Проект РЭТЭМ-2501

науко-ориентированный

Совершенствование спектральных характеристик светодиодных облучательных приборов для повышения квантовой эффективности

1) получить новые экспериментальные результаты по воздействию спектров оптического излучения облучательных приборов для выращивания растений на основе продовольственных культур: томаты, огурцы и зелень, а именно на всхожесть, урожайность и органолептические свойства;
2) усовершенствовать методы анализа процессов деградации облучательных приборов для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов;
3) предложить новую конструкцию облучательного прибора для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов.

ООО "ВЭТ"

10000 рублей.

ВБС каф. РЭТЭМ

Известно, что фотосинтез растений – это сложный фотобиологический процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды под действием оптического излучения с вы-делением кислорода (ГОСТ Р 58461-2019). На ряду с температурой, влажностью и атмосферой, оптическое излучение (спектральный состав, поток излучения и время облучения) является неотъемлемым фактором роста и развития растений. В большей части территории Российской Федерации исходя из климатических условий, не представляется возможным в круглогодичном периоде обеспечивать население свежими овощами и зеленью. По этой причине используются сооружения защищённого грунта для выращивания продовольственных растений, таких как томаты, огурцы, салат и т.д. Для создания условий выращивания продовольственных растений в круглогодичном периоде и независимо от климатических условий следует обеспечивать такие параметры как температура, влажность, облучённость, своевременный полив и подкормку растений, а также вентиляцию воздуха. Современные достижения в науке и технике позволяют создать все необходимые условия для выращивания продовольственных растений в автономных условиях, независимо от климата. В настоящее время в круглогодичных теплицах применяются газоразрядные натриевые лампы типа ДНаТ (ДНаЗ). Фотосинтетическая эффективность натриевых ламп порядка 2,0 мкмоль/Дж и срок службы до 25 000 часов. На смену натриевым лампам для облучения растений в промышленных теплицах приходят облучательные приборы на основе светоизлучающих диодов, такие приборы могут иметь с фотосинтетическую эффективность свыше 3,0 мкмоль / Дж и срок службы порядка 80 000 часов. Несмотря на ряд преимуществ натриевых ламп для выращивания растений в сооружениях защищенного грунта имеются недостатки. Во-первых, натриевые лампы имеют типовой спектр излучения , но за долгое время применения их в теплицах отработан технологический процесс выращивания растений, а именно конструкция самих теплиц в части монтажа облучательных приборов. На основе светоизлучающих устройств можно формировать практически любой спектр оптического излучения, но на практике каждый производитель облучательного прибора со светоизлучающими диодами предлагает свой спектр излучения и поток излучения прибора, что в свою очередь требует пересмотра технологического процесса выращивания растений и конструкции самих теплиц. Во-вторых, для промышленного выращивания растений требуются высокие значения потока излучения облучательного прибора. В настоящее время применяются натриевые лампы с потребляемой мощностью порядка 600 Вт, соответственно облучательный прибор на основе светоизлучающих диодов должен иметь высокую мощность и не превышать габариты существующих облучающих приборов, чтобы не затенять растения в дневное время суток от естественного излучения в теплице. Такие требования к облучательным приборам на основе светоизлучающих диодов требуют конструкторской проработки в части отвода тепла, так как облучательный прибор расположен в теплице. Известно, что повышенная температура светоизлучающего диода приводит к ускорению процессов деградации и снижению его срока службы.

Получение новых расчётно-экспериментальных результатов по воздействию спектров оптического излучения облучательных приборов для выращивания растений на основе продовольственных культур: томаты, огурцы и зелень, а именно на всхожесть, урожайность и органолептические свойства; совершенствовании методов анализа процессов деградации облучательных приборов для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов; создание новой конструкции облучательного прибора для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов.

Практическая значимость
1. Построение светотехнической модели лабораторного стенда для выращивания в условиях закрытого грунта с облучательными приборами ДНаЗ, Unit Agro и Diora Quadro Agro.
2. Разработка эскизной конструкторской документации лабораторного стенда для выращивания в условиях закрытого грунта.
2. Разработка программы и методики исследовательских испытаний и проведены исследовательские испытания облучательных приборов ДНаЗ, Unit Agro и Diora Quadro Agro.
3. По результатам моделирования и экспериментальных исследований подготовка заявки на патент на изобретение «Облучатель для выращивания растений и способ его изготовления». Результаты работы могут быть применены для серийного производства облучателей для выращивания растений на основе светодиодов.

Ожидаемые результаты исследования заключаются в получении новых экспериментальные результатов по воздействию спектров оптического излучения облучательных приборов для выращивания растений на основе продовольственных культур: томаты, огурцы и зелень, а именно на всхожесть, урожайность и органолептические свойства; усовершенствовании методов анализа процессов деградации облучательных приборов для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов; создании новой конструкции облучательного прибора для выращивания растений на основе светоизлучающих диодов

Один год, без учёта сертификации.

Директора продовольственных теплиц, дачники, потребители