Вопрос о том, как солнечный спектр изменяется со временем, важен для обеспечения наилучшей световой среды для растениеводства в контролируемых условиях. Свет является источником энергии в фотосинтезе, а также служит важным сигналом для реакции развития. Например, различные соотношения синего, красного и дальнего красного света могут вызывать изменения в удлинении листа и пигментации в растении

Ученые из Центра LESA в Политехническом институте Ренсселера создали систему датчиков спектрального захвата (SASSy), которая может измерять изменения в составе солнечного спектра в течение дня.

Количество солнечного света может значительно варьироваться, и ранее опубликованные исследования количественно оценили эту изменчивость.

Белый свет, включая солнечный свет, состоит из комбинации многих длин волн (рисунок 1). От яркого белого света полудня до уменьшенной интенсивности в сумерках, лучи света, достигающие поверхности Земли, заметно меняются в течение дня. Для правильного роста растений важно понимать эти изменения.

цвета спектра

SASSy - это шаг вперед от долгосрочных измерений дневного интеграла света (DLI), инструмент, который обычно используется в теплицах для контроля интенсивности света.

SASSy записывает полный видимый спектр каждые 20-30 секунд, весь день и всю ночь. В долгосрочной перспективе SASSy будет предоставлять данные, необходимые для сравнения видимого солнечного спектра из года в год, изо дня в день и сезона в сезон.

При наличии достаточного количества данных можно точно прогнозировать спектральные изменения, связанные с временем суток, временем года или погодными условиями в конкретном месте.

Графики на рисунке 2 показывают данные, записанные для наружного местоположения в Трое, Нью-Йорк, 5 и 6 октября 2019 года.

5 октября был днем ​​с небольшим количеством облаков, в то время как 6 октября было облачно с общей солнечной энергией примерно 23% (9,46 моль / м² / день) от 5 октября (41,3 моль / м² / день).

освещение в теплицах

6 октября была зарегистрирована значительная спектральная изменчивость из-за движущихся облаков, как показано на рисунке 3, где спектры были записаны с интервалом примерно в 14 минут в середине дня. Этот тип спектральных изменений не воспринимается на глаз, но, вероятно, вызовет изменения в росте растений.

как меняется солнечный свет

Рисунок 3: Два солнечных PFD, записанные 6.10.2009. Синяя линия была зарегистрирована в 12:44:03 по восточному времени, показывая зеленый и красный дефицитный спектр по сравнению с более типичным спектром, зарегистрированным в 12:57:56.

Как только мы поймем, как спектр солнечного света меняется со временем, возникает следующий вопрос: как стабилизировать спектр, чтобы выращивать высококачественные тепличные растения?

Работа, проведенная в Корнельском университете, показала, что система управления внедрением системы освещения и затенения эффективна в данном случае: надо оперативно блокировать солнечный свет, если он слишком яркий, и, кроме того, быстро добавлять дополнительный свет, если в течение дня слишком мало солнечной энергии.

Система SASSy позволяет настраивать цветные светодиоды для стабилизации спектральных изменений в режиме реального времени. Таким образом, растения выращиваются в оптимальных условиях освещения и остаются здоровыми, чтобы обеспечить наилучшую урожайность, когда все остальные условия также оптимизированы.

Разработка SASSy была завершена в сентябре 2019 года, протестирована в Трое, штат Нью-Йорк, а в настоящее время SASSy записывает данные в теплице Корнелльского университета.

солнечный спектометр

Это одна из первых SASSy надежных систем спектрометра, созданная для регистрации солнечного спектра в теплице в течение длительных периодов времени.

Спектральные данные, которые предоставляет SASSy, будут полезны для понимания изменений солнечного излучения внутри теплицы, и ученые будут опираться на эту работу, чтобы создать интеллектуальную систему управления, которая сможет измерять спектр входящего света и регулировать его с использованием оттенков и настраиваемых светодиодов.

(Источник: www.hortidaily.com).