LED照明關(guān)鍵技術(shù)在大型養(yǎng)雞場的應(yīng)用

武杰文

（上海谷瑞農(nóng)牧設(shè)備有限公司，上海 201613）

LED照明關(guān)鍵技術(shù)在大型養(yǎng)雞場的應(yīng)用

武杰文

（上海谷瑞農(nóng)牧設(shè)備有限公司，上海 201613）

LED照明技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、成本低和壽命長等優(yōu)良的特性，被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域中。文章基于LED照明綜合分析了調(diào)光調(diào)色技術(shù)、散熱技術(shù)、電源驅(qū)動技術(shù)在大型養(yǎng)雞場中的應(yīng)用方式及其給大型養(yǎng)雞場帶來的經(jīng)濟(jì)效益，以期為其在實(shí)踐中的應(yīng)用提供參考。

LED照明；LED原理；LED優(yōu)點(diǎn)；大型養(yǎng)雞場

照明，換句話說就是將電能轉(zhuǎn)換成光能的過程。在這個轉(zhuǎn)換的過程中，會產(chǎn)生大量的熱能，還會釋放出CO2和一些危害性氣體。當(dāng)今所提倡的綠色照明，就是為了在照明的過程中，降低溫室氣體和污染物的排放，綠色照明推動了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。LED產(chǎn)業(yè)研究報告顯示，LED照明在全球的照明產(chǎn)業(yè)中使用量已達(dá)到17.6%。LED照明年增長情況如表1所示。

表1 LED照明年增長情況

1 LED照明技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)

（1）LED照明技術(shù)的原理。LED是light emitting diode的英文縮寫，即發(fā)光二極管。LED的主要部分是半導(dǎo)體晶片，晶片分別與負(fù)極、正極和支架相連接，并被環(huán)氧樹脂封裝。半導(dǎo)體是由P型和N型半導(dǎo)體組合而成，形成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)有電流通過這個晶片的時候，電子就會被推向P端，P端里面的電子與空穴結(jié)合，就會注入少數(shù)載流子和多數(shù)載流子復(fù)合以光子的形式發(fā)出能量，從而使電能轉(zhuǎn)換成為光能。

（2）LED照明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。LED照明應(yīng)用于各大型的養(yǎng)雞場中，表現(xiàn)出了很多不同于傳統(tǒng)照明工具的優(yōu)良特性，例如LED與普通的照明工具相比較，LED在發(fā)光效率上就高于其2倍以上，而且LED在大型養(yǎng)雞場中還具有很多的優(yōu)勢，主要特性表現(xiàn)在：①LED照明工具的發(fā)光效率高。在未來的發(fā)展中可能會提高3倍左右，因此具有良好的發(fā)展前景與進(jìn)步空間，滿足雞場照明工作的客觀需求。②LED照明工具在亮度和光色方面都是可以調(diào)節(jié)的，這就使LED照明技術(shù)能夠充分滿足大型養(yǎng)殖場對于光強(qiáng)度和光色的要求，對比傳統(tǒng)光源LED照明工具有著明顯的優(yōu)勢。

2 LED照明技術(shù)在大型養(yǎng)雞場的應(yīng)用

大型養(yǎng)雞場的傳統(tǒng)光源有白熾燈和節(jié)能燈等工具。這些傳統(tǒng)光源表現(xiàn)出發(fā)光率低、壽命短和容易壞等缺點(diǎn)，而且發(fā)光強(qiáng)度和光色不容易得到控制。LED照明作為一種新型的光源，它的發(fā)光率高，而且有關(guān)專家通過實(shí)驗(yàn)研究表明：蛋雞在生長階段可以利用LED照明提高蛋雞體態(tài)大小的均勻度、減少飼養(yǎng)成本、降低幼雞的死亡率。而對于成年雞來說，使用LED照明工具后，對于光強(qiáng)和色度都是可以進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而增加肉雞的產(chǎn)量和耗食率，增加蛋雞的產(chǎn)蛋率，降低軟蛋的數(shù)量。表2為各種光色對蛋雞的影響。

表2 各種顏色對蛋雞心理的影響

（1）LED調(diào)光調(diào)色技術(shù)在大型養(yǎng)殖雞場中的應(yīng)用。為了對LED的色溫、光強(qiáng)、光色等各種發(fā)光參數(shù)進(jìn)行更加有效的控制，市場上大部分LED照明燈都使用恒流驅(qū)動的方法。當(dāng)今，我國很多的大型養(yǎng)殖場中都采用普通照明工具進(jìn)行二十四小時不間斷的照明，但是不同階段的雞只對于光照條件的需求不同，因此為了保證不同日齡雞群的健康成長發(fā)育，需要對光照強(qiáng)度以及光照時間進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。而如果使用LED照明系統(tǒng)，可以針對不同時間段的雞在光的強(qiáng)度和色度的敏感性方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以極大地促進(jìn)雞的生長，提高雞蛋以及雞肉產(chǎn)量。對于蛋雞來說，光的強(qiáng)度會直接影響到蛋雞的產(chǎn)蛋率和軟蛋產(chǎn)出率，多數(shù)養(yǎng)雞企業(yè)在使用LED調(diào)光調(diào)色技術(shù)等多種技術(shù)的過程中，能夠有效調(diào)節(jié)每一個時間段合理的光照強(qiáng)度和光色輸出，分別確保蛋雞、肉雞的產(chǎn)蛋率和健康成長。

（2）LED散熱技術(shù)在大型養(yǎng)殖雞場中的應(yīng)用。LED比傳統(tǒng)的照明工具產(chǎn)熱量少，而且散熱快，電子與空穴的輻射遷移結(jié)合產(chǎn)生的電致作用會以百分之二十到百分之三十的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化為光能。LED由于發(fā)光部分體積小，散熱結(jié)構(gòu)較為科學(xué)，因此使LED產(chǎn)生的熱能較少，即便發(fā)出與傳統(tǒng)普通照明工具相同強(qiáng)度的光照，其消耗的電能更少，保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。而且由于LED發(fā)光度高，發(fā)光材料光衰非常小，亮度在很長時間內(nèi)也不會發(fā)生改變。由于大型養(yǎng)雞場內(nèi)的環(huán)境都是非常惡劣的，而普通的照明工具壽命只不過幾百小時，而LED壽命則為普通照明工具的數(shù)十倍，這樣看來，使用LED燈會大大降低更換成本和耗費(fèi)電能帶來的使用成本。

（3）LED電源驅(qū)動技術(shù)在大型養(yǎng)殖雞場中的應(yīng)用。如今，恒流驅(qū)動是現(xiàn)在比較常用的LED驅(qū)動方式，電流增大，亮度也會隨之發(fā)生改變，因此能夠滿足多種條件下的照明使用需求。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)流程以及結(jié)果分析LED的電流和電壓的使用，在一般的應(yīng)用條件下，單顆LED的正向電壓為3.0~3.5V。當(dāng)在一個恒定電壓為3.3V的LED兩端加上5V的電壓時，發(fā)現(xiàn)它的電流沒有發(fā)生改變，這樣就能夠避免由于電壓的改變導(dǎo)致電流變化的情況出現(xiàn)。同時，當(dāng)電流穩(wěn)定時，LED的亮度也變得更加穩(wěn)定，能夠有效減少驅(qū)動功率的變化。這種驅(qū)動方式，會使雞的應(yīng)激性變小，如果使用色溫2700K的暖光調(diào)節(jié)光譜（接近于白熾燈），增加到色溫為6800K，實(shí)驗(yàn)證明對于蛋雞的生產(chǎn)沒有影響。

3 LED在未來的發(fā)展前景

隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，LED照明技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)今一個不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展潮流。由于LED技術(shù)現(xiàn)在還處在發(fā)展階段，它的關(guān)鍵技術(shù)的突破性進(jìn)展將成為LED照明普及的一個重要影響因素。在未來的研究工作中，可以對色溫可變技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使光譜的飽和度變得更加良好，提高光效率等光學(xué)指標(biāo)，減少色溫與光通量的漂移現(xiàn)象，并且使色溫的調(diào)節(jié)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

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［2］鄭利紅．高顯色可調(diào)色溫LED白光的研究［D］．上海：東華大學(xué)，2010.

［3］王平安，王云飛，馬麗娟．大功率LED燈具散熱問題研究［J］．科技展望，2016，（26）：44.

［4］王慧，張柯，苑彬．室內(nèi)照明LED燈強(qiáng)化散熱問題探究［J］．黑龍江科技信息，2017，（3）：38.

［5］佚名．半導(dǎo)體照明技術(shù)與應(yīng)用論文［J］．中國科技財富，2011，（5）：93-93.

Application of LED Lighting Key Technology in Large Chicken Farm

WU Jie-wen
（Shanghai Guerui Agriculture&Animal Husbandry Equipment Co.，Ltd.，Shanghai 201613，China）

LED lighting technology has the characteristics of energy saving,environmental protection，low cost and long life.It is widely used in various fields.Based on the LED lighting,this paper analyzes the application of dimming and toning technology，heat dissipation technology and power supply technology in large-scale chicken farms and the economic benefits brought by the large-scale chicken farms in order to provide the practical application reference.

LED lighting；LED principle；LED advantages；large chicken farms

TU113.63

A

2095-980X（2017）04-0048-02

2017-03-24

武杰文（1986-），男，碩士，主要研究方向：電氣工程、工程管理。