrum DINRadiant power HPSLH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物生长照明的理论背景植物植物植物植物照明专用照明专用照明专用照明专用LED及解决方案及解决方案及解决方案及解决方案实际应用案例分析及应用前景Page31117议程议程议程议程LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG适用于植物生长照明的最优化光谱适用于植物生长照明的最优化光谱适用于植物生长照明的最优化光谱适用于植物生长照明的最优化光谱各波段及其作用各波段及其作用各波段及其作用各波段及其作用：波长大于1000nm，不参与光合作用，只转化为热能.波长1000nm-720nm，能促进茎伸长。波长波长波长波长720nm-610nm，为叶绿素为叶绿素为叶绿素为叶绿素最强的吸收带最强的吸收带最强的吸收带最强的吸收带，有强的光合效应有强的光合效应有强的光合效应有强的光合效应，很多情况下也表现强的光周期很多情况下也表现强的光周期很多情况下也表现强的光周期很多情况下也表现强的光周期效应效应效应效应。波长610nm-510nm，为光合作用的低效区，弱的成形作用。波长波长波长波长510nm-400nm为叶绿素和为叶绿素和为叶绿素和为叶绿素和黄色素的强吸收带黄色素的强吸收带黄色素的强吸收带黄色素的强吸收带，光合作用的光合作用的光合作用的光合作用的次高峰区次高峰区次高峰区次高峰区，强的成形作用强的成形作用强的成形作用强的成形作用。波长400nm-320nm（UV-A），可使植株变矮，叶片变厚，多数害虫对此波段辐射有趋光性。450nm的深蓝光和的深蓝光和的深蓝光和的深蓝光和660的深红光的深红光的深红光的深红光是植物生长照明的最优化光谱是植物生长照明的最优化光谱是植物生长照明的最优化光谱是植物生长照明的最优化光谱LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物照明专用植物照明专用植物照明专用植物照明专用 LED与常用与常用与常用与常用LED光谱的比较光谱的比较光谱的比较光谱的比较LED Spectrum00.20.40.60.811.2380430480530580630680730780wavelengthrelative valueLALBLDLRLTLUWLCWLH,660nmLD,450nmLH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物照明专用LED LH W5AM&LH CP7P为使温室中的植物茁壮成长，适当的光线与适宜的温度同等重要，而深红色光谱中的光线对于植物的生长更是发挥着关键作用，这是因为在此范围内叶绿素的吸收率很高。目前，GD Plus和OSLON两款LED均可提供这种深红色（660nm)光线，在400mA的工作电流下典型功率为330mW，发光效率极高。这两款LED的高功率芯片基于欧司朗的薄膜技术，再加上长达10万小时的使用寿命，可以长年运行免维护。GD Plus具有170的宽光束角，这一优势使其在大面积种植区域的反光照明系统中应用效果极佳；而OSLON的体积较小，80的较窄光束角，可以排列得更为紧密。450nmLD CP7P 深蓝450nmLD W5AM 深蓝LH CP7P 深红LH W5AM 深红型号OSLON,80配光GD Plus,170配光图片波长660nm660nmLH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG深蓝与深红的混光方案深蓝与深红的混光方案深蓝与深红的混光方案深蓝与深红的混光方案-参考设计参考设计参考设计参考设计红、蓝光LED组合可以通过增加净光合速率以提高植物的生长和发育是因为红光与蓝光的光谱能量分布与叶绿素吸收光谱一致。根据植物的种类与生长期，红色和蓝色的比例可以进行优化调节。LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG混光后的照明效果混光后的照明效果混光后的照明效果混光后的照明效果LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG植物生长照明的理论背景植物照明专用LED及解决方案实际应用案例分析及应用前景实际应用案例分析及应用前景实际应用案例分析及应用前景实际应用案例分析及应用前景Page31117议程议程议程议程LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG顶顶顶顶 部部部部 照照照照 明明明明分分分分 层层层层 照照照照 明明明明LED植物照明的常见方式植物照明的常见方式植物照明的常见方式植物照明的常见方式内内内内 部部部部 照照照照 明明明明LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CG实际应用案例实际应用案例实际应用案例实际应用案例欧司朗在丹麦与Fionia照明公司进行了一项植物生长照明的试点项目，这项计划证实了LED在园艺应用中具有巨大的经济效益和节能潜力。-试点项目结论:1.-相比于传统的HID 照明方案，节能40%2.-培育的花卉有更多花蕾3.-减少了生长调节剂等化学品的使用LH W5AM|March 2009|OS SSL M|CGLED用于植物生长照明的优势及展望用于植物生长照明的优势及展望用于植物生长照明的优势及展望用于植物生长照明的优势及展望1.LED可配比的光谱特性，使得它更符合植物生长所需要的光谱，提高其PPFD值。2.LED的光辐射热量小，可接近植物照明，不造成植物灼伤。3.LED可方便进行调光，可以模拟太阳光强度的变化4.LED能够布置在植物中间对植物分层照明，以减少漏光损失，提高应用光效。5.LED能采用灯带结构进行照明，防水防潮，收放自如。6.LED功耗相当低，在点对点的照明方式下，尤其实用及高效。7.LED的长寿命使得植物在生长期间无需维护和维修，降低了维护成本。丹麦早在上个世纪就提出了“植物工厂”的概念，日本的闭锁式LED 植物工厂的研究已经进入实用化阶段，是继温室栽培之后发展的一种高度专业化、现代化的设施农业。美国NASA 研究中心把LED 补光设施作为宇宙基地等闭锁式生命维持系统的相关技术之一开展研究。中国植物设施栽培领域的LED应用机理研究还处于起步阶段，但有着广阔的应用前景。Thank you for your attention.