[发明专利]用于园艺应用的照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种园艺照明系统、将这种照明系统用于把植物暴露 于脉冲光以及一种利用脉冲光照射温室中的植物的方法。

背景技术

一般来说，照明系统被用于温室或其他环境中的园艺应用，其中 利用灯(例如光生物反应器)来照射活有机体以便支持植物生长。在 开发新的园艺系统时，其中一个最为重要的目标是降低总体拥有成本 (TCO)

在本领域内，例如US 2004/0109302 A1的不同文献报告了脉冲光 对植物生长的影响。所述研究表明，与连续光相比，脉冲光(频率、 占空比)在能量消耗方面有正面影响，但对植物生长没有负面影响。 据信植物的色素在吸收了第一个光子之后无法直接吸收第二个光子。 因此，脉冲光由于降低了功率消耗而降低了TCO，从而提高了系统的总 体效率。可以很容易地对其进行脉冲控制的一种光源是发光二极管 (LED)。当今的LED的效率(以微摩尔/J测量)正在接近或者已经高 于现有技术的高压钠灯。此外，可以把发射光谱调谐到所述色素的吸 收光谱。但是一个问题在于，用于LED的驱动器无法同时提供高效率、 高功率密度、高可靠性以及电隔离。

涉及用于园艺应用的高压钠灯的另一个问题在于，其通常在绿色/ 黄色光谱内生成光。但是大多数常见色素的吸收光谱处在不同的频率 范围内。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的一个目的是提供一种照明系统，其能够 克服现有技术照明系统、特别是利用高压钠灯的系统的缺陷。另一个 目的是降低所述照明系统的总体拥有成本。

上述目的是通过一种园艺照明系统而实现的，其优选地用于其中 利用诸如光生物反应器的灯来照射活有机体的温室或其他环境，所述 系统包括：第一串至少一个灯元件；第二串至少一个灯元件，所述两 串彼此电并联；为所述各串的并联电路提供AC电流/电压的电源单元； 以及用于在所述AC电压的第一半周期期间为所述第一串通电并且在所 述AC电压的第二半周期期间为所述第二串通电的装置，从而使得每一 串辐射脉冲光，所述第一串和所述第二串被设置成照射不同的区域。

从文献中可以获知，色素在吸收了第一个光子之后无法直接吸收 第二个光子。这意味着在所给出的两个光子之间的中断会提高所述系 统的效率。本发明的园艺照明系统通过提供由同一电源单元交替通电 的两串灯元件来利用这种效应，其中所述两串灯元件被设置成照射温 室或所提到的环境的不同区域。优选地，所述电源单元的输出具有正 弦形式，从而使得流经所述两串的其中之一的最终得到的电流是正弦 的半循环。因此，每一串产生脉冲光，其频率取决于所述电源单元的 AC电流/电压的频率。由于所述两串不照射相同的区域，因此所述脉冲 辐射关于所述温室的受照区域不平衡或不均衡。

在本发明的上下文中，电源单元意味着能够提供所需AC电流/电 压的任何组件或电路。在最简单的情况下，所述电源单元仅包括与市 电或任何其他AC电网相连的电线和输入端子。所述电源单元通常包括 驱动器电路，以便提供具有不同于市电频率的预定频率的AC电压。

在本发明的上下文中，用于通电的装置是可以允许或禁止电流在 至少一个方向上流动的任何设备或组件，比如可以在两个方向上阻断 电流流动的开关或者可以在一个方向上阻断电流的二极管。

本发明的照明系统的其中一个优点在于，由于所述AC电流/电压 的两个半周期都被用于生成照射两个不同区域的光，因此其在能量消 耗方面非常有效。从而可以降低总体拥有成本。换句话说，本发明的 照明系统把用于照射植物或任何其他活有机体的脉冲光与用于实现能 量效率非常高的系统的现代驱动器技术相组合。

在一个优选实施例中，所述用于通电的装置包括被分配给所述第 一串的第一二极管和被分配给所述第二串的第二二极管，所述两个二 极管被提供为彼此反并联。

换句话说，每一串包括与该串的至少一个灯元件串联连接的二极 管，所述两个二极管被提供为彼此反并联，从而使得所述电源单元的 电流在不同方向上交替流向所述两串。与用来控制电流的其他解决方 案(比如电子开关等等)相比，把二极管用作控制所述电流的装置的 做法又便宜又简单。

在另一个优选实施例中，所述灯元件包括发光二极管(LED)和/ 或有机发光二极管。