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用于农业新兴应用的UV LED技术

文章来源:本站 发布时间:2020/2/18 点击数: 813 次

紫外线(UV)LED市场在过去十年中已经扩大了五倍,预计到2025年将增长到10亿美元以上。预计影响市场的一个关键趋势是能够扩展到包括农业在内的新应用。紫外线,在适当的频率和剂量下,可以增加药用和传统植物中活性物质的产生,并且还可以帮助维持健康的生长环境。但要充分利用UV LED,需要考虑一些重要的重新设计。Violet Gro的母公司Violet Defense Group的首席执行官Terrance Berland将解释这些是什么考虑因素;例如,为什么合并适当的镜片材料至关重要。


紫外线可增加药用植物中活性物质含量

随着室内和城市农业的爆炸,LED的节能不仅吸引人,而且紫外线LED的进步使得紫外线,特别是UV-A和UV-B的额外好处成为可能。室内农业。紫外线已被证明可以促进药用植物中活性物质的植物生产的增加,包括许多植物的抗氧化益处或大麻中的四氢大麻酚含量。紫外线还可以通过减少霉菌,霉菌和某些植物害虫来帮助维持健康的生长环境-所有这些都需要替代化学品,因为它们具有增强的杀菌能力。虽然室内农业中使用的许多主要固定装置产生一定程度的紫外光谱(无论多小),但它们的外部透镜材料阻挡了大部分(如果不是全部的话),实际到达植物的紫外线光。随着紫外线LED价格持续下降,能够经济有效地将目标紫外线纳入正常生长过程中,正确的波长,正确的剂量,以及特定植物物种生命周期中的正确时间将得到改善。然而,UV LED仍然需要与适当的透镜组合,该透镜能够透射UV光而不会降低透镜和/或LED本身的劣化或破坏的风险。

现在,UV LED的进一步发展使得有可能以非常有针对性的方式为室内生长过程带来紫外线,特别是UV-A和UV-B的额外好处。研究人员发现,在没有紫外线的情况下,某些植物品种可能“在叶片和枝条组织上形成愈伤组织样膨胀[7]。”例如,普通玻璃阻挡了超过90%的UV-B辐射[8],因此,在温室或其他类似环境中生长的植物,没有补充照明可能会产生不利影响。

紫外线也被证明可以促进药用植物中活性物质的植物生产的增加,包括许多植物的抗氧化益处或大麻中的四氢大麻酚含量。植物具有化学过程,使它们能够识别触发某些反应的不同波长的光,包括可以改变植物形状和改变化学组成的紫外线反应[9]。然而,光子学领域仍然需要更多的研究重点来真正理解所有影响,包括最佳的部署方法。

在为植物选择LED照明时,至关重要的是要记住虽然植物可能无法获得太多光线,但它们肯定会产生过多的热量。虽然LED比汞灯更有效,但研究表明紫外LED仅将接收输入功率的约15-25%[19]转换为光。剩余部分作为热量传递,因此热管理必须是系统的关键部分。

此外,当光在植物不需要的光谱区域产生波长时,未被植物吸收的光子最终将转化为需要更大冷却成本的环境中的热量-无论是在持续的电力需求方面,还是在前期基础设施成本。

类似于温室上的覆盖物,某些类型的镜片,例如来自HPS照明的外部玻璃夹套,实际上阻挡了大部分紫外线到达植物,将光转化为热量。

使用UV或甚至深蓝色LED的另一个因素是大多数镜片材料随着时间的推移会经历显着的降解,导致效率降低,甚至可能导致足够的热量被困住以最终破坏LED本身。

然而,Violet Gro的专利技术等新技术的进步使得紫外光源与特殊类型的紫外透射镜片材料相结合,可以直接和直接接触,而不会产生这些不利影响。这种独特的透镜以及与UV LED的相关直接接触允许更多的UV光透射并通过透镜投射到其预期的光源,从而进一步提高效率并降低热输出。这有利于LED的寿命,并且大大降低室内生长设施的冷却要求。