TWI732717B - 節能植物照明系統 - Google Patents

節能植物照明系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI732717B
TWI732717B TW109141605A TW109141605A TWI732717B TW I732717 B TWI732717 B TW I732717B TW 109141605 A TW109141605 A TW 109141605A TW 109141605 A TW109141605 A TW 109141605A TW I732717 B TWI732717 B TW I732717B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
lighting system
drive circuit
energy
plant lighting
Prior art date
Application number
TW109141605A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202221253A (zh
Inventor
魏志豪
Original Assignee
明谷農業生技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 明谷農業生技股份有限公司 filed Critical 明谷農業生技股份有限公司
Priority to TW109141605A priority Critical patent/TWI732717B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI732717B publication Critical patent/TWI732717B/zh
Publication of TW202221253A publication Critical patent/TW202221253A/zh

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本發明係有關於一種節能植物照明系統，其主要係令植物照明系統於驅動電路連接有閃頻驅動電路，再於閃頻驅動電路連接有發光模組，假設基礎照度值為K，該基礎照度係為植物生長所需的基本光照度，令該發光模組之發光亮度提高為基礎照度值為K之N倍［N＞1］，而閃頻驅動電路之驅動頻率≥2KHz，且閃頻驅動電路之空乏比設為Y%，Y=100/N±30，10≤Y≤90；藉此，即能拉高瞬間所產生的光量，提高植物光合作用效率，其整體平均消耗功率卻未增加，以達到降低能源消耗、省電，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。

Description

節能植物照明系統
本發明係有關於一種節能植物照明系統，尤其是指一種能拉高瞬間所產生的光量，提高植物光合作用效率，其整體平均消耗功率卻未增加，以達到降低能源消耗、省電，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
按，各種植物在生長過程中由於所需要的環境、溫度、濕度、光照等皆不盡相同，使得若將一般經濟作物採用露天方式進行種植，該作物會受到溫度、濕度、雨水等天候因素限制，造成作物長勢受到影響，甚至於導致作物的產量不佳，更由於一般經濟作物無法抵抗較高或較低的極端氣溫，而容易有死亡狀況產生；也因此，即常可見到搭建有各類封閉環境之培育空間，以利用該封閉的培育空間控制光照、溫度、濕度等植物生長條件，而可讓所種植的植物獲得其生長所需的適當環境。
其中，在該培育空間內，由於光照的不足，使得皆會另行設 置有發光燈具進行照明，以提供植物足夠的光照；請參閱第三圖現有之發光燈具結構示意圖所示，該發光燈具(2)主要係設有驅動電路(21)，於該驅動電路(21)則連接有發光模組(22)，使得其在使用時，假設該驅動電路(21)以20w驅動該發光模組(22)，該發光模組(22)之亮度為15w，其發光效率為110 lm/w，使得該發光模組(22)之光通量為1650流明〔lm〕，於照射在植物上時，植物所獲得之光合作用光子通量〔photosynthetic photon flux，PPF〕為28μmol/s〔請再一併參閱第四圖現有之發光模組驅動狀態示意圖所示〕，其光合作用光子效率〔Photosynthetic Photon Efficacy，PPE〕則為1.83μmol/j，而讓植物可獲得光照進行成長。
然而，上述發光燈具雖可達到提供植物生長所需的光照之預期功效，但也其實際操作施行使用上發現，該發光燈具係令驅動電路驅動發光模組保持恆亮狀態，相對即造成該發光模組呈一持續耗電狀態，導致該發光燈具在數用過程中之耗電量極為可觀，對於使用者係為一較大的負擔，致令其在整體結構設計上仍存有改進之空間。
緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，再予以研究改良，提供一種節能植物照明系統，以期達到更佳實用價值性之目的者。
本發明之主要目的在於提供一種節能植物照明系統，其主要 係能拉高瞬間所產生的光量，提高植物光合作用效率，其整體平均消耗功率卻未增加，以達到降低能源消耗、省電，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。
本發明節能植物照明系統之主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成：
其主要係包括有植物照明系統；其中：該植物照明系統，其主要係設有驅動電路，於該驅動電路連接有閃頻驅動電路，再於該閃頻驅動電路連接有發光模組；假設基礎照度值為K，該基礎照度係為植物生長所需的基本光照度，令該發光模組之發光亮度提高為基礎照度值為K之N倍〔N>1〕，而該閃頻驅動電路之驅動頻率
Figure 109141605-A0305-02-0006-2
2KHz，且該閃頻驅動電路之空乏比設為Y%，Y=100/N±30，10
Figure 109141605-A0305-02-0006-3
Y
Figure 109141605-A0305-02-0006-5
90。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該閃頻驅動電路係為脈寬調變〔Pulse-width modulation，PWM〕電路。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該閃頻驅動電路係為交流電路。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該閃頻驅動電路係為震盪電路。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該發光模組係由多顆LED晶粒組成。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該發光模組係由高功率LED組成。
本發明節能植物照明系統的較佳實施例，其中，該發光模組利用增加該驅動電路之驅動電流增加發光亮度。
1:植物照明系統
11:驅動電路
12:閃頻驅動電路
13:發光模組
2:發光燈具
21:驅動電路
22:發光模組
第一圖：本發明之結構示意圖
第二圖：本發明之使用驅動狀態示意圖
第三圖：現有之發光燈具結構示意圖
第四圖：現有之發光模組驅動狀態示意圖
為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：
首先，請參閱第一圖本發明之結構示意圖所示，本發明主要係包括有植物照明系統(1)；其中：該植物照明系統(1)，其主要係設有驅動電路(11)，於該驅動電路(11)連接有閃頻驅動電路(12)，該閃頻驅動電路(12)可為脈寬調變〔Pulse-width modulation，PWM〕電路、交流電路、震盪電路等，再於該閃頻驅動電路(12)連接有發光模組(13)，該發光模組 (13)可由多顆LED晶粒組成或由高功率LED組成。
而由於植物的光合作用包含有光反應及暗反應，該光反應必須在有光的情形下，在葉綠餅內進行，形成ATP及NADPH，以儲存能量供給暗反應使用，而該暗反應則無需光的存在，在基質中進行，可藉一系列酵素所促進的反應，將CO2，轉變為醣類，該光反應及該暗反應皆係於白天進行，且先有光反應、再進行暗反應。
使得本發明於操作使用上，即可假設基礎照度值為K，該基礎照度係為植物生長所需的基本光照度，令該發光模組(13)之發光亮度提高為基礎照度值為K之N倍〔N>1〕，而該發光亮度之提高方式可增加LED晶粒數量、或搭配高功率LED、或增加該驅動電路(11)之驅動電流，而該閃頻驅動電路(12)之驅動頻率
Figure 109141605-A0305-02-0008-6
2KHz，且該閃頻驅動電路(12)之空乏比設為Y%，Y=100/N±30，10
Figure 109141605-A0305-02-0008-7
Y
Figure 109141605-A0305-02-0008-8
90，即可節省1-Y%的電能而達到相同的作物栽培效果。
以下利用一實施例進行說明，請再一併參閱第二圖本發明之使用驅動狀態示意圖所示，假設基礎照度值為15w，該發光模組(13)之亮度為30w，為基礎照度值15w之2倍，其發光效率為110 lm/w，使得該發光模組(13)之光通量為3300流明〔lm〕，令該閃頻驅動電路(12)之驅動頻率為2.5KHz、空乏比為50%，如此一來該發光模組(13)之實際平均消耗功率即為15w，其平均光通量為1650流明〔lm〕，而於照射在植物上時，卻可讓植物所獲得之光合作用光子通量〔photosynthetic photon flux，PPF〕為42μmol/s，其光合 作用光子效率〔Photosynthetic Photon Efficacy，PPE〕則為2.8μmol/j，令植物照明效率提升50%，因此能夠在相同栽培的基礎光量下節省50%能源消耗。
請再參閱下表一所示，分別以該植物照明系統(1)〔WW〕、現有之普通燈具〔CW〕、現有之可發出紅藍光線之燈具〔RB〕三者，CW與RB燈管每根消耗18W，需使用7根燈管來達成基礎栽培光量(>200μmol/j)，WW燈管每根消耗15W，使用4根燈管來達相同栽培光量，每天分別對羽衣甘藍〔Kale〕、香波紅火燄〔Fire〕、冰山皺葉〔Red〕三種蔬菜植物照光16小時、定植35天後採收，可得知該植物照明系統(1)〔WW〕能有效的提升植物地上部與地下部的鮮重，同時令植物的葉綠素濃度上升與節省50%的耗電。
Figure 109141605-A0305-02-0009-1
藉由以上所述，本發明之使用實施說明可知，本發明與現有技術手段相較之下，本發明主要係能拉高瞬間所產生的光量，提高植物光合作用效率，其整體平均消耗功率卻未增加，以達到降低能源消耗、省電，而在整體施行使用上更增實用功效特性者。
然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾， 皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
1:植物照明系統
11:驅動電路
12:閃頻驅動電路
13:發光模組

Claims (7)

  1. 一種節能植物照明系統，其主要係包括有植物照明系統；其中： 該植物照明系統，其主要係設有驅動電路，於該驅動電路連接有閃頻驅動電路，再於該閃頻驅動電路連接有發光模組；假設基礎照度值為K，該基礎照度係為植物生長所需的基本光照度，令該發光模組之發光亮度提高為基礎照度值為K之N倍［N＞1］，而該閃頻驅動電路之驅動頻率≥2KHz，且該閃頻驅動電路之空乏比設為Y%，Y=100/N±30，10≤Y≤90。
  2. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該閃頻驅動電路係為脈寬調變［Pulse-width modulation，PWM］電路。
  3. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該閃頻驅動電路係為交流電路。
  4. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該閃頻驅動電路係為震盪電路。
  5. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該發光模組係由多顆LED晶粒組成。
  6. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該發光模組係由高功率LED組成。
  7. 如請求項1所述節能植物照明系統，其中，該發光模組利用增加該驅動電路之驅動電流增加發光亮度。
TW109141605A 2020-11-26 2020-11-26 節能植物照明系統 TWI732717B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109141605A TWI732717B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 節能植物照明系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109141605A TWI732717B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 節能植物照明系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI732717B true TWI732717B (zh) 2021-07-01
TW202221253A TW202221253A (zh) 2022-06-01

Family

ID=77911369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109141605A TWI732717B (zh) 2020-11-26 2020-11-26 節能植物照明系統

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI732717B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204350424U (zh) * 2015-01-05 2015-05-20 李小鹿 高功率因数植物照明节能灯
TWM516834U (zh) * 2015-09-11 2016-02-11 Josephtec Co Ltd 微型植物工廠的智能化照明裝置
CN108551909A (zh) * 2018-01-08 2018-09-21 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物照明装置的频闪方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204350424U (zh) * 2015-01-05 2015-05-20 李小鹿 高功率因数植物照明节能灯
TWM516834U (zh) * 2015-09-11 2016-02-11 Josephtec Co Ltd 微型植物工廠的智能化照明裝置
CN108551909A (zh) * 2018-01-08 2018-09-21 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物照明装置的频闪方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202221253A (zh) 2022-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204901478U (zh) 一种用于植物生长的光照系统
WO2018152980A1 (zh) 一种用led进行植物生长照明的智能控制装置及方法
US20040230102A1 (en) Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth
US10959381B2 (en) Systems and methods of illuminating plants
KR100879711B1 (ko) Led를 갖는 식물재배용 조명장치
KR20120088662A (ko) 원예용 ｌｅｄ 조명 어셈블리
JPH08103167A (ja) 植物栽培用光源
KR20100057849A (ko) 식물을 성장 시키기 위한 ｌｅｄ 조명 장치
CN103925483A (zh) 一种新型led植物生长灯
CN103841818A (zh) 植物栽培用照明装置、植物栽培系统及植物栽培方法
JPH0937648A (ja) 光半導体を光源とした植物栽培方法
CN202691684U (zh) 植物生长led灯
TWI732717B (zh) 節能植物照明系統
CN102972278A (zh) 一种使用led光源室内培养小青菜开花的方法
CN203036334U (zh) 一种智能led植物生长灯
CN104456202A (zh) Led植物灯及其使用方法
CN203297988U (zh) 一种植物生长灯
WO2022133846A1 (zh) 节能植物照明系统
CN114679810A (zh) 节能植物照明系统
EP3968754A1 (en) Assimilation lighting with improved spectrum
CN105736967A (zh) 一种植物保鲜灯及其光谱调配方法
TW201032705A (en) A light emitting diode lamp for cultivating plants and medical treatment
CN103644504A (zh) 一种基于太阳能的提高茄子叶片总糖的led系统
KR102604933B1 (ko) 식물생장조명장치
NL2023151B1 (en) Assimilation lighting with improved spectrum