Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка светодиодного облучателя для теплиц с оптимальными спектром излучения и параметрами светораспределения.

Работа №9609
Тип работыДипломные работы
Предметанализ хозяйственной деятельности
Объем работы69
Год сдачи2016
Стоимость2700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 30
Не подходит работа?

Узнай цену на написание
Введение 10
1 Обзор литературы по теме исследований 13
1.1 Виды растениеводческого освещения и факторы, оказывающие влияние на рост, развитие и продуктивность растений 13
1.2 Основные процессы в растении и спектральный состав источников излучения 15
1.2.1 Фотосинтез 15
1.2.2 Фотоморфогенез 17
1.2.3 Фотопериодизм 21
1.2.4 Основные результаты исследований светокультуры растений 22
1.3 Светодиоды и облучатели для досветки растений 24
1.3.1 Досветка растений 24
1.3.2 Светодиоды для растений 24
1.3.3 Светодиодные облучатели для растений 26
1.3.4 Основные фирмы - производители светодиодной продукции,
которую можно использовать для облучения растений 29
1.4 Выводы по первой главе 32
2 Методика и результаты исследований 33
2.1 Методика 33
2.2 Характеристика объектов исследования 35
2.2.1 Характеристика растения 35
2.2.2 Характеристика теплицы 37
2.2.3 Характеристика светодиодного облучателя (основные требования) 39
2.3 Анализ оптимального спектрального состава облучателя и выбор светодиодов 40
2.4 Моделирование кривой силы излучения облучателя 49
2.4.1 Конструкция и габариты облучателя 49
2.4.2 Анализ светораспределения параметров фотометрических тел
светильников 50
2.5 Моделирование со стандартными КСС светильников 51
2.5.1 Облучатель с КСС светильников для уличного освещения 51
2.5.2 Облучатель с КСС для приборов прожекторного типа 57
2.6 Моделирование КСИ специализированного облучателя 62
Заключение
Для нормального развития растений требуется определенный набор благоприятных внешних факторов. Условия, близкие идеальным, можно создавать в теплицах. Учитывая все возрастающие масштабы тепличного хозяйства, определяющими факторами его развития становятся две основные и связанные между собой проблемы:внедрение технологий, уменьшающих потребление электроэнергии и технологий повышающих продуктивность производства сельскохозяйственной продукции.
Растение - сложная система и на его рост, развитие и продуктивность влияют многие факторы. Изменение требуемых значений всех внешних и внутренних факторов, включая световой, во времени является причиной суточных и сезонных колебаний роста.
Одно из определяющих значений имеют параметры падающего на растение потока фотонов. Под действием излучения в спектральном диапазоне фотосинтетически активной радиации (ФАР - 380-720 нм) происходит фотосинтез - основной процесс, а также фоторегуляция всех биохимических процессов в растении.
Развитие растений в теплицах в разные времена года возможно только при обеспечении требуемого уровня искусственной облученности, учитывающей условия естественной облученности. Например, овощи, выращенные в теплицах при низкой облученности, как правило, имеют пониженное содержание витаминов, органических кислот, минеральных солей и сухого вещества при значительном накапливании нитратов.
Для полноценного развития растений в теплицах требуется обеспечить не только необходимые уровни облученностей, но и требуемое качество (спектральный состав) излучения. При этом численные значения параметров дополнительного искусственного облучения зависят от типа растения, периода его развития, а также от количества и качества присутствующего солнечного излучения. У растений имеются системы фоторецепторов, обеспечивающие поглощение энергии по всей области ФАР. Отсутствие в излучении отдельных участков спектра может привести к нарушению нормального роста растений при их выращивании.
За счет создания оптимального качества света можно получить существенную прибавку урожая. Оптимизировать условия светового режима означает: определить требуемые значения спектрального состава падающего излучения, интенсивности, длительности воздействия и установить необходимые соотношения между ними.
В связи с этим, необходимо создавать такие облучательные установки (ОбУ) для теплиц, которые позволяли бы осуществлять досветку растений только тем количеством излучения и такого качества, которые необходимы в данный момент растению. Такая ОбУ будет не только энергоэффективной, но и позволит подбирать необходимые параметры облучения растения, которые обеспечивали бы наибольшую продуктивность при выращивании любых светокультур в теплицах.
Ясно, что традиционные облучатели для растений (например, на основе натриевых ламп) не обеспечивают таких возможностей. Поэтому стремительно развивается светодиодная облучательная техника для выращивания растений в условиях закрытого грунта. Это наиболее перспективное направление, так как технология изготовления светодиодов совершенствуется, цена из года в год падает, а световая отдача увеличивается. Кроме того, светодиоды позволяют создавать адаптивные облучательные установки.
Цель настоящей работы:разработка светодиодного облучателя для теплиц с оптимальными спектром излучения и параметрами светораспределения.
Задачи:
• Обоснование и выбор светодиодов для создания исходного спектра излучения облучателя;
• Моделирование оптимальной кривой силы излучения для облучения различных видов тепличных светокультур.
Научная новизна:Впервые разработан светодиодный облучатель для теплиц с научно обоснованным спектром излучения, оптимальной кривой силы излучения, высокой энергоэффективностью, универсальностью применения и возможностью адаптации к изменяющимся внешним условиям.
Сделан анализ основных фотохимических процессов в растениях. Показано, для правильного развития растений важно, чтобы они получали хорошо сбалансированный по спектру и интенсивности свет.Анализ говорит о том, что управление процессами фотосинтеза и фотоморфогенеза - наиболее эффективный путь воздействия на продуктивность, рост и урожайность растений. Для фоторегулирования нужны источники (облучатели) с управляемыми потоками и спектрами.
Сделано обоснование и выбор светодиодов для создания исходного спектра излучения адаптивного облучателя для теплиц. Исходя из соотношения Протасовой для оптимального соотношения потоков в различных областях спектра: синяя/зеленая/красная = 30%, 20%, 50%и необходимости управления спектральным составом излучения облучателя показано:
- оптимальным вариантом для создания адаптивного облучателя для теплиц является использование трехцветного светодиода с использованием белого и синего светодиодов фирмы Nichia.
- экономичный оптимальный двухцветный облучатель может быть разработан на основе применения специального белого светодиода с увеличенной синей составляющей в спектре излучения.
Показано, что нормировать освещение в теплице лучше используя горизонтальную освещенность в плоскостях, расположенных на различных расстояниях по вертикали вдоль ствола растения.Еще более обоснованным будет нормирование освещенности, рассчитанной с учетом геометрии расположения листьев вдоль ствола.
На основе моделирования распределения освещенности в стандартных теплицах вычислена оптимальная кривая силы излучения для облучения различных видов тепличных светокультур (рисунок 2.24). Кривая соответствует светильнику прожекторного типа с узкой диаграммой направленности.
Разработанный облучатель является универсальным и может использоваться при выращивании как высокорослых, так и низкорослых растений в теплицах различного типа, как в качестве основного источника или для досветки.
Разработана конструкция и технология изготовления опытных образцов облучателя с рассчитанной КСИ. Облучатель состоит из двух частей (половинок), изготовленных из алюминия. Светодиоды располагаются на плоскостях, расположенных подуглом 600 после соединения половинок. Распределение света производится с помощью отражателя.
Сделан сравнительный экономический расчет облучателей с лампами ДНаТ и светодиодным светильником.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!
Обновить рисунок

© 2008-2018 Сервис продажи готовых курсовых работ, дипломных проектов, рефератов, контрольных и прочих студенческих работ.