热点推荐词:

公司动态

中国花卉报2014年4月5日发表---切花菊高压钠灯补光系统升级措施

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017-2-6    浏览次数:    

1. 前言

在中国,切花菊补光设备应用总数量和总功率占比可能达到花卉补光的90%以上(不包括组培),而高压钠灯在切菊补光产品中,占比超过60%。多年以来,高压钠灯的使用方法和技巧被口口相传。通过实践,行业内形成了一整套不成文的应用技术标准,但从电器和光学的角度看,还有可以进一步提升的空间。

最低成本的前提下,如何完善切花菊补光系统?本文为切菊种植企业介绍几种方法进行高压钠灯补光系统升级。

2. 升级灯具反光器的效益最好

反光器,行业内俗称灯罩,其作用是把灯泡发出的光尽可能均匀地反射到种植面上。目前主要采用绿色搪瓷灯罩,一般价格在8元以内,优点是采购容易,不会氧化变色,缺点是反光效率低,效果较差,见图一,灯下有聚光产生的光斑,用150瓦的高压钠灯照射8*8平方米,边缘照度比较低;使用两年以后,部分灯罩开始出现拼接缝隙开裂的现象而报废。

        

图一 绿色搪瓷灯罩导致中间聚光和周围照度不足;优秀的灯罩能够把光更均匀的反射到种植面。

 

优秀的灯罩应该具备以下几个特点。首先是能够把灯泡发出的光更均匀的照射在种植区,没有明显的亮斑,边缘照度更高,照射面积更大;其次是反射效率高,灯罩表面材料吸收光线少;耐氧化,寿命长;图一中,没有红色亮斑的(右图)比绿色搪瓷灯罩(左图),在8*8米的范围内,最低照度高30%以上,这是通过避免中心聚光,把光更好地分布到周边而实现的。

3. 高光效、长寿命的光源可以提高菊花品质

高压钠灯光源俗称灯泡,为切花菊提供以610nm为主的橘红色光,用来调节开花时间。

高压钠灯可以分为普通灯泡、高光效灯泡和农用钠灯,高压钠灯技术非常成熟,行业内以普通灯泡为主。普通灯泡的特点是价格低(150瓦亚明40元左右)、采购容易,缺点是效率比高光效的低约10%,光衰速度比较快;高光效灯泡价格略高,性能略好些。行业内暂时没有公认的品牌和可靠的货源,制约了这种性价比较高的产品的规模应用。事实上,各主流品牌都有高光效钠灯产品。农用钠灯是国际上农业补光专用的高压钠灯灯泡,通过认证的产品很少,飞利浦和GE照明的几款产品是国内常见的,但只提供400瓦及以上的规格,其特点是光谱做了有限的调整以适应植物营养生长需要,发光效率比普通钠灯高约30%,寿命更长,但价格比普通国产灯泡贵5倍左右(美国GE照明的400瓦农用钠灯约170元)。

针对切花菊种植,可以采用高光效钠灯,在几乎不增加成本的情况下,可以明显提高照度,尤其是做灯泡老化替换时,仅此一项,照度可能提高30%。

    

图二 左图是亚明普通钠灯,发光效率约90流明/瓦;中图是瑞光高光效钠灯,发光效率约100流明/瓦;右图是GE农用钠灯,发光效率约130流明/瓦;,其中,蓝色线代表植物营养生长所需的理想光谱。

4. 有必要安装末端补偿电容(降流器)降低电流

所谓末端补偿,是一个很成熟的技术问题,其原理我们不用讨论。采用这种产品好处很多,成本低寿命长,尤其是针对切花菊的高压钠灯补光应用。从以下实际安装的效果可以看出其意义重大。

末端补偿的实质是大幅度降低供电系统的电流,降幅超过50%,带来的好处包括:

1. 线路损耗降低75%,这是一个很大的数字,在某些切花菊基地,这意味着节电10%以上,线路长度超过500米的,可能节电20%。

2. 线路故障下降80%(估计),电流变小了,线路就不再过热,线路故障也就少了。

3. 电压会上升到合理的水平,供电线末端的灯能够正常发光,而不再会因为电压低变得很暗或者无法启动。

4. 采用合理的末端补偿后,相当于变压器的容量增加了一倍,同一台变压器可以多安装一倍数量的灯,不用变压器扩容。

5. 采用末端补偿的电感钠灯补光系统,可以采用更细的供电线,就是因为电流下降了50%以上。一般线材的初装成本可以下降60%以上。

6. 采用末端补偿,可以省去在配电房的大型电容柜,节约一笔初装费用;已经安装了大型电容柜的,电容柜的寿命会大幅度延长。

7. 采用末端补偿,可以避免因为没有进行补偿而产生的供电公司罚款,这种罚款一般每月从几百到一千多元不等。

8. 采用末端补偿,线路老化会明显减小,供电系统使用年限会大幅度增加。

安装末端补偿,实际效果可从以下数据中明显看出。

 

照度结果

 

虹之华表(旧表)

芯智侬表(新表)

备注

 

安装前

安装后

安装前

安装后

采用2只照度表避免误差

测试点1.1

35

43

40

56

上升>20%

测试点1.2

47

55

57

71

上升>17%

测试点3.1

60

63

71

85

虽然没装降流器,但电压上升后,照度同步提高;但比例明显小

测试点3.2

43

47

52

64

 

电压结果(空载变压器电压:393V)

 

安装前

安装后

备注

变压器输出(伏)

360,366,366

374,376,374

上升>3.5%

最末端电压(伏)

322,315,317

357,357,360

上升>10%

功率因数

0.70(集中补偿全动作)

1(集中补偿部分动作)

安装后不会再有罚款可能,可能获得用电奖励

 

电流结果

 

安装前

安装后

备注

回路1(安培)

397,383,373

220,218,200

下降>43%,没有达到50%是因为电压上升照度提高的原因。

回路2(安培)

29.6,22.8,29.5

33.6,26.6,33.5

因为变压器电压上升约3.5%,导致回路2和3的照度上升,电流也就稍有上升

回路3(安培)

38.3,49.2,47.3

39.4,50.7,48.4

2013年7月5日于昆明虹之华园艺有限公司

5. 选择合适的供电线材

切花菊行业长期以来的使用惯例,是采用铝线作为补光系统的供电线。和铜线相同规格的产品相比,铝线的优势是价格低廉,但存在一些劣势缺值得切花菊企业斟酌。

铝线的电阻率31.7Ωmm2/km;铜电阻率为 17.5Ω mm2/km。以95平方毫米的铝线为例,400米长的铝线电阻为0.1334Ω,当电流为400A时,这段线的头和尾端的电压可能达到54伏,变压器输出电压是220伏,那么末端的电压就会低至166伏,这就是很多菊花补光系统最常见的电压低的根本原因。而另外一方面,这根线会生热消耗用电,每小时达到21度电!这是理论计算的结果,在实际运行中,情况会更糟,因为铝线容易因为长时间使用而氧化,这使得主线的耗电进一步加大。

相比之下,采用合适的铜线会好很多。国标铜线很多,不易氧化和过热。

在工程实践中我们发现,对于使用150瓦和110瓦高压钠灯的补光系统,在合理使用末端补偿后,可以采用1.0到1.5平方毫米的两芯铜质护套线,比采用6平方的铝质线材更经济,而且无论从使用寿命还是用电损耗上讲,都大大优于铝线。为方便各企业选择线材,下表列出了若干国标铜质线材的参考价格和最大可承受的电流量。

 

两芯1mm2护套线

两芯1.5mm2护套线

两芯2.5mm2护套线

两芯4mm2护套线

最大电流(15℃温升)

10.8A

16A

24A

31.5A

参考单价

1.65元/米

2.45元/米

3.85元/米

5.94元/米

建议按照最大电流的85%使用;以上为国标或准国铜线价格,由中衡网络提供。

 

我们还发现,多数切花菊基地的补光系统,主线的选择多存在问题,主要表现在没有经过合理计算,通过大概估计选择主线的规格,导致运行后才发现主线过热,或者选择过粗的线材而浪费了初期投资。为方便起见,我们为大家提供以下资料,用于在选择供电线材时使用。

 

 

10mm2

16mm2

25mm2

35mm2

50mm2

70mm2

95mm2

单芯铜线最大电流

72A

90A

110A

135A

189A

213A

270A

单芯铝线最大电流

48A

65A

81A

99A

121A

170A

192A

建议按照最大电流的90%使用;

 

 

6. 小结

切菊行业向前发展,设施水平要求进一步提高。如何在原有设施的基础上,以最低成本进行优化应用,是目前行情不景气的情况下,农业企业的最佳选择。

本文介绍的三种方法都可以明显提高电感钠灯的使用效果,大幅度提高亮度并节约用电费用。同时,就困扰大多数企业的供电线选择的问题给出了可信的选择依据和参考价格。希望以此助力切菊行业的发展蒸蒸日上。

返回上一步
打印此页
[向上]