Seralar için LED lambalı aydınlatma otomasyon sisteminin tasarlanmasına ve uygulanmasına yönelik bir çalışma
A research on design and implementation of lighting automation system with LED lamp for greenhouses
Yazar: NURİ ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. CAN ERTEKİN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu araştırmada, sera ve bitki yetiştirme odaları için LED (Light Emitting Diode)lambalı bir aydınlatma otomasyon sistemi tasarlanmış ve bir örneğinin imalatı yapılmıştır.

Çalışmada lambaya ait ışık dağılım performansı, güç tüketimi ve çalışma sürecindeki ısıl analiz verileri değerlendirilmiştir. Ek olarak, domates (Solanum lycopersicum) fideleri üzerinde örnek uygulamalar gerçekleştirilmiş ve elde edilen deneysel veriler değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlara göre; soğuk beyaz, kırmızı, mavi, morötesi (UV-A), kırmızı-mavi, kırmızı-mavi-morötesi ve tüm LED grupları aktif olduğu zaman elde edilen en yüksek fotosentetik aktif ışınım (PAR) değerleri sırasıyla, 824.5, 967.7, 173.3, 38.2, 1129.3, 1141.3 ve 1784.5 ?mol.m-2.s-1 olurken aydınlık şiddeti değerleri ise sırasıyla, 57210, 29660, 1992, 519.3, 31110, 30300 ve 82620 lx olarak elde edilmiştir. Öte yandan LED lamba için sayısal yöntem tabanlı ısıl analizler yapılmış ve sonuçlara göre LED lamba için uygun bir soğutucu seçimi üzerinde durulmuştur.

Çalışma sonucunda tarımsal üretimde ihtiyaç duyulan aydınlatma değerlerini sağlayabilen bir aydınlatma otomasyon sisteminin tasarımı ve uygulaması başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile LED ışığının özelliklerine ve bitkiler üzerindeki etkilerine dair gözlem ve inceleme sonuçları verilmiştir. LED ışık kaynaklarının verdiği olanaklar, yüksek kaliteli sera yetiştiriciliği için artan talebin karşılanmasına ve doğal çevrenin korunmasına katkılar sağlayacaktır. Buna ilave olarak bu sonuçlar oldukça geniş bir perspektif ve doku kültürü ve bitki yetiştirme odaları gibi tarımsal üretim araştırma alanlarında gelecek çalışmalar için yararlı katkılar sağlayacaktır.
ANAHTAR KELİMELER: LED Bitki Yetiştirme Lambası, Aydınlatma Otomasyon Sistemi, Aydınlık Şiddeti, Fotosentetik Aktif Işınım
(PAR), Isıl Analiz.

Abstract:
In this research, a LED (Light Emitting Diode) growth lighting automation system, which is aimed to use in greenhouses and plant growth chambers was designed and its prototyping has been conducted.

In the study, light distribution performance, power consuming and thermal condition of the LED packs were considered. Additionally, a case study was presented on tomato (Solanum lycopersicum) seedlings and their experimental results have been evaluated. According to the experimental results, maximum photosynthetically active radiation (PAR) values of 824.5, 967.7, 173.3, 38.2, 1129.3, 1141.3, 1784.5 ?mol.m-2.s-1 and maximum illuminance values of 57210, 29660, 1992, 519.3, 31110, 30300 and 82620 lx were obtained for Cool White, Red, Blue, UV-A, Red-Blue, Red-Blue-UV-A and total of LED groups respectively. A numerical method based thermal analysis was conducted for the LED lamp considering the simulation results a heat sink selection has been conducted for the LED lamp.

Finally, design of a led lighting automation system, which can provide desired lighting values, and its implementation to the agricultural production has been concluded with success. Possibilities of the LED light sources can contribute to provide to the increasing demand for high quality horticultural products and to the conservation of natural environment. These results would provide a quite wide perspective and useful
contributions for future studies in the agricultural production research fields such a plant tissue culture and plant growth chambers.
KEYWORDS: LED Growth Light, Lighting Automation System, Illuminance, Photosynthetically Active Radiation (PAR), Thermal Analysis.