專利名稱：一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種人工光源設備，具體地說，是一種專門為植物生長 而設計的利用太陽能來驅(qū)動、具有特定光譜波長的植物生長燈。
背景技術：
植物能感受到280 800 nm波長的光，但植物對光的吸收不是全波 段的，而是主要集中在400 460 nm的藍紫光區(qū)和600~700 nm的紅橙 光區(qū)。現(xiàn)階段大量使用的熒光燈的光譜主要在450 580 nm之間，其 光譜能中只有不到10%為植物光合作用利用，有相當多的能量以熱效 應方式傳遞到環(huán)境中，產(chǎn)熱量大，導致環(huán)境溫度升高。為了保持植物 生長所需的溫度，必須采取降溫措施，人為的增加了生產(chǎn)成本。此外， 在使用植物工廠進行育苗生產(chǎn)時，照明所消耗的電量約占整個系統(tǒng)電 量的80%，為主要的耗能設備。因此， 一方面急需改進照明設備，降 低光源的散熱和耗電成本；另一方面研究新能源技術在植物生產(chǎn)中的 利用，減少植物生產(chǎn)對常規(guī)能源的依附。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺點，提出了一種以太陽能來驅(qū)動的植物生長 燈，充分利用太陽能轉(zhuǎn)換的電能作為能源，驅(qū)動植物生長燈，為植物 生長營造適宜的光照環(huán)境。 、
本發(fā)明所采取的技術方案是一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈裝置，分為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、
LED半導體直流光源和控制器三部分。其中，太陽能光伏系統(tǒng)包括 太陽能電池組件、充放電控制器和蓄電池等，與光源相連接；光源由 紅光、藍光和遠紅光三種單色LED組成，均勻交叉分布于光源板上。 控制器通過通信接口連接計算機，實現(xiàn)對三種單色光源比例、頻率以 及開啟/關閉時間的控制。
所述紅光LED波長為630 nm，藍光LED波長為460 nm，遠紅 光LED為波長為730nm，是植物光合作用最有效的吸收波峰，能被
植物光合作用有效利用。
所述三種LED點光源均勻交叉分布而成，點光源的封裝角度為
120度，以保證照射到植物的光環(huán)境均勻一致。
所述的光源板中間設置散熱裝置，保持光源板的正常工作溫度。
本發(fā)明的優(yōu)點在于結構合理，充分利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將 太陽能轉(zhuǎn)換成電能，供給植物生長發(fā)育所需的光源用電。該光源使用 與植物光合作用最有效的吸收波峰的單色LED半導體點光源均勻交 叉分布組成，與之配套的控制器能對該裝置的開啟/關閉時間、頻率 和光質(zhì)比例進行精確調(diào)控。


圖1是本發(fā)明一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈的結構示意圖。
附圖標記說明
1.太陽能電池組件；2.蓄電池；3.太陽能充放電控制器；4.光 源調(diào)節(jié)控制器；5.LED半導體光源板。
具體實施例方式
實施例1如圖l所示，本發(fā)明的太陽能驅(qū)動的植物生長燈，使用太陽能光 伏發(fā)電系統(tǒng)蓄積直流電，用以驅(qū)動LED半導體照明設備。該太陽能 發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池組件、蓄電池和充放電控制器，減少了直流 --交流逆變器，可減少電流轉(zhuǎn)換過程中的能量損失。
如圖2所示，光源板尺寸大小為1.2x0.5m=0.6m2，板面由波長 為630 nm紅光LED、 460 nm藍光LED和波長為730 nm的遠紅光 LED均勻交叉分布組成，不均勻度^10%。為保持光源板工作溫度的 相對恒定，在光源板中部設置散熱設備和溫度傳感器，對光源板的中 央溫度進行實時監(jiān)控。
光源采用PWM控制方式，既能提高控制精度，又能縮短控制時 間，較好地解決控制精度和控制時間，是LED恒流控制的理想選擇。
光源調(diào)節(jié)控制器可分別控制630 nm、 460 nm和730 nm LED光 源的光照強度(調(diào)節(jié)范圍0~100%)、光質(zhì)比例、頻率(0 500 Hz) 和光周期，以滿足不同植物對光環(huán)境的需求。
以上對本發(fā)明所提供的太陽能驅(qū)動的植物生長燈進行了詳細介 紹，本文中應用了具體個例對發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以 上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同 時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方 式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解 為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1. 一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈，包括用于提供直流電的太陽能電池組件、蓄電池、充放電控制器、三種波長的單色LED半導體光源交叉均勻分布組成的光源板，光源板由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄積的直流電直接驅(qū)動，可減少電流轉(zhuǎn)換時的能量損失。
2、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于光源板包括630 nm、 460 nm和730 nm三種LED單色光源交叉均勻分布。
3、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于三種波長的LED 半導體光源的光質(zhì)比例、開啟/關閉時間、閃爍頻率等可以通過控制 器進行任意調(diào)控。
4、 根據(jù)權利要求l所述的裝置，其特征在于光源板內(nèi)部具有散 熱裝置對光源進行降溫，實現(xiàn)恒溫恒流驅(qū)動。
5、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于光源包括密封部件，使LED半導體點光源和控制器封閉在裝置內(nèi)，防止液體從其中流過。
6、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于該光源可通過通信接口連接計算機，實現(xiàn)對光源運行參數(shù)的調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)的存儲、下載。
7、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有太陽能電池組件、太陽能蓄電池、充放電控制器，用支架置于 室外，與光源相連接，以直流方式驅(qū)動光源。
全文摘要
一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈，具體地說是一種專門為植物生長發(fā)育而設計的具有特定光譜波長的植物生長燈。所屬技術領域為農(nóng)業(yè)工程技術領域。該發(fā)明公開了一種太陽能驅(qū)動的植物生長燈，包括太陽能電池組件、3種LED半導體光源組成的光源板和光質(zhì)調(diào)控裝置。光源板由波長為630nm的紅色LED半導體光源、460nm的藍色LED半導體光源和730nm的遠紅光LED半導體光源交叉組合分布構成。LED光源對植物生長有促進作用，可以減少普通光源發(fā)熱帶來的溫度升高，降低生產(chǎn)成本；還可充分利用太陽能為人工環(huán)境下的植物生產(chǎn)供能，減少對常規(guī)能源和電能的依附。
文檔編號F21S9/00GK101285564SQ20081011049
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權日2008年6月13日
發(fā)明者慧 方, 楊其長, 程瑞峰, 婧 聞, 鮑順淑 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持發(fā)展研究所