在温室建设的教材内,“温室内的光照水平应足够且均匀,以利于植物生长。”温室选址、材料和结构、自动化和控制以及温室操作都会被深入讨论,但并没有进一步提及温室的两个关键组成部分:日光和(可选)补光灯照明。
原因很简单:没有有效的设计工具来模拟和理解温室内光(或更具体地说是光合有效辐射,或 PAR)的空间和时间分布。我们可以用 PAR 计测量特定位置和时间的情况,但这基本上不能说明作物在其生命周期中的变化。
光照建模
然而,假设我们确实拥有解决这些问题的工具,特别是园艺照明软件。例如,我们可以预测植物冠层的照明均匀性,无论是水平面还是吊蔓作物的垂直面,光污染消除屏幕的性能,以及光伏板和太阳能电池板玻璃的功效。这些工具还将根据历史天气记录和气象卫星数据,深入了解补光灯的能源消耗情况。
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该软件不适用于现有设施的日常运行或与温室控制系统的集成(尽管是可行的)。相反,它将是一个先进的规划工具,用于新温室建设和现有设施的“假设”分析和验证,以升级新作物的补光计划或适用性。
一些园艺灯具制造商为温室中的补光照明提供定制的“照明计划”,但他们仅限于使用建筑照明设计软件。这些程序旨在计算复杂建筑空间中的电照明分布,并且需要相当多的计算机辅助绘图 (CAD) 专业知识。他们可能会计算特定时间和日期的日光分布,但这不足以计算例如温室内的日光积分 (DLI) 分布。
日光和补光灯
“这就是我们设计 SunTracker Technologies 的 Cerise365+GreenHouseDesigner™ 的原因,”Heliosol 的 Ian Ashdown 说。 “这专门用于温室和垂直农场的园艺照明设计,包括堆叠式的种植盘。与建筑照明设计软件不同,它不需要任何 CAD 经验——用户只需输入基本的建筑参数,例如长度宽度、高度、屋顶样式和玻璃属性,Cerise365+GreenHouseDesigner 将自动生成适当的建筑几何形状。”
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“园艺灯具制造商不提供光合光子强度 (PPI) 分布信息——这是使用建筑照明设计软件的关键要求——但这点并不重要,”他继续说道。 “除了用于温室吊蔓作物的行间灯外,几乎所有园艺灯具的 PPI 分布都可以用通用分布来表示。用户只需说明以每焦耳微摩尔数表示的灯具光合光子效率 (PPE),以及外壳尺寸。”
Cerise365+GreenHouseDesigner™ 的一个关键特性是它可以在台式机或笔记本电脑上运行,以每小时为单位对日光和补光灯(包括高压钠灯和 LED灯)进行建模,计算时间只需几分钟。 “因此,它可以快速用于比较不同灯具制造商的产品,同时也能考虑可用的日光和估计每月的电能需求,”他指出。
更通俗地说,Cerise365+GreenHouseDesigner™ 旨在解决本文开头列出的所需及更多功能。 “然而,与任何新产品一样,也存在挑战。该软件于 2022 年第一季度公开发布。作为对我们收到的反馈的回应,我们研究了温室运营商、园艺灯具制造商和能源公司的工作流程,并将为 Cerise365+GreenHouseDesigner™ 引入新功能,”Ian 解释道。
“秉承着25 年的建筑照明设计的经验,这也是一次学习经历,Cerise365+GreenHouseDesigner™ 正在进一步增强,以满足园艺界的需求和期望。”
“与此同时,公平地说,长期以来业界一直需要有效的园艺照明设计工具,尽管迄今为止很少有人承认这一点。Cerise365+GreenHouseDesigner™ 满足了这一需求。”
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Shirley Lang, 公司所有者
HelioSol Software Solutions
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