Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Grazziotin, Nathália
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32977
Resumo: Light-emitting diode technology (LED) is continually expanding. In addition to its already established use in residential, industrial, and public lighting, it is widely applied in agriculture in controlled environments to replace or complement sunlight. Among its potential applications in horticulture, artificial lighting with LED systems can occur in growth chambers, greenhouses, multi-layer vertical cultivation and open fields. This work proposes designing, developing, and evaluating of energy-efficient luminaires with dedicated light spectra, applied as supplementary lighting in the open-field cultivation of statice and sunflower species. The research is based on scientific references that discuss the topic, covering a review of the importance of light in all phases of plant development, the effects induced by different light spectra, the relevant photometric parameters in horticultural lighting, the selected light spectra, and a detailed description of the experimental field trials conducted in 2023 in a planting area provided by the Federal University of Santa Maria, in partnership with the Phenoglad team. Each experiment in this study involved a comparative analysis between the experimental results obtained and data from controls without lighting, focusing on observing the effects of the proposed light spectra. Photometric, illuminance, electrical, and thermal tests were carried out to validate the spectroscopic effectiveness, providing a robust foundation for effectively implementing the developed lighting systems. Based on the analysis of the experimental results, it is concluded that there is no single light spectrum that can be universally applied in horticulture as a complement to sunlight. Therefore, an energy-efficient luminaire equipped with an adaptable spectrum was developed. This approach offers the ability to customize light spectra, allowing precise adaptation to the specific needs of each plant species, providing an adaptive and flexible solution with the potential to optimize the efficiency of the photosynthetic process and positively influence plant growth and development parameters.
id UFSM_39772fec9afbcedfcc93af93a314df79
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/32977
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de floresLed luminaire with dedicated spectrum for light supplementation in flower cultivationIluminaçãoLEDsHorticulturaPlantasEspectro de luzComprimento de ondaFluxo de fótons fotossintéticosDensidade de fluxo de fótons fotossintéticosEficiência energéticaLightingHorticulturePlantsLight spectrumWavelengthPhotosynthetic photon fluxPhotosynthetic photon flux densityEnergy efficiencyCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICALight-emitting diode technology (LED) is continually expanding. In addition to its already established use in residential, industrial, and public lighting, it is widely applied in agriculture in controlled environments to replace or complement sunlight. Among its potential applications in horticulture, artificial lighting with LED systems can occur in growth chambers, greenhouses, multi-layer vertical cultivation and open fields. This work proposes designing, developing, and evaluating of energy-efficient luminaires with dedicated light spectra, applied as supplementary lighting in the open-field cultivation of statice and sunflower species. The research is based on scientific references that discuss the topic, covering a review of the importance of light in all phases of plant development, the effects induced by different light spectra, the relevant photometric parameters in horticultural lighting, the selected light spectra, and a detailed description of the experimental field trials conducted in 2023 in a planting area provided by the Federal University of Santa Maria, in partnership with the Phenoglad team. Each experiment in this study involved a comparative analysis between the experimental results obtained and data from controls without lighting, focusing on observing the effects of the proposed light spectra. Photometric, illuminance, electrical, and thermal tests were carried out to validate the spectroscopic effectiveness, providing a robust foundation for effectively implementing the developed lighting systems. Based on the analysis of the experimental results, it is concluded that there is no single light spectrum that can be universally applied in horticulture as a complement to sunlight. Therefore, an energy-efficient luminaire equipped with an adaptable spectrum was developed. This approach offers the ability to customize light spectra, allowing precise adaptation to the specific needs of each plant species, providing an adaptive and flexible solution with the potential to optimize the efficiency of the photosynthetic process and positively influence plant growth and development parameters.A tecnologia dos diodos emissores de luz, está em constante expansão e, além de sua utilização já consolidada na iluminação residencial, industrial e pública, é amplamente aplicada na agricultura de ambientes controlados para substituir ou complementar a luz solar. Dentre suas potenciais aplicações na horticultura, o uso de iluminação artificial com sistemas de LEDs pode ocorrer em câmaras de crescimento, estufas, cultivo vertical multicamadas, campos abertos, entre outros. Este trabalho propõe o projeto, desenvolvimento e avaliação de luminárias energeticamente eficientes com espectros luminosos dedicados, aplicadas como iluminação suplementar no cultivo, em campo aberto, das espécies de flores statice e girassol. A pesquisa fundamenta-se em referências científicas que discorrem sobre o tema, abrangendo uma revisão da importância da luz em todas as fases do desenvolvimento vegetal, os efeitos induzidos pelos distintos espectros luminosos, os parâmetros fotométricos relevantes na iluminação hortícola, os espectros de luz selecionados e uma descrição detalhada dos ensaios experimentais de campo, realizados no ano de 2023, em uma área de plantio disponibilizada pela Universidade Federal de Santa Maria, em parceria com a equipe Phenoglad. Cada experimento conduzido neste estudo envolveu uma análise comparativa entre os resultados obtidos e os dados provenientes de testemunhas desprovidas de iluminação, visando avaliar os efeitos dos espectros luminosos propostos. Para validar a eficácia desses espectros, foram realizados ensaios fotométricos, de iluminância, elétricos e térmicos, proporcionando uma fundamentação robusta para a efetiva implementação dos sistemas de iluminação desenvolvidos. Com base na análise dos resultados experimentais, conclui-se que não existe um espectro luminoso único que possa ser aplicado universalmente na horticultura como complemento à luz solar, dessa forma, foi realizado o desenvolvimento de uma luminária energeticamente eficiente e equipada com um espectro adaptável. Esta abordagem oferece a capacidade de seleção personalizada dos espectros de luz, permitindo uma adaptação precisa às necessidades específicas de cada espécie vegetal, constituindo uma solução adaptativa e flexível com potencial para otimizar a eficiência do processo fotossintético e influenciar positivamente os parâmetros de crescimento e desenvolvimento das plantas.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaDalla Costa, Marco Antôniohttp://lattes.cnpq.br/4455422053321491Streck, Nereu AugustoFonseca, Zito Palhano daGrazziotin, Nathália2024-09-02T15:35:18Z2024-09-02T15:35:18Z2024-07-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/32977porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-09-02T15:35:19Zoai:repositorio.ufsm.br:1/32977Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2024-09-02T15:35:19Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
Led luminaire with dedicated spectrum for light supplementation in flower cultivation
title Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
spellingShingle Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
Grazziotin, Nathália
Iluminação
LEDs
Horticultura
Plantas
Espectro de luz
Comprimento de onda
Fluxo de fótons fotossintéticos
Densidade de fluxo de fótons fotossintéticos
Eficiência energética
Lighting
Horticulture
Plants
Light spectrum
Wavelength
Photosynthetic photon flux
Photosynthetic photon flux density
Energy efficiency
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
title_full Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
title_fullStr Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
title_full_unstemmed Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
title_sort Desenvolvimento de luminária com espectro dedicado para suplementação luminosa no cultivo de flores
author Grazziotin, Nathália
author_facet Grazziotin, Nathália
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Dalla Costa, Marco Antônio
http://lattes.cnpq.br/4455422053321491
Streck, Nereu Augusto
Fonseca, Zito Palhano da
dc.contributor.author.fl_str_mv Grazziotin, Nathália
dc.subject.por.fl_str_mv Iluminação
LEDs
Horticultura
Plantas
Espectro de luz
Comprimento de onda
Fluxo de fótons fotossintéticos
Densidade de fluxo de fótons fotossintéticos
Eficiência energética
Lighting
Horticulture
Plants
Light spectrum
Wavelength
Photosynthetic photon flux
Photosynthetic photon flux density
Energy efficiency
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Iluminação
LEDs
Horticultura
Plantas
Espectro de luz
Comprimento de onda
Fluxo de fótons fotossintéticos
Densidade de fluxo de fótons fotossintéticos
Eficiência energética
Lighting
Horticulture
Plants
Light spectrum
Wavelength
Photosynthetic photon flux
Photosynthetic photon flux density
Energy efficiency
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description Light-emitting diode technology (LED) is continually expanding. In addition to its already established use in residential, industrial, and public lighting, it is widely applied in agriculture in controlled environments to replace or complement sunlight. Among its potential applications in horticulture, artificial lighting with LED systems can occur in growth chambers, greenhouses, multi-layer vertical cultivation and open fields. This work proposes designing, developing, and evaluating of energy-efficient luminaires with dedicated light spectra, applied as supplementary lighting in the open-field cultivation of statice and sunflower species. The research is based on scientific references that discuss the topic, covering a review of the importance of light in all phases of plant development, the effects induced by different light spectra, the relevant photometric parameters in horticultural lighting, the selected light spectra, and a detailed description of the experimental field trials conducted in 2023 in a planting area provided by the Federal University of Santa Maria, in partnership with the Phenoglad team. Each experiment in this study involved a comparative analysis between the experimental results obtained and data from controls without lighting, focusing on observing the effects of the proposed light spectra. Photometric, illuminance, electrical, and thermal tests were carried out to validate the spectroscopic effectiveness, providing a robust foundation for effectively implementing the developed lighting systems. Based on the analysis of the experimental results, it is concluded that there is no single light spectrum that can be universally applied in horticulture as a complement to sunlight. Therefore, an energy-efficient luminaire equipped with an adaptable spectrum was developed. This approach offers the ability to customize light spectra, allowing precise adaptation to the specific needs of each plant species, providing an adaptive and flexible solution with the potential to optimize the efficiency of the photosynthetic process and positively influence plant growth and development parameters.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-09-02T15:35:18Z
2024-09-02T15:35:18Z
2024-07-09
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32977
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32977
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.br
_version_ 1830834759814610944