СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 3/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2016 0 20 40 60 80 100 380 430 480 530 580 Длина волны, нм Относительная интенсивность, % 630 Royal Blue Blue Red Photo Red Far Red 680 730 780 легче монтировать в корпус фары, чем стандартную галогенную. Светодиодная фара на базе лам- пы H4/H7 соответствует требовани- ям регламентирующих документов дорожного движения, предъявляемым к головному свету. Оптическая систе- ма данной фары позволяет получить равномерное светораспределение при меньшей яркости, и таким образом зна- чительно снизить эффект ослепления водителей встречного транспорта. Свет новой светодиодной фары является более комфортным для глаз водителя, он делает лучше освещение дорожного покрытия и обзор дороги в ночное вре- мя, и, как следствие, улучшает состоя- ние водителя – снижает утомляемость и увеличивает работоспособность. Система отвода тепла от светодиодного кристалла, разработанная компанией SemiLEDs для светодиодной лампыH4/ H7, гарантирует ей долгий срок службы (до 30 000 часов) по сравнению с ана- логичными галогенными лампами [11]. СД В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ Как уже было сказано выше, одной из интересных и перспективных обла- стей применения СД является растени- еводство. Главным процессом жизнедеятель- ности растений, отвечающим за их рост и развитие, является фотосинтез. Более 95% сухого вещества растений создаётся в результате этого процес- са, и управление им является наибо- лее эффективным путём воздействия на продуктивность и урожайность рас- тений [3–6]. Источником энергии для фотосинтеза служит преимущественно длинноволновая часть спектра (крас- ные лучи), а влияние коротковолно- вой части (сине-зелёной) менее суще- ственно. В то же время проводились и другие исследования воздействий излучения видимой части спектраль- ного диапазона на растения, которые показали, что у растений за поглоще- ние света отвечают специальные пиг- менты, основными из которых явля- ются хлорофиллы a и b и каротинои- ды [3–6]. Хлорофиллы поглощают свет синего и красного диапазонов, а каро- тиноиды – синего диапазона. В резуль- тате исследований было установлено, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых расте- ний являются интенсивности в пре- делах 150–220 Вт/м 2 [3, 4, 11], а опти- мальный состав излучения имеет следу- ющее соотношение энергий по спектру: 30% – в синей области (380–490 нм), 20% – в зелёной (490–590 нм) и 50% – в красной области (600–700 нм) [3–6]. В настоящее время можно утверж- дать, что СД способны обеспечить хорошее соответствие спектра излу- чения аграрного светильника спектру эффективности фотосинтеза, в отли- чие от используемых в большинстве тепличных осветительных систем адаптированных для растениевод- ства натриевых ламп высокого дав- ления. На графиках (см. рис. 6) пред- ставлены типичные спектральные кри- вые основных цветов существующих моделей СД основных производите- лей, рекомендуемых для использова- ния в растениеводстве. Типовые значе- ния мощности излучения и светового потока таких СД на примере изделий производства компании Cree для соот- ветствующих диапазонов длин волн представлены в таблице 3. Приведённые данные указывают на возможность применения светодиод- ных светильников для использования в растениеводстве. Современные СД перекрывают весь видимый диапазон оптического спектра: от тёмно-крас- ного до фиолетового цвета. Составляя комбинации из СД разных цветовых групп, можно получить источник све- та с практически любым спектральным составом в видимом диапазоне. Следует также отметить, что все СД имеют стандартные версии с белым светом в диапазоне цветовых темпе- ратур 2700…8000 K. В некоторых слу- чаях для оптимизации формы спектра излучения светильника для подсвет- ки растений применяются комбина- ции синего, белого и тёмно-красно- го цвета [6]. Современные теплицы представля- ют собой сложные технические ком- плексы, в большей части роботизиро- ванные. Управление ими осуществля- ется при помощи автоматизированных систем, в которые достаточно органич- но можно добавить и управление осве- щением, причём как по интенсивности, так и по спектральному составу излу- чения. Настроенная система позво- лит производить управляющие опе- рации по программам, учитывающим фазу развития растений. Предлагае- мая система позволит уменьшить вре- мя полного цикла развития растения и увеличить количество периодов пло- доношения только благодаря подбору спектрального состава СД-освещения. Если учесть экономию электроэнергии и возможность управления интенсив- ностью и спектральным составом излу- чения в зависимости от фазы развития растения, то экономический эффект от внедрения таких светильников может быть очень существенным. Таблица 3. Диапазоны значений мощности излучения и светового потока цветных светодиодов Cree, рекомендованных для освещения растений XLamp Royal Blue, 450…465 нм Blue 465…480 нм Red 620…630 нм Photo Red 620…630 нм Far Red 620…630 нм XT-E 475…625 мВт – – – – XP-E 350…500 мВт 31…40 лм 46…74 лм 300…350 мВт 175…250 мВт XP-E2 450…575 мВт 31…46 лм 57…74 лм – – XQ-E Рис. 6. Типичные спектральные кривые цветных светодиодов Cree серий XT-E, XP-E, XP-E2 и XQ-E, рекомендуемых для использования при освещении растений