Originalus šaltinis: Houcheng Liu. LED augalų apšvietimo pramonės raidos būklė ir tendencijos[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Straipsnio šaltinis: Material Once Deep

Šviesa yra pagrindinis augalų augimo ir vystymosi aplinkos veiksnys. Šviesa ne tik aprūpina energiją augalų augimui fotosintezės būdu, bet ir yra svarbus augalų augimo ir vystymosi reguliatorius. Dirbtinės šviesos papildymas arba visiškas dirbtinis švitinimas gali skatinti augalų augimą, padidinti derlių, pagerinti produkto formą, spalvą, pagerinti funkcinius komponentus, sumažinti ligų ir kenkėjų atsiradimą. Šiandien aš pasidalinsiu su jumis augalų apšvietimo pramonės vystymosi būsena ir tendencijomis.
Dirbtinių šviesos šaltinių technologija vis plačiau naudojama augalų apšvietimo srityje. LED turi daug privalumų, tokių kaip didelis šviesos efektyvumas, mažas šilumos generavimas, mažas dydis, ilgas tarnavimo laikas ir daug kitų privalumų. Jis turi akivaizdžių pranašumų auginimo apšvietimo srityje. Grow apšvietimo pramonė palaipsniui priims LED šviestuvus augalų auginimui.

A. LED augančio apšvietimo pramonės vystymosi būklė 

1.LED paketas auga apšvietimui

Augančio apšvietimo LED pakuočių srityje yra daugybė pakavimo įrenginių ir nėra vieningos matavimo ir vertinimo standartų sistemos. Todėl, palyginti su vietiniais produktais, užsienio gamintojai daugiausia dėmesio skiria didelės galios, burbulų ir modulių kryptims, atsižvelgdami į baltos šviesos seriją auginimo apšvietimui, atsižvelgdami į augalų augimo ypatybes ir humanizuotą apšvietimo aplinką, turi didesnius techninius patikimumo, šviesos pranašumus. efektyvumas, skirtingų augalų fotosintetinės spinduliuotės charakteristikos skirtingais augimo ciklais, įskaitant įvairių tipų didelės galios, vidutinės galios ir mažos galios gamyklas, įvairių dydžių gaminius, siekiant patenkinti įvairių augalų poreikius skirtingose ​​augimo aplinkose, tikintis pasiekti tikslas – maksimaliai padidinti augalų augimą ir taupyti energiją.

Daug pagrindinių mikroschemų epitaksinių plokštelių patentų vis dar priklauso pirmaujančioms įmonėms, tokioms kaip Japonijos Nichia ir American Career. Vidaus lustų gamintojams vis dar trūksta patentuotų produktų, kurie būtų konkurencingi rinkoje. Tuo pačiu metu daugelis įmonių taip pat kuria naujas technologijas apšvietimo pakuočių lustų auginimo srityje. Pavyzdžiui, „Osram“ plonos plėvelės lustų technologija leidžia lustus supakuoti glaudžiai kartu, kad būtų sukurtas didelio ploto apšviestas paviršius. Remiantis šia technologija, didelio efektyvumo LED apšvietimo sistema, kurios bangos ilgis yra 660 nm, gali sumažinti 40% energijos sąnaudas auginimo plote.

2. Didinti apšvietimo spektrą ir įrenginius
Augalų apšvietimo spektras yra sudėtingesnis ir įvairesnis. Skirtingi augalai turi didelius reikiamų spektrų skirtumus skirtinguose augimo ciklus ir net skirtingose ​​augimo aplinkose. Siekiant patenkinti šiuos skirtingus poreikius, pramonėje šiuo metu yra šios schemos: ①Kelių vienspalvių šviesos derinių schemos. Trys efektyviausi augalų fotosintezės spektrai daugiausia yra spektras su smailėmis ties 450 nm ir 660 nm, 730 nm juosta, skatinanti augalų žydėjimą, plius žalia šviesa 525 nm ir ultravioletinė juosta žemiau 380 nm. Derinkite šių rūšių spektrus pagal skirtingus augalų poreikius, kad susidarytumėte tinkamiausią spektrą. ②Viso spektro schema, skirta visiškai aprėpti augalų paklausos spektrą. Šio tipo spektras, atitinkantis Seoul Semiconductor ir Samsung atstovaujamą SUNLIKE lustą, gal ir nėra pats efektyviausias, tačiau tinka visoms gamykloms, o kaina yra daug mažesnė nei vienspalvių šviesos derinių sprendimų. ③ Naudokite viso spektro baltą šviesą kaip pagrindą ir 660 nm raudoną šviesą kaip kombinuotą schemą, kad pagerintumėte spektro efektyvumą. Ši schema yra ekonomiškesnė ir praktiškesnė.

Augalų apšvietimas monochromatinės šviesos LED lustai (pagrindiniai bangos ilgiai yra 450 nm, 660 nm, 730 nm) pakavimo įrenginius dengia daugelis šalies ir užsienio kompanijų, o vietiniai produktai yra įvairesni ir turi daugiau specifikacijų, o užsienio gamintojų produktai yra labiau standartizuoti. Tuo pačiu metu, kalbant apie fotosintezės fotonų srautą, šviesos efektyvumą ir tt, vis dar yra didelis atotrūkis tarp vietinių ir užsienio pakuočių gamintojų. Augalų apšvietimo monochromatinės šviesos pakavimo įrenginiams, be produktų, kurių pagrindinės bangos ilgio juostos yra 450 nm, 660 nm ir 730 nm, daugelis gamintojų taip pat kuria naujus produktus kitose bangų ilgių juostose, kad būtų galima visiškai aprėpti fotosintetiškai aktyvią spinduliuotę (PAR). bangos ilgis (450-730nm).

Vienspalviai LED augalų augimo žibintai netinka visiems augalams auginti. Todėl išryškinami viso spektro šviesos diodų pranašumai. Visas spektras pirmiausia turi visiškai aprėpti visą matomos šviesos spektrą (400–700 nm) ir padidinti šių dviejų juostų našumą: mėlynai žalios šviesos (470–510 nm), sodriai raudonos šviesos (660–700 nm). Norėdami pasiekti „visą“ spektrą, naudokite įprastą mėlyną LED arba ultravioletinį LED lustą su fosforu, o jo fotosintezės efektyvumas turi savo aukštą ir žemą. Dauguma augalų apšvietimo baltų LED pakavimo įrenginių gamintojų naudoja Blue chip + fosforus, kad pasiektų visą spektrą. Be monochromatinės šviesos ir mėlynos šviesos pakavimo režimo arba ultravioletinio lusto ir fosforo, skirto baltai šviesai realizuoti, augalų apšvietimo pakavimo įrenginiai taip pat turi sudėtinį pakavimo režimą, kuriame naudojami du ar daugiau bangos ilgio lustų, pvz., raudona dešimt mėlyna / ultravioletinė, RGB, RGBW . Šis pakavimo režimas turi didelių pritemdymo pranašumų.

Kalbant apie siauros bangos ilgio LED gaminius, dauguma pakuočių tiekėjų gali pateikti klientams įvairaus bangos ilgio gaminius 365–740 nm diapazone. Kalbant apie augalų apšvietimo spektrą, paverčiamą fosforu, dauguma pakuočių gamintojų turi įvairių spektrų, iš kurių klientai gali rinktis. Palyginti su 2016 m., 2017 m. pardavimų augimo tempas gerokai išaugo. Tarp jų 660 nm LED šviesos šaltinio augimo tempas sutelktas 20% -50%, o fosforu konvertuotų augalų LED šviesos šaltinių pardavimų augimo tempas siekia 50% -200%, tai yra, fosforu konvertuotų augalų pardavimai. LED šviesos šaltiniai auga sparčiau.

Visos pakavimo įmonės gali pateikti 0,2-0,9 W ir 1-3 W bendrosios pakuotės gaminius. Šie šviesos šaltiniai leidžia apšvietimo gamintojams turėti lankstų apšvietimo projektavimą. Be to, kai kurie gamintojai taip pat tiekia didesnės galios integruotus pakavimo produktus. Šiuo metu daugiau nei 80% daugumos gamintojų siuntų yra 0,2-0,9 W arba 1-3 W. Tarp jų pirmaujančių tarptautinių pakavimo įmonių siuntos koncentruojasi po 1-3 W, o smulkių ir vidutinių. dydžio pakavimo įmonės koncentruojasi į 0,2-0,9 W.

3. Augalų apšvietimo taikymo sritys

Iš taikymo srities augalų auginimo šviestuvai daugiausia naudojami šiltnamių apšvietimui, dirbtinio apšvietimo augalų gamyklose, augalų audinių kultūroje, lauko apšvietime, namų ūkio daržovėms ir gėlių sodinimui bei laboratoriniams tyrimams.

①Saulės šiltnamiuose ir daugiasluoksniuose šiltnamiuose dirbtinės šviesos dalis papildomam apšvietimui vis dar yra nedidelė, o pagrindinės yra metalo halogeninės lempos ir aukšto slėgio natrio lempos. LED auginimo apšvietimo sistemų įsiskverbimo greitis yra palyginti mažas, tačiau augimo tempas pradeda spartėti mažėjant sąnaudoms. Pagrindinė priežastis yra ta, kad vartotojai turi ilgametę metalo halogenidų lempų ir aukšto slėgio natrio lempų naudojimo patirtį, o naudojant metalo halogenidų lempas ir aukšto slėgio natrio lempas galima gauti apie 6–8 % šilumos energijos. šiltnamyje, išvengiant augalų nudegimų. LED auginimo apšvietimo sistema nepateikė konkrečių ir veiksmingų instrukcijų ir duomenų palaikymo, todėl jos taikymas dienos šviesoje ir daugiasluoksniuose šiltnamiuose buvo atidėtas. Šiuo metu mažos apimties demonstracinės programos vis dar yra pagrindinė priemonė. Kadangi šviesos diodas yra šaltos šviesos šaltinis, jis gali būti gana arti augalų vainiko, todėl temperatūra veikia mažiau. Dienos šviesos ir daugiasluoksniuose šiltnamiuose LED auginimo apšvietimas dažniau naudojamas auginant tarp augalų.

② Naudojimas lauke. Augalų apšvietimo įsiskverbimas ir pritaikymas objektų žemės ūkyje buvo gana lėtas, o LED augalų apšvietimo sistemų taikymas (fotoperiodinis valdymas) didelę ekonominę vertę turintiems ilgadieniams lauke (pvz., drakono vaisiams) sparčiai vystėsi.

③ Augalų gamyklos. Šiuo metu greičiausia ir plačiausiai naudojama augalų apšvietimo sistema yra visiškai dirbtinių lengvųjų augalų gamykla, kuri pagal kategorijas skirstoma į centralizuotas daugiasluoksnes ir paskirstytas kilnojamas augalų gamyklas. Dirbtinės šviesos augalų gamyklų plėtra Kinijoje yra labai sparti. Pagrindinė centralizuotos daugiasluoksnės dirbtinių lengvųjų augalų gamyklos investicinė įstaiga nėra tradicinės žemės ūkio bendrovės, o daugiau įmonių, užsiimančių puslaidininkių ir plataus vartojimo elektronikos gaminiais, pvz., Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong ir taip pat. COFCO ir Xi Cui bei kitos naujos modernios žemės ūkio bendrovės. Paskirstytose ir mobiliose gamyklose gabenimo konteineriai (nauji konteineriai arba naudotų konteinerių rekonstrukcija) vis dar naudojami kaip standartiniai vežėjai. Visų dirbtinių augalų augalų apšvietimo sistemose dažniausiai naudojamos linijinės arba plokščiosios masyvinės apšvietimo sistemos, o sodinamų veislių skaičius ir toliau plečiasi. Įvairūs eksperimentinės šviesos formulės LED šviesos šaltiniai pradėti plačiai ir plačiai naudoti. Rinkoje daugiausiai yra žalios lapinės daržovės.

④ Namų ūkio augalų sodinimas. LED gali būti naudojamas buitinėse augalų stalo lempose, buitinių augalų sodinimo lentynose, buitinėse daržovių auginimo mašinose ir kt.

⑤Vaistinių augalų auginimas. Vaistinių augalų auginimas apima tokius augalus kaip Anoectochilus ir Lithospermum. Produktai šiose rinkose turi didesnę ekonominę vertę ir šiuo metu yra pramonė, kurioje naudojama daugiau augalų apšvietimo. Be to, kanapių auginimo legalizavimas Šiaurės Amerikoje ir kai kuriose Europos dalyse paskatino LED auginimo apšvietimą kanapių auginimo srityje.

⑥ Žydinčios lemputės. Kaip nepakeičiama priemonė koreguojant gėlių žydėjimo laiką gėlininkystės pramonėje, anksčiausiai „Flowering lights“ buvo pritaikytos kaitrinės lempos, o vėliau – energiją taupančios liuminescencinės lempos. Vystantis LED industrializacijai, vis daugiau LED tipo žydinčių šviestuvų pamažu pakeitė tradicines lempas.

⑦Augalų audinių kultūra. Tradiciniai audinių kultūros šviesos šaltiniai daugiausia yra baltos fluorescencinės lempos, kurių šviesos efektyvumas yra mažas ir generuojama daug šilumos. Šviesos diodai labiau tinka efektyviai, valdomai ir kompaktiškai augalų audinių kultūrai dėl savo išskirtinių savybių, tokių kaip mažas energijos suvartojimas, mažas šilumos generavimas ir ilgas tarnavimo laikas. Šiuo metu baltos spalvos LED lempos pamažu keičia baltas fluorescencines lempas.

4. Augančių apšvietimo įmonių pasiskirstymas regione

Remiantis statistika, šiuo metu mano šalyje yra daugiau nei 300 augančių apšvietimo įmonių, o Perlų upės deltos srityje augančios apšvietimo įmonės sudaro daugiau nei 50 % ir jau dabar užima svarbią vietą. Jangdzės upės deltoje augančios apšvietimo įmonės sudaro apie 30 % ir vis dar yra svarbi apšvietimo produktų gamybos sritis. Tradicinių auginimo lempų įmonės daugiausia platinamos Jangdzės upės deltoje, Perlo upės deltoje ir Bohai Rim, iš kurių Jangdzės upės delta sudaro 53%, o Perlų upės deltoje ir Bohajaus krašte atitinkamai 24% ir 22%. . Pagrindinės LED šviestuvų gamintojų platinimo sritys yra Pearl River Delta (62%), Jangdzės upės delta (20%) ir Bohai Rim (12%).

B. LED augančio apšvietimo pramonės plėtros tendencija

1. Specializacija

LED auginimo apšvietimas pasižymi reguliuojamo spektro ir šviesos intensyvumo savybėmis, mažu bendru šilumos generavimu ir geru vandeniui atspariu našumu, todėl jis tinkamas apšvietimui įvairiose scenose. Tuo pačiu metu natūralios aplinkos pokyčiai ir žmonių maisto kokybės siekimas paskatino energingą žemės ūkio ir auginimo gamyklų plėtrą ir paskatino LED apšvietimo pramonę sparčiai vystytis. Ateityje LED auginimo apšvietimas vaidins svarbų vaidmenį gerinant žemės ūkio gamybos efektyvumą, gerinant maisto saugą, gerinant vaisių ir daržovių kokybę. Augimo apšvietimui skirtas LED šviesos šaltinis toliau vystysis palaipsniui specializuojantis pramonei ir judės tikslingesne kryptimi.

2. Didelis efektyvumas

Šviesos efektyvumo ir energijos vartojimo efektyvumo didinimas yra esminis dalykas, leidžiantis žymiai sumažinti augalų apšvietimo eksploatacines išlaidas. Šviesos diodų naudojimas pakeičiant tradicines lempas ir dinaminis šviesos aplinkos optimizavimas bei reguliavimas pagal augalų šviesos formulės reikalavimus nuo sodinukų iki derliaus nuėmimo – neišvengiamos rafinuotos žemdirbystės tendencijos ateityje. Siekiant pagerinti derlių, jis gali būti auginamas etapais ir regionais, derinant su lengvu formuliu, atsižvelgiant į augalų vystymosi ypatybes, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir derlių kiekviename etape. Siekiant pagerinti kokybę, mitybos reguliavimas ir šviesos reguliavimas gali būti naudojami siekiant padidinti maistinių medžiagų ir kitų sveikatos priežiūros funkcinių ingredientų kiekį.

Remiantis skaičiavimais, šiuo metu nacionalinė daržovių sodinukų paklausa siekia 680 mlrd., o gamyklinių sodinukų gamybos pajėgumai nesiekia 10 proc. Sodinukų pramonei keliami aukštesni aplinkosaugos reikalavimai. Gamybos sezonas dažniausiai yra žiema ir pavasaris. Natūrali šviesa yra silpna ir reikalinga dirbtinė papildoma šviesa. Augalų auginimo apšvietimas turi santykinai didelį įvestį ir išėjimą bei aukštą įvesties priėmimo laipsnį. LED turi unikalių privalumų, nes vaisius ir daržoves (pomidorus, agurkus, melionus ir kt.) reikia skiepyti, o specifinis šviesos papildymo spektras didelės drėgmės sąlygomis gali paskatinti skiepytų daigų gijimą. Šiltnamio daržovių sodinimo papildoma šviesa gali kompensuoti natūralios šviesos trūkumą, pagerinti augalų fotosintezės efektyvumą, skatinti žydėjimą ir derėjimą, padidinti derlių ir pagerinti produktų kokybę. LED auginimo apšvietimas turi platų pritaikymo perspektyvą daržovių sodinukams ir šiltnamių gamyboje.

3. Protingas

Augalų apšvietimas turi didelį poreikį realiu laiku valdyti šviesos kokybę ir šviesos kiekį. Tobulėjus išmaniosioms valdymo technologijoms ir pritaikius daiktų internetą, įvairūs monochromatiniai spektrai ir intelektualios valdymo sistemos gali valdyti laiką, valdyti šviesą ir, atsižvelgiant į augalų augimo būseną, laiku reguliuoti šviesos kokybę ir šviesos srautą. neabejotinai taps pagrindine augalų auginimo apšvietimo technologijų plėtros ateities tendencija.