为温室内的光建模

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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