Tarımsal aydınlatmada led ışık kaynaklarının kullanım olanakları

Abstract

Bu çalışmada, tarımsal aydınlatmada ışık yayan diyot (LED) ışık kaynaklarının kullanım olanaklarının belirlenmesi amaçlı denemeler yürütülmüştür. İlk denemede, kırmızı, sıcak beyaz, mavi, turuncu, yeşil ve beyaz renkli 1W ve 3W güç LED'lerinin Fotosentetik Aktif Radyasyon (FAR) (µmol m-2 s-1) değerleri CIE-2007 standardında belirtilen durum A ve durum B için belirlenmiştir. Deneme, tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürde yapılmıştır. FAR özelliği bakımından yapılan varyans analizi sonucunda LED renk×güç interaksiyonu istatistiki olarak önemli bulunmuştur (P<0.01). Her iki durum için ölçümü yapılan 1W gücündeki LED'lerde en yüksek FAR değeri kırımızı LED için belirlenirken, en düşük FAR değeri turuncu ve yeşil renkli LED'ler için bulunmuştur. 3 W gücündeki LED'ler için benzer durum olduğu belirlenmiştir.İkinci denemede, 1W güçte 9 adet kırımızı veya mavi LED'lerden oluşan LED aydınlatma sistemlerinin farklı ölçme yüksekliklerinde, FAR ölçümlerinin ölçüm düzleminde oluşturulan geometriye bağlı olarak dağılımları incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda, FAR değerleri merkezde yüksek iken, kenarlara doğru azaldığı ve bir şemsiye görüntüsü verdiği gözlenmiştir.Üçüncü denemede ise, sığla balsamı (Liquidambar styraciflua L.,) bitkisinin doku kültürü ile üretiminde en düşük FAR değerinin (50±5 µmol m-2 s-1) 16 saatlik fotoperiyot uygulamasında homojen olarak dağıtılabilmesi amacıyla 9 adet 1 W güçteki kırmızı LED'lerden oluşan LED aydınlatma sisteminin yerleşim geometrisi belirlenmiştir. Yerleşim geometrisinin FAR dağılımlarına etkisini belirlemek için kare, daire, üçgen, paralelkenar gibi geometrik yapılar oluşturulmuştur. Üçüncü denemenin sonucunda, belirtilen koşullarda LED aydınlatma sistemlerinin tasarımında kare yerleşim planının FAR değerlerinin homojen dağılımı açısından en uygun olduğu kanısına varılmıştır.Çalışmada ekonomik analizde kullanılmak üzere tek bir flüorışıl lambanın aydınlatma düzlemindeki FAR değerlerinin dağılımı da incelenmiştir. Doku kültürü yetiştiriciliğinde kullanılmak üzere tasarlanan LED ve flüorışıl lamba aydınlatma sistemlerinin ekonomik analiz sonuçları, net bügünkü değerin (NBD) 1,96, 5,98, 9,80, 25,48, 50,96, 99,96 m2 lik alanlar için sırasıyla 283,07, 1468,04, 2839,49, 7240,26, 13768,45 ve 27253,83 TL olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, her bir tasarım alanı için belirtilen özgül koşullar altında sığla balsamı (Liquidambar styraciflua L.,) bitkisinin doku kültürü ile üretiminde mevcut flüorışıl lamba aydınlatma sistemleri yerine LED sistemlerinin kullanılması yatırım açısından cazip olduğu söylenebilir.Anahtar Kelimeler: Tarımsal aydınlatma, ışık yayan diyot (LED), fotosentetik aktif radyasyon (FAR).2011, 64 sayfa

In this study, experiments were conducted to determine the possibilities of the usage of Light Emitting Diodes (LEDs) light sources in agricultural lightning. In the first experiment, the values of Photosynthetically Active Radiation (µmol m-2 s-1) (PAR) of 1W and 3W LEDs, which are in red, day light, blue, orange, green and white colour were measured for condition A and condition B based on CIE-2007 standard. Randomized block design with 3 replications was applied. The results showed that LED colour x power interaction was significant in terms of PAR (P<0.01). For both conditions, among the 1W LEDs, the highest PAR values was determined for the red coloured LED while the lowest PAR values was determined for green and orange coloured LEDs. The similar trend was observed for 3W LEDs.In the second experiment, distribution of FAR values of LED lightning systems consisting of nine-1W red or blue LEDs at different measurement heights at geometry drawn on the measurement plane was investigated. Results showed that the PAR values were high at the center and PAR values decreased when mowed to the edges.In the third experiment, allocation geometry of LED lightning systems consisting of four groups of nine-1W red LEDs was determined for the lowest PAR values (50±5 µmol m-2 s-1) required for production of sweet gum (Liquidambar styraciflua L.,) based on tissue cultures with 16 hours of photoperiodic applications. Geometric figures such as square, circle, triangles and parallelogram were considered. The results showed that square allocation geometry was the best at the given conditions for the distribution homogeneity of PAR values on the measurement plane.Distribution of PAR values of a single fluorescent lamb at the 20 cm height from the measurement plane was measured for economic analysis. The results of the economic analysis of LED and fluorescent lamb lightning systems for production of sweet gum (Liquidambar styraciflua L.,) based on tissue cultures showed that net present values were 283,07, 1468,04, 2839,49, 7240,26, 13768,45, and 27253,83 TL for the assumed design area of 1,96, 5,98, 9,80, 25,48, 50,96, and 99,96 m2. Therefore, it can be concluded that the investment for LEDs for each design area specified in this study is attractive when LED lightning system is replaced with fluorescent lamb lightning system for the production of sweet gum (Liquidambar styraciflua L.,) based on tissue cultures.Key Words: Agricultural Lightning, Light Emitting Diodes (LED), Photosynthetically Active Radiation (PAR).2011, 64 pages