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Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zum Pflanzenzüchten, insbesondere ein Beleuchtungssystem mit einem Ringkerntrafo-Modul.
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Mit dem Ausreifen von LEDs im Beleuchtungsbereich finden LEDs auch Anwendungen zum Pflanzenzüchten. Herkömmliche LED-Beleuchtungen zum Pflanzenzüchten weist normalerweise eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von LEDs und einen elektronischen Gleichrichter auf. Bei der Ausführung empfängt der elektronische Gleichrichter einen externen Wechselstrom und wandelt diesen in einen Gleichstrom, der zur Beleuchtung anschließend an alle LEDs weitergeleitet wird. Die Anordnung eines elektronischen Gleichrichters ist deswegen nötig, weil ein stabiler Gleichstrom während der Beleuchtung der LEDs bereitgestellt werden muss. Der elektronische Gleichrichter befindet sich in der LED-Beleuchtung und beansprucht einen so großen Raum, dass die Abwärme in der LED-Beleuchtung nicht effektiv abgeleitet werden kann. Nach einem langzeitigen Gebrauch können die inneren Bauteile deswegen beschädigt werden, wodurch das zum Pflanzenzüchten benötigte Licht nicht kontinuierlich durch die LEDs zur Verfügung gestellt werden kann.
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Heutzutage erfolgt die Stromversorgung von Pflanzenfabriken hauptsächlich durch einen großen Energieversorgungsraum, in dem eine Vielzahl von Trafos und Umwandlern, die an einen externen Hochspannungsstrom angeschlossen sind, angeordnet sind. Die Hochspannung des externen Hochspannungsstroms wird mehrmals durch die Trafos und die Umwandler so verringert, dass jeweils ein geeigneter Niederspannungsstrom an alle LEDs weitergeleitet wird. Hierbei wird ein übermäßiger Energieverlust während der Umwandlung von einer Hochspannung zu einer Niederspannung verursacht. Auf Grund der kleinen Abstände zwischen den Trofos und den Umwandlern im Energieversorgungsraum können Überprüfung und Reparatur nur schwer ausgeführt werden. Durch die kleinen Abstände können Geräusche leicht verursacht werden, wodurch sich das Wartungspersonal nicht traut, sich den oben erwähnten Geräten zu nähern.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Beleuchtungssystem zum Pflanzenzüchten zu schaffen, mit dem die durch einen elektronischen Gleichrichter in einer herkömmlichen LED-Beleuchtung verursachten Probleme hinsichtlich der Wärmeableitung und des Energieverlustes vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zum Pflanzenzüchten geeignetes Beleuchtungssystem, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung wird ein zum Pflanzenzüchten geeignetes Beleuchtungssystem bereitgestellt, das an einem Pflanzenzuchtgestell angebracht ist und Folgendes aufweist:
ein Beleuchtungsmodul, das einen Träger und eine Vielzahl von auf dem Träger angeordneten Leuchteinheiten aufweist, wobei die Leuchteinheit eine Vielzahl von LEDs besitzt, die nach dem Einschalten an die Pflanzen Licht abgeben, und wobei die Leuchteinheit weiterhin mit einem Anschluss versehen ist, der elektrisch an die LEDs angeschlossen ist; und
ein Ringkerntrafo-Modul, das an das Beleuchtungsmodul angeschlossen ist, wobei das Ringkerntrafo-Modul einen ringförmigen Eisenkern, eine um den ringförmigen Eisenkern umgewickelte und elektrisch an ein externes Stromnetz angeschlossene Primärspule und eine um den ringförmigen Eisenkern umgewickelte und elektrisch an den Anschluss angeschlossene Sekundärspule aufweist, wobei ein nicht harmonischer Strom durch Magnetkupplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule über den Anschluss an die LEDs weitergeleitet ist.
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Gemäß der Erfindung weist die Leuchteinheit eine Leiterplatte auf, auf der die LEDs verteilt angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung ist die Leuchteinheit auf der mit den LEDs versehenen Seite der Leiterplatte mit einer Reflexionsschicht versehen.
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Gemäß der Erfindung ist die Leuchteinheit auf der anderen Seite der Leiterplatte mit einem Wärmeabfuhrsockel versehen.
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Gemäß der Erfindung ist der Wärmeabfuhrsockel als rechteckiges Rohr ausgeführt.
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Gemäß der Erfindung ist der Träger aus einem Metall mit einem besseren Wärmeübertragungskoeffizienten hergestellt.
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Gemäß der Erfindung stellt das externe Stromnetz einen Hochspannungswechselstrom bereit.
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Gemäß der Erfindung weist der Anschluss mindestens zwei Stiftbuchsen und ein die Stiftbuchsen umschließendes Isoliergehäuse auf.
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Gemäß der Erfindung ist das Ringkerntrafo-Modul mit einer ersten und einer zweiten Isolierabdeckung versehen, wobei die Primärspule und die Sekundärspule durch das Zusammenfügen der ersten und der zweiten Isolierabdeckung voneinander isoliert sind.
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Zusammengefasst lassen sich folgende Vorteile durch das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem im Vergleich zu herkömmlicher Technik realisieren:
- 1. Der Erfindung gemäß wird der von allen Leuchteinheiten benötigte Strom durch ein einziges Ringkerntrafo-Modul bereitgestellt. Im Vergleich zu herkömmlicher Technik, wo in jeder Leuchteinheit ein elektronischer Gleichrichter eingebaut ist, kann die durch den Gleichrichter verursachten Probleme hinsichtlich des Energieverlustes und der Wärmeableitung behoben werden.
- 2. Der Erfindung gemäß wird nicht in jeder Leuchteinheit ein Gleichrichter bzw. ein Ringkerntrafo-Modul eingebaut, wodurch die Herstellungskosten erheblich reduziert werden.
- 3. Der Erfindung gemäß braucht lediglich ein Ringkerntrafo-Modul spannungsgeregelt zu werden, was sehr leicht instand zu setzen bzw. zu reparieren ist.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in schematischer Perspektivdarstellung ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zum Pflanzenzüchten;
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2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zum Pflanzenzüchten;
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3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ringkerntrafo-Moduls; und
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4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zum Pflanzenzüchten.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem 9 zum Pflanzenzüchten an einem Pflanzenzuchtgestell 8 mit mehreren Pflanzen dargestellt. Das Beleuchtungssystem 9 besteht aus einem Beleuchtungsmodul 1 und einem Ringkerntrafo-Modul 2. Das Beleuchtungsmodul 1 weist einen Träger 11 und eine Vielzahl von auf dem Träger 11 angeordneten Leuchteinheiten 12 auf. Der Erfindung gemäß kann der Träger 11 plattenförmig (1) oder als ein Gestell ausgeführt sein. Weiterhin ist der Träger 11 aus einem Metall wie z. B. Kupfer, Aluminium usw. mit einem besseren Wärmeübertragungskoeffizienten hergestellt. Der Erfindung gemäß kann der Träger 11 – nicht wie in 1 gezeigt – eine Leuchteinheit 12 oder mehrere Leuchteinheiten 12 aufnehmen. Auf diese Weise kann der Träger 11 während der Arbeit des Beleuchtungsmoduls 1 die von allen Leuchteinheiten 12 erzeugte Abwärme absorbieren. Sollte sich das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 9 in einer kalten Umgebung befinden, kann die von allen Leuchteinheiten 12 erzeugte und von dem Träger 11 absorbierte Wärme die Umgebung wärmen. Bezug nehmend auf 4 weisen alle Leuchteinheiten 12 LEDs 121, die nach dem Einschalten Licht auf die Pflanzen strahlen, und einen elektrisch an die LEDs 121 angeschlossenen Anschluss 122 auf. Genauer betrachtet, weist jede Leuchteinheit 12 eine die LEDs 121 aufnehmende Leiterplatte 123, eine an der mit LEDs 121 versehenen Seite der Leiterplatte 123 angebaute Reflexionsschicht 124 und einen an der anderen Seite der Leiterplatte 123 angebauten Wärmeabfuhrsockel 125 auf. Die Reflexionsschicht 124 dient zur Reflektieren des von LEDs 121 abgegebenen Lichtes und kann durch chemisches bzw. physisches Verfahren wie Sputtern bzw. Beschichtung an der mit LEDs 121 versehenen Seite der Leiterplatte 123 angebracht werden. Der Wärmeabfuhrsockel 125 dient zur Ableitung der von LEDs 121 erzeugten Abwärme und auch zum Wärmen der kalten Umgebung. Der Erfindung gemäß weist der Anschluss 122 mindestens zwei Stiftbuchsen 126 und ein die Stiftbuchsen 126 umschließendes Isoliergehäuse 127 auf. Wie in 4 gezeigt, ist der Anschluss 122 bei der Ausführung sowohl elektrisch an die LEDs 121 also auch elektrisch an das Ringkerntrafo-Modul 2 angeschlossen, damit die LEDs 121 den durch das Ringkerntrafo-Modul 2 umgewandelten Strom empfangen.
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Hinsichtlich 3 und 4 ist das Ringkerntrafo-Modul 2 mit dem Beleuchtungsmodul 1 verbunden und somit gemeinsam an ein externes Stromnetz angeschlossen. Das Ringkerntrafo-Modul 2 besteht aus einem ringförmigen Eisenkern 21, einer um den ringförmigen Eisenkern 21 umgewickelten und elektrisch an das externe Stromnetz angeschlossenen Primärspule 22 und einer um den ringförmigen Eisenkern 21 umgewickelten und elektrisch an alle Anschlüsse 122 angeschlossenen Sekundärspule 23. Weiterhin ist das Ringkerntrafo-Modul 2 mit einer ersten und einer zweiten Isolierabdeckung 24, 25 versehen, durch die die Primärspule 22 und die Sekundärspule 23 umschlossen sind. Das Ringkerntrafo-Modul 2 ist außerdem mit mindestens einer Steckdose 26 versehen, die elektrisch an die Sekundärspule 23 und allen Anschlüssen 122 angeschlossen ist.
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Bei der Ausführung wird die Primärspule 22 des Ringkerntrafo-Moduls 2 – wie in 4 gezeigt – zum Stromempfang elektrisch an ein externes Stromnetz angeschlossen, das einen Wechselstrom mit einer Hochspannung bzw. einer Ultrahochspannung wie KVA abgibt. Durch Magnetkupplung zwischen der Primärspule 22 und der Sekundärspule 23 wird der externe Strom zu einem für das Beleuchtungsmodul 1 geeigneten Gleichstrom umgewandelt und anschließend an das Beleuchtungsmodul 1 weitergeleitet. Durch die Anschlüsse 122 wird der Gleichstrom an alle Leuchteinheiten 12 übertragen, so dass die LEDs 121 der Leuchteinheiten 12 eingeschaltet wird und somit an die Pflanzen Licht abgeben.
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Wie vorstehend wird ein Ringkerntrafo-Modul der Erfindung gemäß angeordnet, das allen Leuchteinheiten einen nicht harmonischen Strom bereitstellt. Dadurch erübrigt sich der elektronische Gleichrichter in jeder Leuchteinheit in der herkömmlichen Technik, wodurch die dadurch verursachten Probleme hinsichtlich des Energieverlustes und der Wärmeableitung vermieden werden.
