RS20080016A - Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru - Google Patents

Abstract

Pronalazak spada u oblast električnog osvetljenja, a konkretno se odnosi na Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru.Predmetnim pronalaskom je rešen tehnički problem dopunskog osvetljenja sa odgovarajućom regulacijom kojim se efikasno utiče na povećani priraštaj i kvalitet biljne proizvodnje u staklenicima i plastenicima. Pri tom se stvaraju balansirani uslovi za rad i proizvodnju, visokog stepena autonomije u odnosu na spoljne faktore, svetlosni uticaj na sastav i kvalitet ploda i visoka fitopreventivna zaštita.Ovo je ostvareno tako što predmetni uređaj čine: monitor (1) sa interfejsom (2), upravljački sklop (3), sklop (4) za napajanje električnom energijom, ventilator (5) za hlađenje LED elemenata i uduvavanje CO2 koji su od rezervoara (6) međusobno povezani odgovarajućom električnom instalacijom i cevima ventilacije, pri čemu upravljački sklop (3) čine podsklop (9) za kreaciju zadatih signala, zatim podsklop (10) za regulaciju dužine trajanja impulsa, tj. odnosa signal - pauza i frekvencije, separatno za svaku boju -spektar i podsklop (11) za manuelno biranje i unošenje podataka.

Description

UREĐAJ I POSTUPAK OSVETLJENJA NAMENJEN ZA POBOLJŠANJE

BILJNE PROIZVODNJE U ZAŠTIĆENOM PROSTORU

Oblast tehnike

Oblast tehnike na koju se pronalazak odnosi je uopšteno posmatrano, oblast osvetljenja u poljoprivrednoj proizvodnji a konkretno se odnosi na uređaj na bazi LED tehnologije koji se koristi za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru.

Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata (Int.cl. 7) predmet pronalaska je razvr-stan i označen osnovnim klasifikacionim simbolom A 01 G 9/26 kojim su definisani elek-trični uređaji u staklenim baštama i sekundarnim klasifikacionim simbolom G 05 D 25/02 koji obuhvata regulisanje svetlosti karakteristično po korišćenju električnih naprava.

S, obzirom na činjenicu da novi uređaj koristi svetlost u više boja, predmet pronalaska može biti označen i slcdećim sekundarnim klasifikacionim simbolima: F 21 S 10/02 za označavanje uređaja ili sistema koji proizvode svetlost koja može da menja bo-ju, odnosno G 05 D 25/00 koji obuhvata regulisanje svetlosti na primer intenziteta, boje, faze i dr.

Tehnički problem

Tehnički problem koji se rešava predmetnim pronalaskom sastoji se u sledećem: Kako ostvariti dopunsko osvetljenjc sa odgovarajućom regulacijom, radi kvalitetnijeg i povećanog priraštaja biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru, tako što njime utičemo na dinamiku i faze fotosintetskog procesa, aktivno učestvujući u determinisanju karakteristika i osobina finalnog proizvoda biljke, kojim se pri tom ostvaruje i preventivna fitopatogena uloga u zaštiti od bolesti i patogena kroz cmitovanje u programibilnim vremenskim intervalima za tu namenu posebno kreirane svetlosti, specifičnog spektra kojom se aktivno deluje na bolesti, bakterije, mikroorganizme i Štetočine, pri čemu takav uređaj i način njegove primene moraju da budu konkurentni sa poznatim klasičnim sredstvima za osvetljenje u staklenicima i plastenicima, kako u pogledu ekoloških parametara, zrače-nja, treperenja, zujanja i si, tako i u pogledu cene izrade, instaliranja, održavanja i dužine veka trajanja.

Stanje tehnike

U procesu metabolizma biljaka, da bi sc fotosinteza odvijala nesmetano, biljci je pored odgovarajuće vlage, pristupa hranjivim materijama, određene temperature i optimalne koncentracije C02, potrebno obezbediti i odgovarajući nivo osvetljenosti (fotosinteza se inicira na L = 5001x, sto je vrednost kompezacione tačke za svetlost kod većine viših biljaka). Kada je biljka osvetljena prirodnom, sunčevom svetlošću, od (75-85%) svetlosti koliko se apsorbuje, jedna četvrtina je fotosintetski aktivna, iskoristi se 0.5-7%, dok se ostali deo reflektuje, pretvara u toplotu, luminiscira i dr. Ova pojava je posledica transfera svetlosne energije u određenom vremenu a parametri fotosintetske svetlosti su: - nivo osvetljenosti (zavisi od emitovanog spektra zračenja i za spektar Sunčeve svetlosti iznosi za povrtlarske kulture 1500 do 50001x, za cveće 4000 da 150001x i za laboratorij-sko istraživanje 20.000 do 30.0001x). - odabrani dijapazon spektra (zna se da se vidljiva svetlost sa Sunca nalazi u granicama 400 do 700 nm, a da je za proizvodnju različitih biljnih kultura najpovoljniji crveni deo spektra 640 do 680 nm, odnosno plavo ljubičasti deo spektra 400 da 450 nm).

- i režim osvetljavanja koji u skladu sa zahtevima korisnika može biti kontinuiran

ili impulsni.

Poslednjih godina znatno se povećalo interesovanje, pa u skladu sa velikim brojem eksperimenata i znanje o uticaju svetlosti na rast i prinos biljaka. Nova saznanja prime-njena u poljoprivrednoj proizvodnji omogućila su komercijalnim uzgajivačima ne samo da povećaju produktivnost, u smislu veće količine i boljeg kvaliteta proizvoda, nego i da proizvodnju sprovode kontinualno i plasiraju je na tržište u najpogodnijem trenutku. To znači daje proizvodnja biljnih kultura u zaštićenim prostorima postala praktično nezavi-sna od dnevne svetlosti, odnosno daje uzgajanje postalo moguće tokom cele godine. Zna-čajno je daje zahvaljujući veštačkom osvetljenju proizvodnja biljnih kultura proširena i na one delove sveta gde je to do skora bilo nezamislivo. Primenom veštačkog osvetljenja može se relativno jednostavno i jeftino ostvariti, kako produženje dana tako povećanje potrebne količine ozračenja. U stanju tehnike danas su dobro poznate metaf-halogene i natrijum svetiljke, pri čemu se snaga sijalica kreće od 400 W do 600 W uz podatak da jedna takva svetiljka pokriva površinu od 6 do 10 uf.

Pod pojmom zaštićene površine u ovoj patentnoj prijavi podrazumevaju se staklenici i plastenici, pri čemu ijedni i drugi koriste tzv. „učinak staklenika" uz saznanja koja su bitna kod opredeljenja za jednu ili drugu vrstu zaštićenih površina, a to su: - staklene ploče propuštaju svetio a barijera su za veliki deo toplotnog zračenja, dok plastična folija ne propušta svu svetlost ali je efikasna u zaštiti od tzv. opekotina biljaka. - trajnost stakla je neograničena, dok je trajnost folije ograničena na dve do tri godine.

- providnost stakla je 100% dok je providnost folije približno 80%.

- kroz staklo je prodor sunčevog spektra kompletan, dok folija ne propušta sve komponente sunčevog spektra. - velika razlika u ceni, koja je u ovom slučaju na strani folije (uzimajući u obzir i češće zamene folije, kao i troškove grejanja koji su uvećani kod staklenika).

Bez obzira na to da li se koriste plastenici ili staklenici, pouzdano se zna da je kontrolom i osmišljenim korišćenjem parametara koji utiču na proizvodnju kultura u za-štićenim prostorima, među kojima naučno koncipiranje osvetljenja svakako zauzima prvo mesto, moguće ostvariti višestruku proizvodnju uz dve do tri žetve za isti period.

Danas se slobodno može reći da su savremeni staklenici, bez obzira na veličinu nezamislivi bez dopunskog veštačkog osvetljenja kojim se reguliše proizvodnja biljnih kultura, međutim danas je sigurno da glavni izvor svetlosti u budućnosti nikako neće biti sijalice (klasične sijalice, fluoroscentne lampe ili svetiljke na bazi natrijumskih isparenja) već LED osvetljenje koje je ekonomičnije, pouzdanije i dugotrajnije.

Među dilemama koje su danas najprisutnije a vezane su za veštačko osvetljenje su: izbor najpovoljnijeg spektra svetlosti, mogućnost razvoja lampe sa svetlosnim spektrom, čiji se sastav može menjati, a time učiniti pogodnim za više biljnih kultura, pronalaženje optimalne količine svetlosti, način rada i visok nivo uštede energije, izbor najpovoljnije vrste hlađenja LETTJIODA, kao i ponašanje insekata i parazita pod ovim osvetljenjem.

Upravo ove dileme bile su polazna osnova autoru za iznalaženje lampe bazirane na LED tehnologiji koja bi u najvećoj meri omogućila optimalne uslove za gajenje biljaka u zaštićenom prostom. Pregledom dostupne domaće i strane patentne dokumentacije konstatovano je da ne postoji rešenje relevantno rešenju predmetnog pronalaska.

Izlaganje suštine pronalaska

Predmetnim pronalaskom u potpunosti je rešen napred definisan tehnički problem.

Suština pronalaska ogleda se u tome što je prema ideji autora konstruisana svetiljka, zasnovana na LED tehnologiji, koja u sebi sadrži: sklop napajanja, upravljački sklop sa pod sklopom za definisanje parametara i kreaciju zadatih signala, LED draj-versku jedinicu uređajem kontrolisanu za dobijanje promenljivog RGB spektra, i gaba-ritno i oblikom staklenicima odgovarajuće malo kućište sa LED (modulima i diodama) elementima učvršćeno na osno i po horizontali pomcrljivom nosaču, koji su međusobno tako povezani i optimalno koncipirani u cilju ostvarivanja odgovarajućih foto-sintetskih parametara kojima se omogućava povećanje prinosa biljnih kultura u zaštićenim prostorima (staklenicima i plastenicima). Pronalazak je baziran na korišćenju LED lampi (Light Emitting Diode-diode koje emituju svetio) tako da su iskorišćene neke važne prednosti ove tehnologije i to: - LED stvara približno isto, ili više svetlosti pri istoj snazi (W) u odnosu na poznata i klasična sredstva osvetljenja; - može emitovati svetlost samo željene talasne dužine; - svetlost dobijena sa LED se može usmeriti direktno na cilj; - LED ima dug radni vek (približno na 50.000 radnih sati,emisioni intenzitet opadne za oko 20%); - ne stvara toplotu u pravcu emitovanja svetlosti; - LED može da pulsira (impulsni režim rada) čime se povećava iskorišćenje energije, prib. 30%, a u ovoj nameni, specifičnim režimom rada 10-100 puta; - nema emisiju štetnog UV dela spektra, kao ni IR;

- mogućnost kreacije spektralnog sastava emitovane svetlosti.

LED elemente (u daljem tekstu RGB moduli) čine pojedinačne snažne LED diode, LED moduli sa više LED dioda sa emisionom svetlošću u bojama (monohromatski) i spektrima (polihromatski), tj. sa RGB u osnovi. Suština pronalaska ogleda se i u tome što je predmetna LED lampa na bazi eksperimentalno utvrđenih rezultata koncipirana tako da pomoću precizno realizovanih fotosintetskih parametara svetlosti, pruža mogućnost da biljke istu iskorišćavaju mnogo efikasnije, zahvaljujući tome što se planski, impulsno deluje prilagođenim sastavom na veliki broj internih mehanizama unutar samih listova biljke, koje na taj način tretirane pokazuju pozitivne promene u planski, režiranom rastu i kvalitetu ploda.

U svctloj fazi fotosinteze, biljkama u određenim vremenskim intervalima u hc-mijskom procesu sinteze organskih materija nije potrebna svetlost. U tim kratkim vremenskim intervalima lampa ne emituje svetlost. Emisija sc dešava pcriodično-impulsno, jakim bljeskovima koji spektralnom energijom i fluksom ekscituju elektrone, inicirajući fotoaktivnost. Tako su osvetljenje i aktivnost biljke sinhronizovani, biljka inicirana da fotosintetski reagujc u svetlosnom ritmu, čime je svetlost maksimalno iskorišćena uz veliku uštedu.

Novost pronalaska predstavlja konstruktivno rešenje kućišta, sa dosta homoge-nom emisijom, koje pritom efikasno štiti uređaj od vlage, malo je po gabaritu i lagano. Moguće je zahvaljujući niskoj montaži i obliku, na kućište učvrstiti nosač druge lampe čime se nesmetano i jednostavno dobija još iedan izvor svetlosti na drugoj visini. Tako se biljka za sve vreme rasta i sazrevanja permanentno snabdeva optimalnim dotokom svetlosti .

Novost pronalaska predstavlja i to što je lampa konstruktivno izvedena tako da radi manuelno - poluautomatski ili automatski, pomoću posebnog softvera koji reguliše rad LED drajvera u lampi, čime je stvorena mogućnost maksimalne uštede energije tokom rada uređaja.

U odnosu na dosada poznata tehnička rešenja koja se odnose na probleme osvetljavanja biljaka u zaštićenim prostorima, prdmetni pronalazak ima više prednosti od ko-jih se najvažnije navode i to: - ekološki je potpuno prihvatljiv jer je neškodljiv i bezopasan po zdravlje ljudi; - temperaturno-hladan izvor svetla; - po život i zdravlje ljudi bezopasan radni napon; mogućnost promene gotovo svih svctlosnih parametara: intenziteta, dominant-nih talasnih dužina, spektralnog sastava, učestanosti diskretnih i integralnih bljeskova; - separatna zamena svakog dotrajalog ili stradalog elementa u lampi i upravljač-ko-napojnim segmentima, tj. brzo i jeftino servisiranje; - po zahtevu promenljivi i programibilni radni režimi u vremenskom i frekvent-nom domenu; - neinvazivan uticaj na poboljšanje hemijskog sastava ploda, definisanjem odnosa intenziteta crvene i plave svetlosti u različitim fazama razvoja biljke, što se ogleda kroz povećan rast i plodnost biljaka; - velike uštede u energiji; - lak za održavanje i pouzdan u radu; - uređaj je mobilan i lako se instalira i podešava prema potrebama biljaka za osvetljenjem.

Kratak opis slika i nacrta

U cilju lakšeg razumcvanja pronalaska kao i zbog prikazivanja kako se pronalazak može ostvariti u praksi autor se samo primera radi, poziva na priložene nacrte koji se odnose na predmetnu prijavu i gde:

- Slika 1.prikazuje funkcionalnu blok šemu predmetnog uređaja.

-Slika 2.predstavlja šematski prikaz kućišta lampe sa elementima spajanja sa dru-gom lampom.

- Slika 3.prikazuje paralelno napajanje LED modula, jednim ili više LED drajvera.

-Slika 4.prikazuje serijsko napajanje LED modula LED drajverom.

-Slika 5.prikazuje izgled kontualnih i impulsnih signala u impulsnom režimu rada lampe na RGB modulima za Tt = 200 us, i odnosom bazičnih frekvencija pravougaonih impulsa fr:fg:fb=2:1:2.- Slika 6.prikazuje izgled kontualnih i impulsnih signala u impulsnom režimu rada lampe na RGB modulima za Tt = 100 us, i istim odnosom fr:fg:fb=2:l:2.- Slika 7.predstavlja algoritam softvera koji reguliše rad predmetnog uređaja u automatskom režimu rada.

Detaljan opis pronalaska

Posmatranjem priloženih slika lako se uočava da predmetni uređaj čine: monitor

1 sa interfejsom 2, upravljački sklop 3, sklop 4 za napajanje električnom energijom, ventilator 5 za hlađenje LED elemenata i uduvavanje C02ili hladnog azota (N) iz rezervoara 6 , koji su međusobno povezani odgovarajućom električnom instalacijom i cevima ventilacije. Upravljački sklop 3 čine podsklop 9 za kreaciju zadatih signala, zatim podsklop 10 za regulaciju parametara signala: dužine trajanja impulsa, tj. odnosa signal-pauza frekvencije, separatno za elemente iste boje-spektra i podsklop 11 za manuelno biranje i unošenje podataka. Prekidač 26 za izbor režima rada je sa dva položaja 1-2 i l'-2', pri čemu je položaj 1-2 kontinuiran (sa mogućnošću izbora samo bele svetlosti male snage,

u cilju stvaranja za rad prijatne atmosfere u zaštićenom prostoru), dok u položaju l'-2' uređaj radi u programiranom spektralnom i impulsnom režimu. Prema primeru izvođenja pronalaska Umax = 40 do 50 V, mada se mogu koristiti i drugi viši ili niži naponi, pri če-mu izlazna struja zavisi od broja instalisanih LED elemenata , čiji broj definiše intezitet emitovane svetlosti i određuje snagu napojne jedinice, tj. strujni limit (zaštitu uređaja). LED elementi emituju svetlost koja ima izraženu energiju - maximume u crvenom i plavom delu spektra. Predviđeno je da se za formiranje jedne boje (spektra) koristi 6-12 LED elemenata u lampi, koji kako se to vidi naslikama 3 i 4priloženog nacrta, mogu biti vezani serijski ili paralelno, zavisno od karakteristika drajvera. Željeni spektar se dobija kombinacijom boja, odnosno spektara dva, tri ili više različitih elemenata. Svi elementi iste boje spektra rade na isti način u vremenu, a radni režim se diktira sklopom 3. Nakon instaliranja lampi 7, spektar se kreira unosom parametara softverski ili manualno, pri čemu su frekvencije signala pojedinih boja - spektara u celobrojnom iznosu (npr. za tri elementa, tj. boje - spektra, odnos fa:fb:fc je 1:2:1, 1:3:5, 4:3:2 i td;). Ukupan broj instalisanih elemenata određuje maximalan intezitet osvetljaja i on se takođe može po po-

trebi povećati jednostavnom montažom na željenu visinu još jedne ili više lampi na već postavljenu lampu 7, jednostavnim umetanjem druge lampe tako što se nosač 20 druge lampe i cevasti nosač 17 prve lampe čvrsto povcžu PE spojnicom 15 pooću navoja 18. Da bi nastavak 20 druge lampe mogao da se umetnc u prvu lampu 7 na njenom poklopcu 21 izveden je centralno pozicioniran kružni otvor 22 prečnika neznatno većeg od prečnika nosača 20. U cilju sprečavanja ulaska vlage u lampu 7, kada se ona instalira bez nosača 20

u otvor 22 se umeće kružna plastična zaptivka 23. U slučaju spajanja dve lampe vazduh za hlađenje i C02protiču kroz šupljine 24 cevastih nosača 17 i 20, a električno napajanje i sistem upravljanja režimom rada dodatne lampe ostvaren je preko konektor pločice 25

i drajvera 7, pri čemu svaka dodatna lampa ima analognu konektor pločicu i drajver, koji omogućavaju konekciju za prenos napajanja i električnih signala upravljanja.

Na kućištu 14 su za potrebe hlađenja obodno izvedeni pri vrhu simetrično raspo-ređeni mali otvori 19 kroz koje neprekidno izlazi zagrejani vazduh, a usled rada ventilato-

ra 5 ili usled toplog vazduha u lampi 7 se stvara nadpritisak koji sprečava da u nju prodre _ vlažan vazduh, koji je konstantno prisutan u staklenicima i plastenicima.

Maximalnu izlaznu snagu odnosno intenzitet emitovane svetlosti limitira jedino kapacitet napojne jedinice 4, a on se takođe može kaskadno povećati paralelnim veziva-njem potrebnog broja drugih, uz uslov da to dozvoljavaju električne instalacije.

Zbog vrlo male potršnje el. energije, impulsni režim rada omogućava instalaciju lampi vrlo izraženih performansi, sa emisijom oko 33 KHz brzih svetlosnih impulsa velike snage.

Izbor trajanja bazičnih impulsa u povorci je izvršen na osnovu rezultata dobijenih kroz istraživanja, koja su pokazala daje optimalno trajanje impulsa 10-15 us.

Kućište 14 LED lampe izvedeno je u kruškastom obliku ili kako je to u ovom na-crtu prikazano u obliku zarubljene pravilne višestrane prizme a izrađeno je od konzistent-ne plastike ili sličnog materijala. Kućište 14 je zatvoreno tako da štiti LED elemente (LE diode i LED module) i od raznih mehanikih oštećenja prilikom tretiranja biljaka u zaštić enom prostoru.

Radni režim lampe 7 se rcalizuje na dva načina:

I. - potpuno automatski -softverski, programiranjem parametara kao što su: frekvencija i trajanje bazičnog svetlosno« impulsa, kao i intenzitet separatno za svaku boju-spektar. Svi bazični (pravougaoni) impulsi egzistiraju u vremenskim intervalima Tt, na frekvenciji ft), a Tt i fO se unose manuelno na sklopu 3, ili softverski na sklopu 1. Vrcd-nosti pomenutih parametara se definišu za vremenske intervale rada lampe, koji se takođe programiraju. Tako se automatski realizuju unapred zadati parametri osvetljenja (za svaki dan posebno ili u dužem vremenskom intervalu, mesečno ili na pr., na godišnjem nivou). Algoritam ovog radnog režima dat je na slici 7 priloženog nacrta. 2. - Poluautomatski-manuelno, biranjem parametara za istu vrstu elemenata, tj. svaku boju-spektar: frekvencije, intenziteta svetlosti, dužine „bljeska" (sa ili bez defini-sanja vremena rada tako određenim parametrima). Ako je režim rada poluautomatski-manuelani, nakon isteka zadatog vremena uređaj prelazi na automatski način rada, ili prestaje sa radom ako ne postoji računar.

Iako je emitovana svetlost impulsnog karaktera, uređajem prema pronalasku se ostvaruje daje njen spektar kontinualan sa maksimumima u cvenom i plavom delu. Nji-hov odnos se određuje promenom intenziteta i frekvencije, separatno svakog spektra, odnosno boje (npr. kombinacija bele i crvene).

Način rada definisan je preklopnikom P 26 na uređaju. Impulsni režim se realizuje na dva načina: u određenom vremenskom intervalu (Tt) koji se definiše softverskim ili direktnim izborom egzistira određeni broj impulsa. Odnos njihovih frekvencija kao i vreme trajanja impulsa za određenu boju vrši se definisanim softverom i drajverskom konfiguracijom. - u istom vremenu (Tt) može se pored impulsnog definisati kontinualan jednosmerni signal, umesto povorke pravougaonih impulsa. Priroda signala određena je tem-peraturnim i strujno impulsnim performansama LED elemenata 12 i 13, kao i dodatnom uštedom. U oba slučaja navedenim signalima se upravlja sklopom 9 i 10 koji regulišu rad LED drajvera 27.

Radi sagledavanja štedljivosti lampe prema pronalasku dati su neki primeri potro-šnje za rad u klasično produktivnom i impulsnom režimu sa celim impulsom (u impulsnom režimu sa povorkom pravougaonih impulsa, potrošnja je dva puta manja). Za lampu maximalno instalisane snage Pinst=144W (ukupno dvanaest LED elemenata), minimalna potrošnja el. energije sa parametrima:

U0 = U0max = 36V

I0 = I0max=lA

Tt = Timin = Tib = Tir = 12,5 microsec.

f -20 Hz, (Tp = 50ms)

Pmin - (20<*>12,5)*Pinst/l 000000 - 0,0()025<*>Pinst = 0,00025<*>144W = 0.036VV = 36mW

U0 = U0max = 36 V

10 = I0max=lA

Tt = Ttmax = Tib = Tib =5ms

f= 100 Hz, (Tp= lOms)

Pmax=(100<*>0.005)Pinst=0.5Pinst=72W

Ako lampa radi u impulsnom režimu sa povorkom generisanih pravougaonih impulsa, maksimalna potrošnja jc:

Pmax = Pinst /4 = 36W, dok jc minimalna:

Pmin=18mW

Zbog sporosti, oko minimalnu svetlost vidi kao slabu (impulsi periodično sa Tp = 50ms, traju 12,5p.s, a oko je osetljivo na~24-25Hz, tj. na =40ms, stoje 3000 puta spori-je), ali je za biljku ipak fotosintetski aktivna, jer iako kratkog trajanja, ona vrši pobudu u hlorofilu i drugim pigmentima.

U impulsnom režimu, primer: Tt = 100 microsec je vreme u kome traje povorka periodičnih pravougaonih impulsa, čija je perioda Ti = 25-40 microsec., tj. frekvencija F = 25-40KHz. Za na primer: f = 20Hz, ekvivalentna perioda Tp = 50 msec. Sa parametrima iz navedenog primera prođe 1500-2000 impulsa svake boje-spektra (ako im je ista frekvencija), ili u srazmeri sa frekvencijom, u celobrojnom iznosu proporcionalan broj impulsa po bojama-spektrima koji pobuđuju LED elemente.

Primer kreacije spektra: lampa se sastoji od hladno-belih i crvenih led elemenata. Integralno ona emituje spektar koji ima 60-80% energije u delovima spektra čija je tala-sna dužina u intervalima 620-650 nm i 420-450 nm.

Iz prikazanog režima potrošnje, vidi se mogućnost eksploatacije solarne energije u ovu svrhu. Kako je poznato, LE diode 12 ne stvaraju toplotu napred gde emituju svetio već pozadi na zadnjoj strani uređaja, u zavisnosti od karakteristika elemenata, radne struje i režima, može postojati potreba za hlađenjem lampi. Temperature, koje oslobađaju konvencionalne lampe iste namene su neuporedivo više od radnih temperatura LED elemenata (metal-halogene lampe emituju vise od 550°C), koje su u jednosmernom režimu rada u zavisnosti od tipa 40-80°C, iako su temperaturne granice veće od 100°C.

Zbog temperaturnih oscilacija u zaštićenom prostoru, preventivne zaštite obezbeđenja dugog i pouzdanog rada lampi, hlađenje LED elemenata se vrši cirkulacijom vazduha ili CO-, kroz razvodnu mrežu 8, šupljine 24 u nosačima 17 (PE-A1-PE), kroz koje inače prolazi i električna i signalna instalacija. Nosači 17 se radi lakše montaže umeću u ,,T" razvodnike 16, ukopane u zemlju a zamena nosača 17 vrši se jednostavnim umetanjem novog nosača u ccvasti spojnik 29 i učvršćenjem pomoću narezanih navoja 18. Ovaj način hladjenja je oda-bran zbog istovremenog snabdevanja biljaka sa C02ili N, a isto se može vršiti i kada potrebe za hlađenjem ne postoje. C02izlazi pod malim pritiskom (koji se reguliše otvaranjem izlaznog ventila 28 na rezervoaru 6 ili brzinom rada ventilatora 5). Vazduh sa ventilatora 5 preko ,,T" razvodnika 16 i šupljine 24 odlazi u kućište 14 a zatim izlazi kroz otvore 19 u gornjem delu lampe 7 u blizini biljaka. Kako jc lampa 7 na odgovarajućoj visini (na pr. h = lm), a C0<2>teži od vazduha, obezbeđenaje kvaltetna snabdevenost potrebnim C02.

Za razliku od mnogih, svetlosni LED izvori 12 zrače više na niskim temperatura-ma (referentna T = 25°C). U intenzivnoj biljnoj proizvodnji sa velikim brojem biljaka/m<2>, za koju je dopunsko osvetljenje namenjeno, neophodne su znatne količine C02i njegova koncetracija se reguliše na opisani način.

Takođe se u slučaju potrebe, temperaturna zaštita može realizovati automatski pomoću termosenzora, povezanog sa upravljačkom jedinicom 3, koja balansira parame-tre i rasterećuje LED elemente snižavajući njihovu temperaturu, što u stvari predstavlja sekundarni preventivni nivo zaštite, koji obezbeđuje dugotrajan i siguran rad uređaja.

Način industrijske ili druge primene pronalaska

Industrijski ili drugi način dobijanja i primene LED lampe namenjene za pobolj-šanje biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru, u skladu sa ovim pronalaskom apsolutno je moguć prema parametrima koji su navedeni u ovom opisu.

Stručnjaci iz predmetne oblasti mogu bez problema sprovesti postupak za izradu predmetne lampe korišćenjem ovog opisa i nacrta.

Pronalazak je zbog brze ugradnje gotovih komponenti u geometriju lampe, vrlo pogodan za serijsku proizvodnju, a provera na prototipovima u zaštićenom prostoru na oglednim parcelama pokazala je odlične rezultate.

Primena pronalaska je sa stanovišta limita intenziteta osvetljenja, tj. angažovane el. snage, preporučljiva i zbog toga što je uređaj limitiran samo električnim osobinama (el. otporom, odnosno poprečnim presekom provodnika) postavljene el. instalacije. Even-tualno povećanje nivoa el. snage na napojnoj jedinici se postiže jednostavnim kaskadnim dodavanjem jedinica (k.j.) izlazne snage, tako daje ukupna snaga na izlazu: Pu = nPk.j., gdc jc n = 1, 2, 3,4, 5, 6 - celobrojni umnožak, a Pk. j jedinična snaga kaskade. Povećanje maximalnc izlazne osvetljenosti, postiže se jednostavnim ugradnjom novih lampi na po-stojeće, a u zavisnosti od kapaciteta lampe i pratećeg drajvera, taj priraštaj jc različit.

Claims (10)

1. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zašti-ćenom prostoru, NAZNAČEN TIME, što ga čine: monitor (1) sa interfejsom (2), upra-vljački sklop (3), sklop (4) za napajanje električnom energijom, lampa (7), ventilator (5) za hlađenje LED elemenata i uduvavanje C02i azota koji su od rezervoara (6) međusob-no povezani odgovarajućom električnom instalacijom i cevima (8) ventilacije.

2. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštićenom prostoru, NAZNAČEN TIME, što lampu (7) čine nosač (17) sa cevastom spojnicom (29) i postoljem (15) na kome je učvršćeno kućište (14) sa na gornjoj ploči (21) centralno pozicioniranim otvorom (22), pri čemu su na stranama simetrično raspoređeni LED moduli (13) sa LE diodama (12), LED drajverima (27), ventilacioni otvori (19) i konektorska pločica (25).

3. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u za-štićenom prostoru, prema zahtevu 1, NAZNAČEN TIME, što upravljački sklop (3) čine podsklop (9) za kreaciju zadatih signala, zatim podsklop (10) za regulaciju dužine trajanja impulsa, tj. odnosa signal - pauza i frekvencije separatno za svaku boju - spektar, vremena Tt i osnovne frekvencije fO i podsklop (U) za manuelno biranje i unošenje podataka.

4. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zašti-ćenom prostoru, NAZNAČEN TIME, što se radni režim lampe (7) realizuje na tri načina: potpuno automatski - softverski, što se ostvaruje pomoću podsklopa (9); poluautomatski - manuelno, što se ostvaruje pomoću podsklopa (11) kontinualan rad se realizuje napon-ski-drajverskom konfiguracijom (27), pri čemu se željeni spektar realizuje intenzitetom nivoa osvetljaja pojedinih bazičnih LED elemenata (12) i (13), koji se definiše takođe kontrolnim uređajem - nivoom kontinualnih signala za bazične LED elemente.

5. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zašti-ćenom prostoru, prema zahtevu 3, NAZNAČEN TIME, što se za realizaciju automatskog - softverskog načina rada koristi softver prema algoritmu datom u opisu pronalaska.

6. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštić enom prostoru, NAZNAČEN TIME, što se za instalaciju razvodne električne mreže, i mreže ventilacije koriste razvodne cevi 8 PE-A1-PE, ili samo PE ispod zemlje, mali i po život bezopasan radni jednosmerni napon i niska radna temperatura, što je omogućano instalisanjem lampi na držaču (17) promenjivc dužine.

7. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštić enom prostora, NAZNAČEN TIME, što se LED elementi (12) i (13) u lampi (7) efikasno hlade vazduhom, odnosno mešanjem vazduha sa CO, ili N kroz zatvorene cevne instalacije (8), pogonjenim regulisanim pritiskom ventilatora (5) tako da izlaze pored LED elemenata (12) i (13) kroz za to namenski konstruisanc otvore (19) na rubu lampe (7).

8. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštić enom prostoru, NAZNAČEN TIME, što se preventivna termička zaštita lampi, tj. LED elemenata vrši, automatskim prilagođenjem efektivne radne struje, posredstvom povratne sprege termosenzora u lampi (7) i elektronskog uređaja (9) za kreiranje impulsa.

9. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u zaštić enom prostoru, NAZNAČEN TIME, što se fitosanitarna preventiva zaštićenog prostora vrši pored globalno zaštitnog prisustva svetlosti i namenski odabranom emisijom svetlosti posebnog spektra, kontrolisanom upravljačkim sklopom (3) uređaja.

10. Uređaj i postupak osvetljenja namenjen za poboljšanje biljne proizvodnje u za-štićenom prostoru, NAZNAČEN TIME, što se za realizaciju njegovog rada sa stanovišta napajanja električnom energijom, zbog niskog režima potrošnje iste, pri postojanju odgo-varajućih geografskih i klimatskih uslova koristi solarna energija.