Analiza efektywności systemów oświetlania roślin na przykładzie uprawy bazylii

• Autorzy: Feldzensztajn Mateusz , Mazikowski Adam , Cegielski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.10.48

Warianty tytułu

EN

Lighting efficiency analysis using the example of basil growing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dynamiczny rozwój technologii LED oraz znaczące podwyżki cen energii elektrycznej wymuszają badania mające na celu zwiększenie efektywności systemów oświetleniowych do uprawy roślin. W pracy przeprowadzono analizę efektywności oświetlenia na przykładzie uprawy bazylii. Na wstępie dokonano pomiarów spektralnych liści bazylii. Na podstawie otrzymanych wyników opracowano i wykonano oświetlenie dopasowane do charakterystyki spektralnej badanej rośliny. Skuteczność zaproponowanego rozwiązania przetestowano doświadczalnie metodą porównawczą w oparciu o niewielką plantację bazylii. Część roślin oświetlana była promieniami słonecznymi, a pozostałe oświetleniem optymalizowanym. Dodatkowo wszystkim próbkom zostały zapewnione dokładnie takie same warunki rozwoju. Na podstawie otrzymanych wyników i obserwacji dokonano oceny efektywności zaproponowanego systemu oświetlenia roślin.

EN

The dynamic progress of LED technology and significant increases in electricity prices are forcing research to increase the efficiency of lighting systems for plants growing. The analysis of lighting efficiency was carried out using the example of basil growth. Firstly spectral measurements of basil leaves were made. Basis on the measurements results, LEDs spectral characteristics of lighting was designed and made to match the spectral characteristics of the tested plant. The effectiveness of the proposed solution was experimentally tested using a comparative method based on a small basil plantation. Some of the plants were illuminated by solar radiation and the remaining ones were illuminated by artificial lights. Instead of light, all samples have exactly the same growing conditions. On the basis of the obtained results and observations, the effectiveness of the proposed plant lighting system was evaluated.

Słowa kluczowe

PL

fotobiologia; LED; sprzęt oświetleniowy; oświetlenie roślin

EN

photobiology; LED; lighting equipment; horticulture; plant illumination

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 10
• Strony: 225--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Feldzensztajn Mateusz

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Metrologii i Optoelektroniki, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk
• NIVISS PHP Sp. z o.o. Sp.k. ul. Kopernika 56, 81-411 Gdynia

autor

Mazikowski Adam

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Metrologii i Optoelektroniki, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Cegielski Tomasz

• NIVISS PHP Sp. z o.o. Sp.k. ul. Kopernika 56, 81-411 Gdynia

Bibliografia

• [1] Canham A.E., Artificial Lighting for Plant Growth, IEStran, 9 (1954), 235-261
• [2] Nelson J.A., Bugbee B.,Economic Analysis of Greenhouse Lighting: Light Emitting Diodes vs. High Intensity Discharge Fixtures, PLoS ONE, 9 (2014), n.6, e99010
• [3] Muneer, S., Kim, E.J., Park, J.S., Lee, J.H., Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca Sativa L.). Int. J. Mol. Sci., 15 (2014) n.3, 4657-4670.
• [4] C.L. Tan N.H. Wong, P.Y. Tan, M. Ismail, L.Y, Wee, Growth light provision for indoor greenery: A case study, Energy and Buildings, 144 (2018) n.1, 207-217
• [5] J. Gajc-Wolska, K. Kowalczyk, M. Marcinkowska,D. Bujalski, L. Hemka: Wpływ rodzaju źródła światła na wybrane parametry fizjologiczne roślin pomidora, Prace Instytutu Elektrotechniki, 256 (2012), 67-74.
• [6] T.A. Dueck, J. Janse, B.A. Eveleens, F.L.K. Kempkes , L.F.M. Marcelis, ISHS Acta Horticulturae, 952 (2012), 335-342
• [7] K. Górecki, K. Górecka, Wpływ zjawisk cieplnych na właściwości diody LED mocy, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011) 7, 144-147.
• [8] J.W. Heo, C.W. Lee, K.Y. Paek, Influence of mixed LED radiation on the growth of annual plants, Journal of Plant Biology, 49 (2006) 4, 286-290.
• [9] T. Cegielski, 4kanałowy moduł LED do systemu wspomagającego rozwój roślin, IAPGOŚ, 1 (2013), 29-33
• [10] F. Bantis, T. Ouzounis, K. Radogloua, Artificial LED lighting enhances growth characteristics and total phenolic content of Ocimum basilicum, but variably affects transplant success, Scientia Horticulturae, 198 (2016), 277-283.
• [11] A. Mazikowski, M. Feldzensztajn, Lamp of adjustable spectrum for photographic usage Proc. SPIE 10445, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments, 10445 (2017), 104450K-3.
• [12] E. W. Chappelle M. S. Kim, J.E. McMurtrey III, Ratio analysis of reflectance spectra (RARS): An algorithm for the remote estimation of the concentrations of chlorophyll A, chlorophyll B, and carotenoids in soybean leaves, Remote Sensing of Environment, 39 (1992) 3, 239-247.
• [13] M. Feldzensztajn, A. Mazikowski, Comparison of modelling and measurement results of spectra emitted by a programmable lamp, Photonics letters of Poland, 10 (2018) 2, 42-44.
• [14] R.M. Metallo, D.A. Kopsell, C.E. Sams, N.R. Bumgarner, Influence of blue/red vs. white LED light treatments on biomass, shoot morphology, and quality parameters of hydroponically grown kale, Scientia Horticultura, 235 (2018) 189-197.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).