比较 LED 植物生长灯的照明设计时需要检查的 5 点

LED 植物生长灯是提高作物产量和质量的原动力,因此您身为种植商,需要投资部署 LED 植物生长灯。实际上,经验法则是 1% 的光输出等于 1% 的作物产量。为 LED 照明进行投资就变得至关重要,因为它会给您带来丰厚的回报。

回报取决于使用的 LED 植物生长灯的光线强度和光照均匀性。如果安装的生长灯产生的光线强度低于设计预期,那么产量也会难以达到预期。如果光照不够均匀,那么个别植物的生长和发育速度将有差异,温室作物的产量也会不均匀。

前期准备工作

比较不同的照明设计时,必须做相应的比较,也就是说要考虑三点:

  1. 验证制造商的性能声明可信度。
  2. 确保使用 DIALux 计算软件进行照明设计。该计算软件由独立公司提供,在园艺照明市场普遍使用。
  3. 检查各照明设计使用了哪些输入参数。输入参数很容易调整,可让人觉得在照明设计中实现了更有利的照明亮度和均匀性。那么,哪些参数最重要?

要检查的最重要的输入参数包括:

  • 指定的产品是否正确?检查在照明设计中使用的产品是不是为项目选择的产品,光输出(PPF,单位为 µmol/s)和光谱(蓝、红、白、远红等)是否正确。
  • 使用的值是不是设计中的特定值?比如作物的平均照明亮度(PPFD,单位为 µmol/m2/s)和整体照明均匀性。
  • 标准设置是什么?生长灯和作物的高度(净空高度)、反射系数以及用于计算均匀度的面积大小和位置都会影响实现的平均照明亮度和整体均匀度。

1 检查净空高度

要检查的第一个输入参数是指定 LED 模块与作物头部之间距离的净空高度。净空高度对整体均匀度值影响重大。例如,对于净空高度只有 1.50-2.50 m 的高秧番茄作物,可能难以获得良好的整体均匀度值。使用高估的净空高度,或者以地板高度为基准(就像没有作物一样)来计算均匀度,将对整体均匀度值产生积极影响。

净空高度通过测量作物最顶部与 LED 植物生长灯的安装高度之间的距离来进行计算。

净空高度通过测量作物最顶部之间的距离来进行计算

2 检查反射系数

另一个需要检查的重要参数是照明计划中使用的反射系数。反射系数表示空间内的墙壁和其他物体反射的光量。最初,DIALux 计算软件是为办公室等室内空间设计的,这些空间的墙壁、天花板和地板会产生反射,而这些反射会影响办公桌上的照明亮度。为免对结果过于乐观,对于温室照明设计,DIALux 将反射值设置 0%,因为温室内的玻璃不会反射生长灯发出的光。

3 检查用于计算光线强度的区域。

接下来要检查的是定义的计算表面。计算区域的大小以及区域内生长灯的位置对作物表面接收的活性光子的平均数量(PPFD 值,单位为 µmol/m2/s)影响重大。比较不同制造商的照明设计结果时,请确保计算表面显示的最大(峰值)和最小(下降)光线强度值相同。这是在照明设计中计算实际平均 PPFD 值的唯一方法。

在下面的示例中,您会看到同一照明计划中计算区域的两个位置。我们假设光线强度峰值位于垂直于生长灯的位置,并且两个生长灯之间的光线强度下降。B 场景中的值将产生更好的平均光线强度值,因为光线强度是在显示 4 个峰值和 1 个谷值的区域上计算的。A 场景显示 4 个峰值和 4 个谷值,因此更能代表安装后的实际情况。

测量网格的位置确定平均光线强度的结果

4 检查计算表面的大小

另一个重要因素是计算表面的大小,它会影响整体均匀度值。比较不同制造商的照明设计结果时,请确保应用相同的计算表面。

为了反映真实情况,计算表面应考虑整个隔间面积(包括温室边缘)。还要计算代表典型生产区域的一个较小的中心区域。由于边缘的光线强度较低,因此,对整个隔间的计算得出的照明均匀度水平往往较低。所以,务必记住,要么对完整隔间的计算值进行对比,要么对完整隔间内的一个小区域的计算值进行对比。在下面的示例中,您会看到同一照明计划中计算区域的两个位置。我们假设光线强度峰值位于垂直于生长灯的位置,并且两个生长灯之间的光线强度下降。B 场景中的值将产生更好的平均光线强度值,因为光线强度是在显示 4 个峰值和 1 个谷值的区域上计算的。A 场景显示 4 个峰值和 4 个谷值,因此更能代表安装后的实际情况。

5 检查使用的均匀度类型

要检查的最后一个参数是使用的均匀度类型。均匀度可以采用不同的方式表示。运行 DIALux 照明设计软件时,其中提供了不同类型的均匀度。比较不同制造商的照明设计结果时,请确保应用相同类型的均匀度计算方式。对于园艺照明应用,我们更喜欢将平均光线强度除以最大光线强度的结果表示均匀度,因为这最能反映现实情况。

总结

比较照明设计时,供应商可能会对他们的计划进行很多调整。为了更客观地进行比较,必须考虑一些参数。

  • 计算中使用的产品是否正确,该产品的光谱和光输出的是否适当?
  • 使用的照明亮度是否适合您的作物?整体照明均匀度是否正确?
  • 设置是否具有可比性:
    - 定义的净空高度是否正确?
    - 反射系数是否设置为 0%?
    - 测量网格中的亮点和暗点数量是不是偶数?
    - 比较的是完整隔间还是位于中心的一部分小区域的数值?
    - 照明设计中定义的均匀度是否相同?

请阅读我们的其他博客,学习如何评估 LED 植物生长灯的性能声明

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Pascal van Megen 是 昕诺飞 的一名应用工程师,拥有机械工程背景。作为一名应用工程师,Pascal 负责为种植商提供高端园艺照明设计。他目前在为客户和合作伙伴提供有关 飞利浦 LED 园艺产品和系统应用的内部和外部培训。他还担任客户和工程师的顾问,旨在推动 飞利浦 LED 照明解决方案持续改进。

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