Η εξέλιξη του φωτισμού LED

1
Η εξέλιξη του φωτισμού LED

Οι πρώτες μου αναμνήσεις από τις δίοδοι εκπομπής φωτός είναι το κιτ ραδιοφώνου HAM από το RadioShack που συγκέντρωσα στην τρίτη δημοτικού, οι μικροί δείκτες δίπλα στο τεταρτημόριο σε ένα παιχνίδι arcade και το κόκκινο φως στο Gameboy που έγινε ενστικτώδης ένδειξη της διάρκειας ζωής της μπαταρίας . Τώρα, δεν μπορώ να δω ένα LED χωρίς να προσπαθήσω να μαντέψω το μήκος κύματός του μέσα σε 10 νανόμετρα.

Εργαζόμενος στα εργαστήρια Bio-Refinery στη νότια πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου της Τζόρτζια, εργάστηκα με μια ομάδα που χρησιμοποιεί διαφορετικές εισροές για να εξαγάγει την παραγωγή λαδιού από τη λάσπη. Τοποθετημένοι σε μια κυψελίδα, χτυπήσαμε αυτούς τους μικροσκοπικούς προγόνους των φυτών με μπλε (450nm), πράσινο (535nm) και κόκκινο (660nm) φως για να δούμε διαφορετικούς ρυθμούς παραγωγής Ο2 ως αποτέλεσμα της αυξημένης φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Σίγουρα, υπήρχε συσχέτιση, ειδικά με τα μπλε και τα κόκκινα μήκη κύματος. Εκείνη τη στιγμή, είχα μάθει για την καμπύλη McRee στο μάθημα της φυσιολογίας μου, αλλά δεν είχα ακόμη εμμονή με αυτήν. Ο συνδυασμός του ηλεκτρισμού και της χημείας αυτών των μονοχρωματικών τσιπ ευθυγραμμίζεται ειλικρινά με τα κέντρα φωτοαντίδρασης που μετατρέπουν το CO2, το νερό και το φως σε φυτική βιομάζα.

Αυτό το όχι και τόσο πρωτότυπο μέρος των πολλών μελετών περί περίεργων φαινομένων που βοήθησα να διευκολυνθώ θα αποδειχτεί ότι θα γίνει ένα κρίσιμο σημείο καμπής στον πυρήνα της καριέρας μου. Η παραγωγή φυτών με διαφορετικά μήκη κύματος και συνδυασμούς φωτός για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής λαδιού έχει γίνει συνηθισμένη στην καλλιέργεια φαρμακευτικών φυτών. Αφού μετακόμισα στο Ντένβερ το 2010, έμαθα να καλλιεργώ υδροηλεκτρικά σε εσωτερικούς χώρους και έγινα μερικής απασχόλησης αλήτης του σκι, βρέθηκα σε μια πλήρη συζήτηση με παλιούς συναδέλφους που ενδιαφέρονται να καλλιεργήσουν φυτά με τεχνολογία βασισμένη σε LED.

Πώς ξεκίνησαν όλα

Έχοντας περάσει μερικά χρόνια στα βουνά κάνοντας σκι σαν διάβολος και καλλιεργώντας λαχανικά σε μια καρτ ποστάλ σε ύψος πάνω από 8000 πόδια, δημιούργησα το πρώτο μου πρωτότυπο COB (Chip on Board) δίπλα σε ένα αξιόπιστο παλιό HPS με ένα άκρο. Το LED ήταν 900 Watt, χρησιμοποιώντας (με τα σημερινά πρότυπα) πολύ αναποτελεσματικά τσιπ σε μια τροποποιημένη κουκούλα Raptor και εξαναγκάζοντας αέρα πάνω από όλα τα ζεστά προγράμματα οδήγησης και τις ψύκτρες. Αφού σχεδόν έκαψα το όμορφο σπίτι μου στην Aurora, CO (τραβώντας δέκα χιλιάδες watt μέσω καλωδίωσης αλουμινίου), κράτησα τα περισσότερα πειράματα σχετικά μικρά και με γνώμονα την επιστήμη. Αυτή η πρώτη δοκιμή απέδειξε δύο πράγματα: είναι δυνατό να αναπτυχθούν αξιοπρεπή φυτά με LED και δεν ήξερα πολλά για την απόχρωση των ελέγχων παραμέτρων που απαιτούνται για να αξιοποιήσετε στο έπακρο έναν κήπο LED. Δεν υπήρχε διαχείριση VPD, ξηρά πλάτη ή διατροφική τροποποίηση, μόνο ακατέργαστη ισχύς στο θόλο. Απόδειξη αρχής.

Έχετε ακούσει ποτέ για το Blurple;

Πριν από τα φώτα LED πλήρους φάσματος που είναι τώρα διαθέσιμα σε όλο τον κόσμο, υπήρχε «θολό». Τα κόκκινα και μπλε τσιπ ήταν τα πιο αποτελεσματικά οχήματα της Φωτοσυνθετικής Ενεργής Ακτινοβολίας (PAR). Το κόκκινο, όντας πιο αποτελεσματικό ως μεγαλύτερο μήκος κύματος, μπορεί να αποδώσει περισσότερη χρησιμοποιήσιμη ενέργεια από τις εγκαταστάσεις ανά τζάουλ ή βατ από τον τοίχο. Το PAR μετριέται σε μικρογραμμομόρια. Σήμερα, η αποτελεσματικότητα (αποτελεσματικότητα) ενός συστήματος φωτισμού κηπουρικής συνήθως μετριέται σε umol/J. Οι σοβαροί λάτρεις του εσωτερικού κήπου παρακολουθούν την εξέλιξη από ~2,0 για HPS σε 3,5+ για LED. Για μια βαθιά βουτιά σε αυτό, ρίξτε μια ματιά στον φίλο μου Chris Sloper’s Το βιβλίο LED Grow Έκδοση 3 . Ή περιμένετε να δείτε αν θα έχω την ευκαιρία να κουράσω αυτό το κοινό με τις λεπτομέρειες και τις τεχνολογικές συζητήσεις.

Φυτά & LED

Η πιο συνηθισμένη σύνθεση για πλήρες φάσμα είναι κάποια παραλλαγή λευκών LED με υψηλό δείκτη απόδοσης χρωμάτων (CRI), μερικά κόκκινα τσιπ 660 nm για να οδηγήσουν αυτό το φωτοσύστημα και να ενισχύσουν τις προδιαγραφές λόγω της συνεχώς αυξανόμενης αποτελεσματικότητάς τους. Τα λευκά τσιπ πλησιάζουν τα θεωρητικά μέγιστα για αποτελεσματικότητα, αλλά οι επιστήμονες συνεχίζουν να ανατρέπουν τους βράχους και να βρίσκουν λίγο περισσότερη απόδοση και ανθεκτικότητα. Έχουμε μια αρκετά σταθερή κατανόηση της σημασίας του Μακρινού Ερυθρού και των ενδείξεων σχετικά με την υπεριώδη ακτινοβολία που εμπίπτουν λίγο έξω από το εύρος PAR (400-700 nm) και την επίδρασή τους στα φυτά.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι όλα τα λευκά LED είναι στην πραγματικότητα μπλε (συνήθως 450 nm, αλλά η αναδυόμενη τεχνολογία κινεί αυτό το σημάδι) τσιπ με μοναδική επίστρωση φωσφόρου. Αυτό παίρνει την πυκνή ενέργεια που εκπέμπεται από αυτό το εύρος μήκους κύματος και τη διαχέει σε χαμηλότερες μορφές ενέργειας κάτω από τη γραμμή, από πράσινο σε κίτρινο έως κόκκινο και ουρά προς τα έξω σε πολύ κόκκινο. Αυτή η μετατόπιση οφείλεται στη χημική σύνθεση και το πάχος της επικάλυψης πάνω από τη βάση με μπλε τσιπ. Ως αποτέλεσμα, τα πιο λευκά τσιπ (6500K) είναι εγγενώς πιο αποτελεσματικά από τα 3000K. Αναζητήστε τις θερμοκρασίες Kelvin ή διαβάστε τα βιδωτά κουτιά οικιακών λαμπτήρων LED για αυτήν την οπτική αναφορά.

Το LED Evolution

Τα LED PAR Wars μαίνεται στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης από τότε που πρωτοεμφανίστηκαν στην αγορά. Το παραπλανητικό μάρκετινγκ και τα ψέματα ιστορικά έκαναν πολλούς καλλιεργητές να κουραστούν να κάνουν την αλλαγή. Πριν από δέκα χρόνια, δεν υπήρχε LED 600W που θα μπορούσε να αντικαταστήσει ένα HPS 600W. Η τεχνολογία LED εξελίσσεται γρήγορα. Η HPS, ωστόσο, δεν έχει. Αυτός ο παλιός ισχυρισμός που κάποτε φαινόταν σαν παραμύθι είναι τώρα η αλήθεια. Αλλά οι διαφορές μεταξύ αυτών των τεχνολογιών φωτισμού επεκτείνονται πολύ πέρα ​​από την απόδοση.

Φυτά & LED

Οι καλλιεργητές πρέπει να εξετάσουν το φαινόμενο Emerson, την υπεριώδη ακτινοβολία, τους δευτερογενείς μεταβολίτες και τον τρόπο με τον οποίο η τεχνολογική καινοτομία που χρηματοδοτείται από το Ag οδηγεί την ασφάλεια των τροφίμων. Ο φασματικός συντονισμός, η τεχνητή νοημοσύνη, ο αυτοματισμός και τα οπτικά είναι επίσης παράγοντες που πρέπει να σκεφτούμε. Δεν μπορούμε επίσης να ξεχάσουμε την τεχνολογία τσιπ επιφανειακής τοποθέτησης χωρίς συσκευασία, την παροχή συγκεκριμένων μηκών κύματος φωτός και τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά αντιλαμβάνονται διαφορετικούς συνδυασμούς όπως εμείς αντιλαμβανόμαστε τα στάδια του ήχου.

Η θλίψη μου

Έχω προσκληθεί να γράψω εδώ ως ο εαυτός μου και ως ιδιοκτήτης της εταιρείας μου, Sustainable Terrains, την οποία ίδρυσα το 2014 για να στεγάσει τις συμβουλευτικές προσπάθειές μου στη γεωργία και την τεχνολογία κηπουρικής. Η πρώτη μου αγάπη είναι το φαγητό, που καλλιεργείται στο χώμα κάτω από τον ήλιο. Η ταλαιπωρία μου με τα LED, κατά καιρούς, με άφησε σε ρήξη και να ζω σε κατασκήνωση, να τρέχω από την επόμενη startup προσπαθώντας να σχεδιάσει το δρόμο της προς την αγορά ή προσπαθώντας να με μαστροπέψει για τις γνώσεις που έχω αποκτήσει.

Ωστόσο, δεν μπορώ να περπατήσω μέσα από ένα αεροδρόμιο, μια συναυλία, μια δομή στάθμευσης ή μια εγκατάσταση φωτιστικών διακοπών χωρίς να εκτιμήσω το μήκος κύματος ή τον συνδυασμό μηκών κύματος που παράγουν χρώμα ή θερμοκρασία φωτός. Ξέρω ότι βρισκόμαστε μόλις στην αρχή αυτής της συναρπαστικής αλλαγής παραδείγματος στην τεχνολογία και ως αποτέλεσμα ξεκλειδώνουμε τις δυνατότητες των φυτών.

Schreibe einen Kommentar