高光效低能耗LED智能植物工厂关键伟德国际平台注册及系统集成

2017年09月28日 11:43 分类:全部
“高光效低能耗LED智能植物工厂关键伟德国际平台注册及系统集成”是由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所杨其长教授团队完成的项目。前段时间,该项目已通过初评,有望摘得2017年国家科技进步二等奖。
近年来,LED在植物生长领域应用的巨大潜力市场逐步得到重视,国内的植物工厂越来越受关注,杨其长教授团队申报的项目针对植物工厂规模化应用亟待解决的光效低、能耗大、多因子协同管控难等关键伟德国际平台注册及系统集成瓶颈,经过12年的潜心研究,在植物工厂光源适配理论与方法、光效与能效提升、营养品质调控以及多因子协同管控伟德国际平台注册等方面取得了多项原创性成果。奠定了我国在国际上的优势地位。突破的关键伟德国际平台注册包括:
先提出植物“光配方”概念并阐明其理论依据,创制出基于光配方的LED节能光源及其光环境调控伟德国际平台注册。基于植物光合对不同光谱的响应特征,率先提出了植物“光配方”概念,构建了典型作物不同生育期的光配方优化参数。创制出基于光配方的红光(660nm)与蓝光(450nm)芯片组合式、蓝光芯片与荧光粉激发式多光谱组合 (R/G/B/FR) LED节能光源;研发出基于植株发育特征的移动式LED光源及其光环境调控伟德国际平台注册,显著降低光源能耗。与荧光灯相比,节能率达62%以上。
首次提出植物工厂光-温耦合节能调温方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的节能调控伟德国际平台注册。基于夜晚室外空气含有冷源、光期空调降温能耗高的现实,首次提出将光期置于夜晚、引进室外自然冷源降温的“光-温耦合节能调温”方法,发明了基于室外冷源与空调协同调温的植物工厂节能环境调控伟德国际平台注册装备,显著降低空调能耗。与传统空调降温相比,节能率达24.6-63.0%。
发明了UV-纳米TiO2营养液协同处理伟德国际平台注册和采收前短期连续光照提升蔬菜品质方法,研发了基于光-营养协同调控的蔬菜品质提升伟德国际平台注册。发明了UV-纳米TiO2协同处理营养液自毒物质的伟德国际平台注册方法,首次提出采收前短期连续光照调控蔬菜品质新伟德国际平台注册,探明了提升蔬菜品质的光环境优化参数及调控策略,降低叶菜硝酸盐含量达30%以上,并显著提高了Vc和可溶性糖含量。
研发出植物工厂光效、能效与营养品质提升的环境-营养多因子协同伟德国际平台注册,集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套伟德。探明了基于光配方、光-温耦合与营养品质提升等多因子协同调控的逻辑控制策略及算法,研制出基于物联网的植物工厂智能化管控伟德国际平台注册,实现对植物工厂温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液EC、pH、DO等要素的在线检测、远端访问、程序更新及网络化智能管控。集成创制出3个系列的智能LED植物工厂成套伟德国际平台注册伟德:规模量产型、可移动型、家庭微型植物工厂。
成果获授权专利86件,其中发明专利42件(美国等国际发明专利4件),发表论文112篇(其中SCI和EI收录38篇),出版专著5部,并创制出规模生产型、移动型、家庭微型植物工厂等多个系列伟德。
2016年6月“智能LED植物工厂伟德国际平台注册”作为农业领域重大科技成果代表,参加国家“十二五”科技创新成就展,受到社会各界广泛赞誉,被誉为“土地利用和农作方式的颠覆性伟德国际平台注册”。
世界著名植物工厂专家、日本植物工厂学会理事长、日本千叶大学前校长古在丰树教授给予该项目成果高度的评价:“中国农科院植物工厂伟德国际平台注册在光配方及LED光源、光-温耦合节能环境控制等方面研究处于国际领先水平。”
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