docMODYFIKACJA ROZKŁADÓW WIDMOWYCH LAMP
download 
Reklamacja Transkrypt
MODYFIKACJA ROZKŁADÓW WIDMOWYCH LAMP
Lucyna HEMKA Ryszard ŁUKASIAK Lech PIOTROWSKI Maciej RAFAŁOWSKI MODYFIKACJA ROZKŁADÓW WIDMOWYCH LAMP WYŁADOWCZYCH – METALOHALOGENKOWYCH POD KĄTEM ZWIĘKSZONEGO ODDZIAŁYWANIA NA PROCESY FOTOSYNTEZY UPRAW SZKLARNIOWYCH*) STRESZCZENIE W referacie omówiono wstępne prace nad opracowaniem wysokoprężnej lampy wyładowczej metalohalogenkowej o mocy 400 W, o tak dobranych warunkach procesu wyładowania łukowego oraz parametrach konstrukcyjnych lampy, aby uzyskane z niej widmo emisyjne w stopniu maksymalnym odwzorowywało krzywą fotosyntezy. Jednocześnie mając na uwadze konieczność zmniejszenia kosztów eksploatacji oświetlenia w procesie doświetlania upraw w szklarniach skonstruowano model elektronicznego układu stabilizacyjno–zapłonowego do lampy, uzyskując dzięki temu znaczną obniżkę kosztów energii elektrycznej. Słowa kluczowe: lampa wyładowcza metalohalogenkowa, krzywa fotosyntezy, proces doświetlania roślin *) Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2009–2011 jako projekt badawczy. dr Lucyna HEMKA, mgr inż. Ryszard ŁUKASIAK, inż. Lech PIOTROWSKI e-mail: [email protected], [email protected], [email protected] Instytut Elektrotechniki w Warszawie prof. dr hab. inż. Maciej RAFAŁOWSKI e-mail: m.rafał[email protected] Szkoła Główna Służby Pożarniczej Instytut Elektrotechniki w Warszawie PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI, zeszyt 245, 2010 260 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski 1. WSTĘP W związku z rozwojem hodowli szklarniowej i wzrastającej specjalizacji ogrodnictwa doświetlanie roślin staje się coraz bardziej powszechne, ponieważ w naszej szerokości geograficznej w okresie jesienno – zimowym występuje silny deficyt światła. Wymusza to na producentach szukanie coraz nowszych rozwiązań instalacji oświetleniowych zaopatrzonych w źródła światła, które stymulujący wpływ na procesy fotosyntezy łączyłyby z oszczędnością w poborze energii elektrycznej. W Zakładzie Techniki Świetlnej i Promieniowania Optycznego Instytutu Elektrotechniki podjęto próbę skonstruowania lampy łączącej w sobie obie ww. cechy. 2. METODY KSZTAŁTOWANIA ROZKŁADU WIDMOWEGO WYSOKOPRĘŻNEJ LAMPY WYŁADOWCZEJ – METALOHALOGENKOWEJ W OPARCIU O TEORETYCZNĄ ANALIZĘ PROCESÓW PLAZMOWYCH W JARZNIKU LAMPY WYŁADOWCZEJ Lampami, które w chwili obecnej znajdują najszersze zastosowanie w procesie doświetlania roślin w szklarniach, (ich skuteczność świetlna wynosi 90-140 lm/W) są wysokoprężne lampy sodowe 400 i 600 W. Jednak ich rozkład widmowy w znacznym stopniu odbiega kształtem od krzywej fotosyntezy. Jak widać wyraźnie na rysunkach 1 i 2, promieniujący sód ma bardzo małą emisję, zarówno w obszarze krótkofalowym (380-530 nm), jak również dalszej czerwieni. Maksimum jego promieniowania przypada na linie dubletu sodowego (589 i 589,6 nm) dając intensywnie żółte zabarwienie emitowanego światła. Rys. 1. Rozkład spektralny światła wysokoprężnej lampy sodowej wraz z krzywą absorpcji światła przez chlorofil (krzywą fotosyntezy) Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 261 Rys. 2. Widmo promieniowania wysokoprężnej lampy sodowej 400 W w zależności od wartości napięcia zasilania Na diagramie widać wyraźnie, że dostarczenie do lampy większej ilości energii elektrycznej powoduje silniejsze odwrócenie się linii rezonansowej tzw. linii D-sodu. W związku z ww. wadami lamp sodowych powszechnie stosowanych w procesie doświetlania roślin szklarniowych, w Instytucie Elektrotechniki podjęto próbę skonstruowania źródła światła o emisji promieniowania w maksymalnym stopniu odwzorowującego teoretyczne promieniowanie fotosyntetycznie. W oparciu o wcześniejsze, wieloletnie doświadczenia w pracach badawczych postanowiono skonstruować lampę metalohalogenkową o mocy 400 W, o znanej i sprawdzonej konstrukcji. Założono, że widmowa charakterystyka lampy powinna maksymalnie zbliżyć się kształtem do krzywej fotosyntezy, tzn. odwzorowywać ją pod względem ilości emitowanej energii promienistej, zachować proporcje pomiędzy niebieską i czerwoną częścią widma oraz emitować w stopniu minimalnym promieniowanie w zielonym zakresie widmowym. 2.1. Emisja promieniowania z jarznika lampy wyładowczej – podstawy teoretyczne Powstawanie promieniowania w lampach wyładowczych jest efektem transformacji energii elektrycznej dostarczonej do lampy w energię kinetyczną 262 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski elektronów, atomów i jonów, która z kolei przekształca się w promieniowanie w rezultacie typowych zjawisk fizycznych. Głównym źródłem przemian energetycznych w plazmie są przyśpieszone polem elektrycznym elektrony. Jony ze względu na duże masy w porównaniu z elektronami mają mniejsze znaczenie w procesach wymiany energii. Przyśpieszone w polu elektrycznym elektrony, zwiększając swoją energię, oddziaływują z innymi cząstkami plazmy (atomami, jonami i innymi elektronami) w procesach oddziaływań sprężystych oraz niesprężystych, prowadzącymi do zmian energii wewnętrznej (potencjalnej) atomów i jonów. Zderzenia sprężyste nie odgrywają większej roli w procesach powstawania promieniowania, z wyjątkiem przypadków, gdy zmiany kierunku i hamowanie szybkich elektronów w polu elektrycznym wywołują emisję widma ciągłego (głównie w obszarze podczerwieni). Główną rolę w procesie generacji promieniowania odgrywają oddziaływania niesprężyste, którym towarzyszy przemiana energii kinetycznej w potencjalną oddziaływujących cząstek, prowadząc w efekcie do wzbudzeń i jonizacji atomów. Proces wzbudzenia zaczyna się, gdy średnia energia kinetyczna przyspieszonych polem elektrycznym elektronów zrównuje się z energią wzbudzenia najniższego poziomu energetycznego atomu, tzn. osiąga tzw. wartość rezonansową. Dalszy wzrost energii elektrycznej dostarczonej do lampy, a więc wzrost energii kinetycznej oddziaływujących elektronów powoduje wzbudzenie atomów do coraz to nowych stanów. Przejściami elektronów do wyższych stanów wzbudzenia rządzą warunki kwantowe i reguły przejść energetycznych (reguły wyboru). W większości przypadków po wzbudzeniu atomu następuje jego samorzutne przejście do stanu podstawowego lub do jednego z niższych stanów wzbudzenia, co związane jest z wypromieniowaniem linii widmowej o określonej długości fali. Czas przebywania atomu w stanie wzbudzonym jest rzędu 10-9 s. Przy dostarczeniu energii równej co do wartości potencjałowi jonizacyjnemu atomu, proces zmiany jego energii wewnętrznej może się zakończyć przejściem atomu w stan jonizacji. Jest on różny dla różnych pierwiastków i związków. Wartości funkcji jonizacji i wzbudzenia różnią się między sobą przy tych samych wartościach energii elektronów. Zazwyczaj funkcja jonizacji jest większa od funkcji wzbudzenia. Wzbudzenie i jonizacja atomów w plazmie wywołuje promieniowanie dyskretne (liniowe) oraz promieniowanie o charakterze ciągłym. Każdy z tych rodzajów promieniowania może być emitowany w różnym obszarze widmowym od promieniowania podczerwonego IR (0,4 mm – 0,75 μm), poprzez widzialne VIS (0,75 μm – 0,35 μm) aż po nadfiolet UV (200 – 400 nm). Emisja promieniowania dyskretnego jako proces wewnątrzatomowy, związany ze zmianą energii potencjalnej atomu, jest objęta prawami kwantowymi, a to oznacza, że wypromieniowane fotony mają ściśle określone wartości energii (zgodnie z zakazami kwantowymi elektrony mogą zajmować tylko ściśle określone poziomy energetyczne). Widmo ciągłe powstaje w pro- Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 263 cesie rekombinacji (tzw. widmo rekombinacyjne) jako leżące na granicy serii od strony krótkofalowej, i w trakcie słabego oddziaływania elektronu z jonem lub atomem (tzw. widmo hamowania), w wyniku którego elektron nie zostaje schwytany, a jedynie zahamowany. Zmiany parametrów plazmy, takich jak ciśnienie czy temperatura, mają istotny wpływ na budowę emitowanego przez nią widma promieniowania. Przy niskich temperaturach plazma emituje przede wszystkim widmo dyskretne. Wraz ze wzrostem temperatury i tym samym ciśnienia następuje poszerzenie większości linii widmowych, a na widmo dyskretne zaczyna nakładać się widmo ciągłe; przy liniach rezonansowych zaczynają pojawiać się pasma absorpcji rozszerzające się w miarę wzrostu ciśnienia w kierunku fal długich. Dalszy wzrost ciśnienia powoduje zwiększenie intensywności tła ciągłego przy jednoczesnym znikaniu linii widmowych i pojawieniem się ciemnych obszarów w miejscu zaabsorbowania (odwrócenia się) linii. Przy bardzo wysokich ciśnieniach rzędu 121590 hPa zanika liniowa budowa widma, które traci swój dyskretny charakter, przekształcając się w widmo ciągłe. Innym rodzajem promieniowania pojawiającym się w widmach wysokoprężnych lamp wyładowczych jest promieniowanie cząsteczkowe (drobinowe). Przy wysokich ciśnieniach (~121590 hPa) odstępy miedzy atomami podczas wyładowania są tego samego rzędu, co rozmiary atomu, tak, że istnieje możliwość oddziaływania wzajemnego pól elektrycznych układów atomowych. Powoduje to oprócz zmiany energii potencjalnej atomów kosztem przesunięcia elektronów układu pod wpływem pól zewnętrznych, również tworzenie się nietrwałych drobin z odpowiednim wytwarzaniem widm drobinowych (pasmowych). Cząsteczki takie mogą się tworzyć zarówno z atomów tego samego pierwiastka, jak i należących do różnych pierwiastków tworzących napełnienie jarznika. 2.2. Wymagania dotyczące właściwości fizykochemicznych związków halogenkowych Głównym problemem w realizacji zadania badawczego mającego za cel zbudowanie lampy wyładowczej o emisji promieniowania bliskiej rozkładowi krzywej fotosyntezy był dobór właściwego składu chemicznego plazmy łuku wyładowczego. Teoretyczne symulacje składu chemicznego jarznika lampy wyładowczej pozwoliły na wyodrębnienie szeregu związków halogenkowych, mogących stać się bazą do przyszłego optymalnego ukształtowania charakterystyki widmowej. Z teoretycznego punktu widzenia możliwe jest wykorzystanie prawie każdego metalu układu okresowego pierwiastków w postaci związku halogenkowego jako domieszki pod warunkiem, że wykaże się następującymi właściwościami: 264 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski • odpowiednia prężność w temperaturach pracy jarznika tzn. przy temperaturze 1000 K będzie posiadać prężność par większą niż 1,3 x 102 Pa (1 mmHg), jest to najważniejszy warunek; • nie może oddziaływać chemicznie z materiałem jarznika; • nie powinna ulegać rozpadowi w temperaturach przy ściankach jarznika, • powinna ulegać rozpadowi w temperaturach części łuku emitującej promieniowanie. W przypadku zastosowania halogenku jako domieszki powinien być spełniony jeszcze jeden warunek. W temperaturze pokojowej prężność par związku halogenkowego powinna być niska (rzędu ∼10-15 Pa). Warunek ten wynika z faktu, że wszystkie związki halogenkowe są elektroujemne. Przechwytują one swobodne elektrony tworząc jony ujemne. Ich obecność w gazie w momencie zapłonu (kiedy lampa jest chłodna) znacznie utrudnia powstanie lawiny Towsenda (niezbędnej dla szybkiej jonizacji) z powodu przyłączania swobodnych elektronów w miarę ich powstawania w efekcie zderzeń elektronów z atomami. Obecność niewielkich ilości halogenków w fazie gazowej podczas zapłonu lampy znacznie podwyższa napięcie zapłonu. Dla uniknięcia tych problemów wykorzystuje się jedynie związki z niską prężnością par w temperaturze pokojowej. Na rysunku 3 przedstawiona zależności ciśnienia par p od temperatury dla kilku przykładowych metali. Rys. 3. Zależność ciśnienia par p niektórych metali od temperatury T (w K – dolna podziałka, w °C – podziałka górna) W praktyce po odrzuceniu wszystkich metali promieniotwórczych (aktynowców), tych, których jodki są nietrwałe w wymaganych temperaturach pracy (jodek miedzi, srebra i złota) oraz mających zbyt niskie ciśnienie par pozostaje Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 265 około 50 metali, których jodki mogą być stosowane na domieszki do lamp. Ponieważ jako domieszki można zastosować jednocześnie dwa, trzy, cztery lub więcej metali, daje to możliwość, w oparciu o tablice linii spektralnych poszczególnych metali, dobrania w ogólnych zarysach kształtu widma promieniowania. 3. STABILIZACJA PRACY LAMPY – UKŁAD STABILIZACYJNO–ZAPŁONOWY Kolejnym zadaniem w realizacji zadania badawczego, mającym na celu ograniczenie poboru mocy elektrycznej z sieci, było skonstruowanie elektronicznego układu stabilizacyjno–zapłonowego do lampy wyładowczej, który miał zastąpić klasyczny układ ze statecznikiem indukcyjnym. W tradycyjnym układzie pracy lampy wyładowcze pracują z układami stabilizacyjno–zapłonowymi, złożonymi ze statecznika indukcyjnego i elektronicznego układu zapłonowego. Klasyczny statecznik (statecznik elektromagnetyczny) jest to cewka indukcyjna o dużej indukcyjności i niskiej rezystancji z rdzeniem magnetycznym, zapobiegająca nagłym zmianom natężenia prądu elektrycznego lub służąca do ograniczenia prądu elektrycznego bez strat mocy, jakie występowałyby, gdyby elementem ograniczającym była rezystancja. Idealny statecznik nie pobiera mocy czynnej; w rzeczywistości straty mocy na stateczniku wiążą się m.in. z rezystancją uzwojeń, emisją promieniowania elektromagnetycznego, z prądami wirowymi i innymi źródłami strat w rdzeniu. Konieczność stosowania stateczników wynika z nieliniowej i niejednoznacznej charakterystyki prądowo–napięciowej lamp wyładowczych. Gdy lampa jest zasilana napięciem przemiennym, podczas narastania napięcia lampa początkowo nie świeci i nie pobiera prądu. Po przekroczeniu pewnej wartości napięcia rozpoczyna się wyładowanie elektryczne, a w związku z pojawieniem się w gazie dużej ilości jonów, następuje szybki wzrost przewodzenia gazu. Przy braku statecznika następowałby wówczas bardzo szybki wzrost przepływającego prądu, powodujący zniszczenie lampy. W lampach wyładowczych z elektrodą zapłonową, tak jak w lampach rtęciowych, do zainicjowania wyładowania nie jest potrzebne żadne dodatkowe urządzenie zapłonowe. W lampach wyładowczych o zapłonie impulsowym, statecznik wraz z zapłonnikiem elektronicznym tworzą układ stabilizacyjno-zapłonowy dostarczający impuls zapłonowy potrzebny do zapłonu wyładowania w jarzniku. 266 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski Rys. 4. Układ pracy lampy metalohalogenkowej z zapłonem impulsowym Stateczniki elektromagnetyczne stosowane w lampach wyładowczych zasilają źródło światła bezpośrednio z linii energetycznej. W następstwie tego przepływa przez lampę prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz. Powoduje on migotanie światła lampy, co ma bezpośredni wpływ na samopoczucie człowieka. Fakt ten – pozornie mało znaczący – ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa eksploatacji projektowanych urządzeń (zwłaszcza w warunkach upraw szklarniowych – przy stosunkowo dużej wilgotności atmosfery oraz przy ciasnym rozmieszczeniu roślin i aparatury). Przebywanie przez dłuższy czas przy takim oświetleniu powoduje szybsze zmęczenie, gorsze samopoczucie, senność i spadek efektywności pracy. Dodatkowo stanowi to problem w przemyśle. Oświetlenie części wirujących z tą samą częstotliwością, co pulsujący strumień lampy, stwarza złudzenie, że część ta jest nieruchoma, co może spowodować poważne wypadki. W przypadku stateczników elektronicznych problem ten został wyeliminowany poprzez zastosowanie częstotliwości pracy lampy powyżej 40 kHz. Zastosowanie stateczników elektronicznych powoduje znaczną redukcję kosztów energii elektrycznej. Na redukcję poboru energii mają wpływ dwa czynniki. Niższe zużycie energii przez samo źródło, ponieważ częstotliwość pracy statecznika, a tym samym częstotliwość prądu lampy jest znaczącym czynnikiem wpływającym nie tylko na bezpieczeństwo pracy, ale także na wielkość strumienia świetlnego emitowanego przez źródło światła. Udowodniono, że wraz ze wzrostem częstotliwości prądu lampy zasilanego przez statecznik elektroniczny wzrasta wydajność strumienia świetlnego do 10%. W celu redukcji kosztów energii elektrycznej do stabilizacji prądu lampy zastosowano statecznik elektroniczny, którego parametry opisano poniżej. Statecznik jest zasilany z sieci 230 V AC. Wejściowy filtr sieciowy zapobiega wnikaniu zakłóceń z sieci zasilającej do statecznika, jak również ogranicza do wymaganych poziomów emitowane do sieci zakłócenia. Transformator izolujący 230/110 V obniża napięcie, izoluje (galwanicznie) układ od sieci zasilającej i umożliwia regulację napięcia na wyjściu PFC. Układ korekcji współczynnika mocy (Power Faktor Corrector) zapewnia sinusoidalny pobór prądu z sieci zasilającej i zwiększa sprawność energetyczną układu. PFC zrealizowano na układzie scalonym L4981A i tranzystorze IRFP460. Zakres regulacji napięcia na wyjściu 200-400 V. Inwerter sterowany układem UC2825 wytwarza napięcie Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 267 przemienne ~110 V o wydajności 2 do 5 A i częstotliwości 20 do 160 kHz, niezbędne do zasilania lampy. Układ zapłonowy generuje impuls zapłonowy o napięciu 4 kV. Rys. 5. Schemat elektronicznego układu stabilizacyjno–zapłonowego Jako istotny fakt w zakresie warunków eksploatacji proponowanych rozwiązań technicznych warto zaznaczyć, że testowana lampa wyładowcza metalohalogenkowa pracująca z elektronicznym układem stabilizacyjnym pobierała z sieci moc równą 410 W. Ta sama lampa pracująca w obwodzie ze statecznikiem indukcyjnym pobierała z sieci 628 W mocy elektrycznej. Daje to oszczędność energii rzędu 35%. Jednocześnie zaobserwowano 10-procentowy wzrost energii promienistej emitowanej przez lampę stabilizowaną układem elektronicznym w stosunku do rozwiązania klasycznego (ze statecznikiem indukcyjnym). 4. WYNIKI PRAC KONSTRUKCYJNYCH I EKSPERYMENTALNYCH W celu przeprowadzenia badań spektralnych wykonano serię lamp o chemicznym napełnieniu jarznika opartym na wcześniejszej symulacji teoretycznej. Założenia teoretyczne składu jarznika zostały oparte na następujących warunkach: • wybrane metale muszą spełniać wymagania co do halogenków; • główne obszary ich emisji leżą w pobliżu obu maksimów krzywej fotosyntezy (w obszarze niebieskim 453 nm i czerwonym 660 nm). W oparciu o tablice linii spektralnych przeprowadzono analizę rodzaju emitowanych najintensywniejszych linii, określając czy były to: 268 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski • linie optycznie szerokie rezonansowe; • linie optycznie wąskie • linie optycznie szerokie. Z punktu możliwości oddziaływania na charakter przyszłego widma, brano pod uwagę dwa typy linii widmowych, a mianowicie optycznie szerokie i optycznie szerokie rezonansowe, ponieważ tylko te dwa rodzaje linii w specyficznych warunkach łuku wyładowczego wykazują tendencje do „odwracania się”. Proces ten związany jest ze zjawiskiem samoabsorpcji promieniowania w plazmie (utratą przezroczystości plazmy), w wyniku którego następuje wzmocnienie promieniowania krańców linii kosztem energii jej środka. W analizie teoretycznej uwzględniano również wartości prawdopodobieństwa przejścia pomiędzy wybranymi stanami oraz siły ich oscylatorów. Wartości natężenia wyselekcjonowanych metali, wprowadzono do programu komputerowego, który miał za zadanie graficzne przedstawienie zarysów przyszłego widma promieniowania w obszarze długości fal 380 – 760 nm. Na tej podstawie wykonano serię próbną kilkudziesięciu lamp o składzie chemicznym zawierającym różne kombinacje wyselekcjonowanych wcześniej jodków metali. Następnie wykonano pomiary spektrofotometryczne lamp serii próbnej w celu wybrania lamp o optymalnym składzie chemicznym jarznika. Po analizie wyników badań spektralnych wybrano dwa rodzaje napełnienia lamp, których rozkład widmowy energii promienistej w największym stopniu odzwierciedlał warunki krzywej fotosyntetycznej. Rys. 6. Rozkład widmowy lampy 9057 Pierwsza (nr 9057), w której podstawę napełnienia stanowił gadolin, emitowała promieniowanie w stosunku energii promienistej 1:1 części nie- Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 269 bieskiej i czerwonej. Druga (nr 9046) o podstawie napełnienia złożonej z lutetu i tulu emitowała promieniowanie o stosunku części niebieskiej do czerwonej jak 1:3. Rozkłady widmowe ww. lamp przedstawiają odpowiednio rysunki 6 i 7. Rys. 7. Rozkład widmowy lampy 9046 Wyniki wartości natężenia napromienienia dla obu części widma emitowanych przez wyselekcjonowane lampy przedstawia tabela 1. TABELA 1 Nr lampy Część niebieska widma (400 – 535 nm) µW/m2 Część czerwona widma (536 – 725 nm) µW/m2 9157 839,4 665 9146 673,07 1721,95 Weryfikacja eksperymentalna skuteczności oddziaływania promieniowania lampy metalohalogenkowej, uzyskanej jako prototyp w ramach realizacji projektu jest przeprowadzana w szklarniach Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Katedrze Roślin Warzywnych i Leczniczych. W chwili obecnej w szklarniach SGGW jest przeprowadzany eksperyment mający na celu porównanie efektów doświetlania dwóch gatunków pomidorów lampami sodowymi 600 W (dotychczas powszechnie stosowanymi) oraz lampami metalohalogenkowymi uzyskanymi w realizacji projektu. W celu zwiększenia możliwości weryfikacyjnych skutecznego oddziaływania promieniowania obu rodzajów lamp, eksperyment rozszerzono o doświetlanie upraw pomidorów w fitotronie. 270 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski Rys. 8. Sadzonki pomidorów doświetlane lampami metalohalogenkowymi w ramach eksperymentu w szklarniach SGGW 5. PODSUMOWANIE W wyniku realizacji zadania badawczego nad odwzorowaniem krzywej fotosyntezy w widmie promieniowania wysokoprężnej lampy wyładowczej metalohalogenkowej uzyskano następujace rezultaty: 1. Wykonano model statecznika elektronicznego, gwarantującego ponad 30-procentową oszczędność energii elektrycznej w trakcie pracy lampy. 2. Powstały dwa modele lamp o różnych napełnieniach, z których jeden (nr 9057) aktualnie jest weryfikowany eksperymentalnie w szklarniach SGGW, a drugi zostanie sprawdzony w ramach doświetlania jesienno –zimowego. LITERATURA 1. Corliss Ch., Bozman W.: Prawdopodobieństwa przejść i siły oscylatorów. Nowy Jork, 1968. 2. Grotrian W.: Graphische Darstellung der Spektren von Atomen und Ionen. Berlin, 1992. 3. Hemka L.: Zmiany parametrów świetlnych i eksploatacyjnych lamp wyładowczych w zależności od napięcia sieci. Referat wygłoszony na XI Konferencji Oświetleniowej, Warszawa. Modyfikacja rozkładów widmowych lamp wyładowczych – metalohalogenkowych … 271 4. Hemka L., Rafałowski M.: Wpływ chemicznego napełnienia i geometrii jarznika na charakterystyki widmowe i eksploatacyjne wysokoprężnych lamp wyładowczych. Zeszyty Naukowe PB, nr 16, 2001. 5. Kurpaska S.: Technika doświetlania roślin. 6. Landsberg G.S.: Tablice linii spektralnych. Moskwa, 1977. 7. Lochte–Holtgreven W.: Plasma diagnostics. Amsterdam, 1968. 8. Norma DIN 5031 Teil 10 „Strahlungphysik im Optichen Bereich und Lichttechnik”. 9. Waymouth John F.: Electric discharge lamps. Wydawnictwo Energija, Moskwa, 1977. Rękopis dostarczono dnia 04.05.2010 r. Opiniował: mgr Jerzy Pietrzykowski THE MODIFICATION OF THE HID METAL HALIDE LAMPS SPECTRAL DISTRIBUTION REGARDING THEIR INCREASED IMPACT ON PHOTOSYNTHESIS PROCESS IN THE HORTICULTURE APPLICATIONS Lucyna HEMKA, Ryszard ŁUKASIAK Lech PIOTROWSKI, Maciej RAFAŁOWSKI ABSTRACT In this paper some initial works on optimization of emission spectra of high-pressure, metal-halide discharge lamp 400 W are described and discussed. The primary aim of the analysis was maximisation of photosynthesis effects in plant raising cultivated in greenhouses. The constructional parameters and conditions of electric arc emission characteristics are opitimised to fit the optimal theoretical photosynthesis illumination spectra. Moreover a new model of the electronic stabilizer for discharge lamp ignition was designed and realized succesfully – taking into account the neccesity of reduction the lighting costs in the illumination of plants raising process in greenhouse. The result obtained was a significant reduction of electrical energy costs. 272 L. Hemka, R. Łukasiak, L. Piotrowski, M. Rafałowski
