基本信息

项目名称:
基于太阳能电池双色LED杀虫灯的制作
小类:
能源化工
简介:
采用太阳能光伏电池配备智能自动控制器将太阳能转化为电能储存于蓄电池中,再由蓄电池对LED灯以及高压电网供电。根据害虫的生物特性,选用黄、紫双色LED灯引诱害虫,结合高压电网将害虫击倒,达到杀灭害虫的目的。
详细介绍:
采用新型太阳能光伏电池,将太阳能经电能转化为化学能储存于蓄电池中。结合Matlab编程设计了独立光伏发电系统容量计算界面。利用单片机技术确定充放电控制系统,大大提高了杀虫灯对太阳能的利用率。根据昆虫天生的趋光性,趋波性,趋色性的生理特点,结合昆虫趋光性的两个峰值365nm紫光、586nm黄光设计出双色LED灯管引诱害虫。利用瞬间电压高达3800V的高压电网,将飞来之害虫击晕甚至击毙坠入放好的水盆中,收集到的害虫又可作为农业牲畜的食料,这样,整个杀虫灯就做到了即高效杀虫又经济环保而且还实现了能源的多级利用。

作品图片

  • 基于太阳能电池双色LED杀虫灯的制作
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

发明目的:此杀虫灯采用物理杀虫方法,可以解决发展绿色农产品与化学农药防治病害虫污染农产品、能源短缺等矛盾,减少农药使用量,降低病害虫发生率促进无公害、绿色、有机食品生产。诱杀的害虫可用于饲养家畜,实现能源多级利用。 设计思路:根据昆虫天生的趋光性,趋波性,趋色性的生理特点,辅以特定的光源和波长而研制,再借助高压电方式将其杀死。利用Matlab设计了独立光伏发电系统容量计算界面。根据光伏电池组件功率、环境条件、蓄电池容量等技术参数设计其界面,并由此使用单片机技术设。计智能控制系统。采用脉宽调制(PWM)的充电方式,对电池进行温度补偿及保护,采取模块设计, 简化程序, 便于程序错误检测和扩展开发;此外用DC/DC、DC/AC两极逆变技术,设计了正弦波逆变器,将光伏阵列发电及蓄电池提供直流转换为杀虫灯所需交流电,改善系统供电质量。利用3DMAX三维软件对太阳能杀虫装置总体结构进行设计,适于室外放置,美观大方,且具观赏价值。 技术支持与指标: 1、电池板:输出电压12±1V,电流约400±50mA  2、诱虫灯:1.4±0.2V ,0.06W峰值波长;   3、充、放电自动控制,起始时间可由使用者调节,时控误差±20min;   4、自动控制功能防过放、过充自动保护; 5、环境适应性在环境温度为-10℃~50℃时; 6、太阳能利用率可达50%,一天的充电时间可满足夜晚的供电需求,达到自给自足。

科学性、先进性

此实验中研发出的新型太阳能杀虫灯,在前人基础上,并结合昆虫趋光性的两个峰值365nm紫光、586nm黄光设计出双色LED灯管,灯管耗能低,太阳能利用率可达50%,价格经济实惠,使用寿命长,成本低,没有传统杀虫灯使用单一光波段的局限性,使有效光波范围更广,诱杀害虫种类及数量更多,杀虫效果极大增强,由于整个装置中电流非常小,所以即使在高压电网方面也不存在安全隐患。同时解决了环境污染和食品安全问题,能源等社会热点问题。在虫害防治中展现出可观的生态效益、经济效益和社会效益,具有较好的实用推广前景。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

作品可展示的形式

模型

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

技术特点:采用智能控制技术,当杀虫灯第一次工作后长时间内无需人工管理。白天与夜晚循环蓄电、放电。该发明优势是显而易见的,既能达到大量杀死害虫的目的,又可以节省大量的电能,环保效果显著,无需人工,在有灯区同无灯区地方测试,产量相比,有灯区产量增高13.15%左右,还能降低害虫落卵量80%左右。 使用范围与经济效益:该杀虫灯可广泛应用于农业、林业、蔬菜、城镇绿化、水产养殖、畜牧业等应用。同时诱杀的害虫为高蛋白种微量元素饲料,可用于喂养家畜。而且该太阳能杀虫灯使用成本低,加之整体装置电流小,安全性高,随意性大,可放置在任何需要的地方。此类杀虫灯对于减少农业环境污染,保持生态平衡,提供了一种新的选择,为农作物病虫害发生量大、用药频繁的农作物提供了有力的综合物理治理手段,与多年使用的高压汞灯、黑光灯相比,在虫害防治中展现出可观的生态效益、经济效益和社会效益,具有较好的实用推广前景,为生产无公害、优质的农产品,为农产品生产、销售参与国际竞争,提供可靠科技保障。

同类课题研究水平概述

我国杀虫灯的研究应用大致分为4个阶段【2】。第一阶段是1958年前后农村采用普通灯光诱虫,如白炽灯、汽灯、油灯等;第二阶段是以20世纪六七十年代起相继研制成的黑光灯、高压汞灯诱虫为标志。上述二个阶段或因效果不甚理想,或因安全及毒性(毒瓶收集)问题,以及对天敌杀伤力较强等问题,大面积推广应用受到限制,仅在测报上应用较多。第三阶段代表产品是“佳多频振杀虫灯”,但此方案未实现能源多利用,且杀虫效果不是非常好。第四阶段是最新研制出的太阳能杀虫灯,由于其经济实惠,效率较高,以广泛运用于农田等需要的地方,但该灯只用到昆虫趋光性的一个峰值365nm,波段范围过小,未将杀虫效果达到最大,且耗能大,同时存在用电安全问题。 此实验中研发出的新型太阳能杀虫灯,在前人基础上,并结合昆虫趋光性的两个峰值365nm紫外光【3】、586nm黄光【4-5】设计出双色LED灯管,灯管耗能低,价格经济实惠,使用寿命长,成本低,没有传统杀虫灯使用单一光波段的局限性,使有效光波范围更广,诱杀害虫种类及数量更多,杀虫效果极大增强,由于整个装置中电流非常小,所以即使在高压电网方面也不存在安全隐患。同时解决了环境污染和食品安全问题,能源等社会热点问题。在虫害防治中展现出可观的生态效益、经济效益和社会效益,具有较好的实用推广前景。 参考文献: 【1】郑金友,太阳能高压杀虫灯,农业知识:增收致富,2006 【2】赵季秋.重新认识灯光诱杀农林害虫的意义[J].辽宁农业科学, 2002(4): 52-53. 【3】刘立春,诱虫灯的研究进展及应用概括,华东昆虫学报,1994,3(1):75—78 【4】傅建炜,林泽燕,李志胜,等.黄板对蔬菜害虫的诱集作用及在黄曲条跳甲种群监测中的应用[J].福建农林大学学报:自然科学版, 2004, 33(4): 438-440. 【5】北京农业大学主编.昆虫学通论下册[M].北京:农业出版社, 1981: 626-639.
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