Seralarda led ışık kaynaklı değişken düzeyli tamamlayıcı aydınlatma sisteminin geliştirilmesi üzerine bir araştırma
A research on devoloping led based dynamic supplemental lighting system for greenhouses
- Tez No: 630201
- Danışmanlar: PROF. DR. VEDAT DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Meteoroloji, Ziraat, Biotechnology, Meteorology, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Bu araştırma kapsamında, seralarda tamamlayıcı aydınlatma uygulamalarında değişken düzeyli olarak kullanılacak LED ışık kaynaklı bir aydınlatma sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yürütülen araştırmada, mavi, kırmızı ve koyu kırmızı renkte yüksek güçlü LED kullanılarak aydınlatma üniteleri hazırlanmıştır. LED'lerin üç farklı dizilim düzeni dikkate alınarak her biri aynı özellikte olacak şekilde 2'şer adet, toplamda 6 adet aydınlatma ünitesi tasarlanmıştır. LED ışık kaynaklı aydınlatma ünitelerinin ürettiği Fotosentetik Aktif Radyasyon (FAR) enerjisi ve yatay dağılımı ölçümleri özel olarak hazırlanan karanlık deneme odası içerisinde geliştirilen ölçüm düzeneği ile gerçekleştirilmiştir. Ölçümler, oda zemininde 3×3 m boyutlarında bir yatay düzlem üzerinde 10×10 cm kare ağ yapısındaki noktalardan FAR algılayıcısının otomatik konumlandırılması ile gerçekleştirilmiştir. FAR algılayıcısı ile aydınlatıcılar arası düşey mesafeler 31.6, 50 ve 100 cm olarak dikkate alınmıştır. Aydınlatma sistemi belirlenen her bir asılma yüksekliğinde %70, %80, %90 ve %100 çalışma gücü oranında çalıştırılarak tekil ve çoklu kullanımda tüm asılma düzenleri için FAR değerleri ölçülmüştür. Değerlendirmelerde değişik eş dağılım katsayıları hesaplanmış ve farklı tertip durumları için FAR eş aydınlık eğrileri (ISO-FAR) ortaya konulmuştur. Araştırma kapsamında LED aydınlatma ünitelerinin tekil ve çoklu olarak yerleşimi durumunda ve tüm çalışma gücü oranlarında en yüksek FAR değerleri 31.6 cm asılma yüksekliğinde elde edilmiştir. Aydınlatma üniteleri çalışma gücü oranları dikkate alınarak incelendiğinde ise 31.6 cm asılma yüksekliğinde ve % 70 çalışma gücü oranında en yüksek 99.5 ile 106.4 μmol·m−2s−1, %100 çalışma gücü oranında ise en yüksek 133.2 ile 138.7 μmol·m−2s−1 FAR enerjisi üretmiştir. Aydınlatma üniteleri, en düşük %70 çalışma gücü oranında 50 - 51 W ve en yüksek % 100 çalışma gücü oranında ise 71 - 72 W aralığında elektriksel güç tüketmiştir. FAR ışıma etkinliği, 31.6 cm asılma yüksekliğinde, % 70 çalışma gücü oranında 1.99 ile 2.09 μmol·m−2s−1/W ve % 100 çalışma gücü oranında 1.88 ile 1.93 μmol·m−2s−1/W olarak belirlenmiştir. LED aydınlatma ünitesi FAR değerlerinin tüm çalışma gücü oranlarında ve tüm asılma yükseklilerinde, en yüksek dağılım düzgünlüğü değerleri 120 cm×120 cm kare yerleşim düzeninde ve 100 cm asılma yüksekliğinde elde edilmiştir. Aydınlatma uygulamalarının sürdürülebilirliği için yaprak bölgesine ulaşan güneş radyasyonunun FAR miktarı dikkate alınarak, örtüaltında yetiştirilecek bitkilerin günlük ihtiyaç duyduğu toplam ek FAR enerjisini değişken düzeylerde kontrol etmek ve tamamlamak amacıyla, aydınlatma sistemine ait kontrol ünitesi tasarlanarak sistemin kontrolü için bir yazılım geliştirilmiş ve etkin bir şekilde çalıştığı ortay konulmuştur. Aydınlatma sisteminin, değişik yerleşim düzenleri ve asılma yükseklikleri dikkate alınarak etkin bir şekilde tamamlayıcı uygulamalarında kullanımı için değerlendirmeler yapılmış ve önerilerde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to develop a LED based dynamic supplemental lighting system which could be used as variable rate lighting applications in greenhouses. Six illuminant units were prepared by using high power LEDs which has blue, red and deep red colors for the supplemental lighting system. The LEDs are embedded in printed board circuit (PCB) according to unique three different unit color matrix which has been predesigned for the project. The amount and horizontal distribution of Photosynthetically Active Radiation (PAR) emitted by illuminant units has been carried out by the mechanism which has designed for PAR measurement and located in the dark room. Using dark room measuring mechanism, PAR measurements were performed in a 10×10 cm square node array within a 3×3 m dimensions. The hanging height which is the distance between the PAR sensor and the illuminator units were specified as 31.6, 50 and 100 cm. Supplemental lighting system was operated at specified working power rate which are 70%, 80%, 90% and 100%. Experiments were conducted for all hanging heights and working power rates and distribution curves (ISO-PAR) was created. The highest PAR values obtained at 31.6 cm hanging height considering single or multiple hanging situations. The highest coefficient uniformity criteria results were provided by the illuminant units at the 120 cm×120 cm square hanging height. The highest PAR values obtained at 31.6 cm hanging height considering single or multiple hanging placement situations. Considering working power rates at 31.6 cm, the highest PAR values obtained %70 working power rate vary between 99.5 and 106.4 μmol·m−2s−1 and also the highest PAR values obtained %100 working power rate vary between 133.2 and 138.7 μmol·m−2s−1. The power consumption of lighting system was determined for all working power rate. The lowest values obtained 70 % working power rate which vary between 50 W and 51 W. The highest values obtained 100 % working power rate which vary between 71 W and 72 W. The measurement results were evaluated regarding to seven different uniformity coefficient equations. The highest coefficient uniformity criteria results obtained 120 cm × 120 cm square hanging placement situation at the 100 cm hanging height. The Luminous PAR efficacy of illuminant units were figured out that the illuminant units at 70 % working power rate has the efficacy between 1.99 and 2.09 μmol·m−2s−1/ W and illuminant units at 100 % working power rate has the efficacy between 1.88 and 1.93 μmol·m−2s−1/W. The control unit was developed to utilize ambient PAR measurement for controlling of PAR amount of illuminant units and supply considering supplemental daily PAR amount of greenhouse plants. It was found out that the unit worked properly and controls illuminant units related to ambient PAR measurements.
Benzer Tezler
- Kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörde Botryococcus braunii ve Chlorella zofingiensis mikroalg türleri kullanılarak yağ üretiminin incelenmesi
Investigation of lipid production in bubble column photobioreactor by Botryococcus braunii and Chlorella zofingiensis
ERDİNÇ ALADAĞ
Doktora
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER NUHOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİH ONAY
- Sosyal belediyecilik: Tekirdağ Büyükşehir Belediyesi örneği
Soci̇al muni̇ci̇pali̇ty: example of Teki̇rdağ Metropoli̇tan Muni̇ci̇pali̇ty
FIRAT TOKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kamu YönetimiNamık Kemal ÜniversitesiMaliye Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİYE IŞIK
- Farklı LED ışıkları ve azot uygulamalarının marul bitkisinin gelişimi ve yaprak nitrat konsantrasyonu üzerine etkileri
Effects of different LED light and nitrogen application on growth of lettuce plants and leaf nitrate content
SEVGİ DİNÇER SEÇKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZER ŞAHİN
- Akıllı seralarda led lambalı otomasyon kontrol sistemi
Automation control system with led lamp in smart greenhouses
NURDAN AKDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUNUS BABACAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIZ AYDIN
- Sera yetiştiriciliğinde led aydınlatma ve renkli örtü malzemelerinin bitki gelişimine etkileri: Domates (Solanum Lycopersium) örneği
Effects of led lighting and colorful cover materials onplant development in greenhouse cultivation: Tomato(Solanum Lycopersium) case
EREN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATILGAN ATILGAN