РАЗРАБОТКА СВЕТОДИОДНОГО ФИТООБЛУЧАТЕЛЯ И ЕГО ТЕСТИРОВАНИЕ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Автор: Е. Н. Ракутько, С. А. Ракутько, Г. В. Медведев, С. В. Гулин
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Разработка приборов и систем
Статья в выпуске: 3, 2025 года.
Бесплатный доступ
Проблема энергосбережения в оптических электротехнологиях актуальна для современных фитооблучателей на основе светодиодов, которые на настоящий момент уверенно заняли свою нишу в светокультуре. Такие фитооблучатели имеют ряд особенностей, требующих учета при их проектировании и анализе. Областью применения разработанного фитооблучателя являются прежде всего экспериментальные исследования по энергоэкологии светокультуры. Возможно также его использование в частном секторе и малых тепличных хозяйствах для облучения как рассады, так и длинностебельных растений. Задачей являлось создание простого устройства, обеспечивающего возможность достаточно точного для практики регулирования спектра излучения и автоматического включения в зависимости от времени суток и уровня естественной освещенности. В устройстве фитооблучателя применен новый компоновочный принцип: равномерно распределенные по теплоотводящей поверхности разноспектральные светодиоды объединены в отдельные электрические группы, коммутируемые в целях получения необходимого спектрального состава потока излучения. Методика получения экспериментальных данных предусматривает измерение спектральных, фотометрических, электрических и тепловых характеристик прибора. Результаты подтвердили эффективность разработанного фитооблучателя, сочетающего точность регулирования спектра с энергоэффективностью
Светокультура, энергосбережение, фитооблучатель, светодиод, энергоемкость
Короткий адрес: https://sciup.org/142245620
IDR: 142245620 | УДК: 628.979:581.035
DEVELOPMENT AND LABORATORY TESTING OF A LED PHYTO-IRRADIATOR
The issue of energy saving in optical electrotechnologies is important for modern LED-based phytoirradiators, which have now definitely found their niche in indoor plant lighting. Such devices have several specific features that need to be considered when designing and analysing them. The phyto-irradiator developed is primarily intended for experimental studies on the energy and environmental aspects of indoor plant lighting. It may be also used in the private sector and in small greenhouses for the irradiation of both seedlings and longstemmed plants. The aim of the study was to design a simple device that could regulate the radiation spectrum accurately enough for practical applications and that could be switched on automatically according to the time of day and the level of natural light. The phyto-irradiator uses a new design principle. Multi-spectral LEDs are evenly distributed over the heat-dissipating surface and combined into separate electrical groups that are switched to achieve the required light quality of the radiation flux. Experimental data was obtained by measuring spectral, photometric, electrical and thermal characteristics of the device. The results confirmed the effectiveness of the developed phyto-irradiator. It combines the accuracy of light quality control with energy efficiency.
Список литературы РАЗРАБОТКА СВЕТОДИОДНОГО ФИТООБЛУЧАТЕЛЯ И ЕГО ТЕСТИРОВАНИЕ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
- 1. Смирнов А.А., Прошкин Ю.А., Соколов А.В. Оптимизация спектрального состава и энергетической ффективности фитооблучателей // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1 (34). С. 53–60. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37751516
- 2. Бурынин Д.А., Смирнов А.А. Обзор источников освещения для тепличных хозяйств и фабрик растений // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68, № 1 (42). С. 105–113. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44927415
- 3. Katzin D., Marcelis L.F.M., van Mourik S. Energy savings in greenhouses by transition from high-pressure sodium to LED lighting // Applied Energy. 2021. Vol. 281, no. 1. P. 1–14. DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.116019
- 4. Былков Д.В., Полторацкий Д.А., Солдаткин В.С., Лазарева А.О., Шкарупо А.П., Щепеткин Е.С. Сравнение влияния облучательных приборов на рост и урожайность на примере огурцов сорта Мева F1 // Фотоника. 2023. Т. 17, № 5. С. 408–419. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.5.408.418
- 5. Ерохин М.М., Камшилов П.В., Терехов В.Г., Туркин А.Н. Исследование характеристик светодиодов для фитооблучателей // Светотехника. 2019. № 5. С. 42–48. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41272965
- 6. Закурин А.О., Щенникова А.В., Камионская А.М. Светокультура растениеводства защищенного грунта: фотосинтез, фотоморфогенез и перспективы применения светодиодов // Физиология растений. 2020. Т. 67, № 3. С. 246–258. DOI: 10.31857/S0015330320030227
- 7. Смирнов А.А., Прошкин Ю.А., Довлатов И.М., Соколов А.В., Качан С.А. Разработка фитооблучателей на основе светодиодов с настраиваемым соотношением спектра ФАР // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. № 4. С. 247–254. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41509756
- 8. Карли Н., Сперлинг А., Бизяк Г. Реализация лабораторного образца настраиваемого многоцветного источника света // Светотехника. 2019. № 5. С. 13–19. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41272960
- 9. Кулешова Т.Э., Блашенков М.Н., Кулешов Д.О., Галль Н.Р. Разработка лабораторного фитотрона с возможностью варьирования спектра излучения и длительности суточной экспозиции и его биологическое тестирование // Научное приборостроение.
- 2016. Т. 26. № 3. С. 35–43. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26493458
- 10. Ракутько С.А. Становление и развитие энергоэкологии светокультуры как нового научного направления в Институте агроинженерных и экологических проблем // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2024. № 2 (74). С. 331–346. URL:
- https://izvestiavolga.elpub.ru/jour/article/view/267
- 11. Калабкин А.А., Кузнецов Е.А., Ивлиев С.Н., Ашрятов А.А., Калабкин В.А., Мусатов А.С. Разработка светодиодного фитооблучателя для выращивания растений в теплицах // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 4. С. 585–598. DOI: 10.15507/2658-4123.033.202304.585-598
- 12. Литвиненко В.Г., Мантула В.Д., Каневский А.Л., Андреева Т.А., Юхнов В.Ю. Оценка энергоэффективности производства на основе анализа сквозной энергоемкости продукции // Экология и промышленность. 2009. № 2 (19). С. 47–53.
- URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46668897
- 13. Ракутько С.А., Гулин С.В. Применение метода конечных отношений к энергетическому анализу этапов технологического процесса облучения в оптических электротехнологиях // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2024. № 1 (75). С. 141–150. URL: https://spbgau.ru/life/newspaper/zhurnal-izvestiya/#
- 14. Ракутько Е.Н., Ракутько С.А. Энергетическая оценка эффективности балластов для газоразрядных источников света // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2024. № 1 (73). С. 373–381 URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=64902338
- 15. Ракутько С.А., Медведев Г.В., Ракутько Е.Н. Влияние отклонения напряжения питания на характеристики
- люминесцентных ламп // АгроЭкоИнженерия. 2024. № 1 (118). С. 149–160. DOI: 10.24412/2713-2641-2024-1118-149-160
- 16. Ракутько С.А. Прикладная теория энергосбережения: научные основы, применение в агроинженерном образовании. Монография. СПб.: ЛЕМА, 2024. 254 с.
- 17. Серебряков А.С., Осокин В.Л. Активные и неактивные мощности в цепях переменного тока с неуправляемыми нелинейными элементами // Вестник ВИЭСХ. 2017. № 3 (28). С. 21–26. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30647963
