Izvorni izvor: Houcheng Liu.Status razvoja i trend industrije LED rasvjete postrojenja[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Izvor članka: Material Once Deep

Svjetlost je osnovni okolišni čimbenik rasta i razvoja biljaka.Svjetlost ne samo da daje energiju za rast biljaka kroz fotosintezu, već je i važan regulator rasta i razvoja biljaka.Dodatak umjetnog svjetla ili potpuno zračenje umjetnim svjetlom može pospješiti rast biljaka, povećati prinos, poboljšati oblik proizvoda, boju, poboljšati funkcionalne komponente i smanjiti pojavu bolesti i štetnika.Danas ću s vama podijeliti razvojni status i trend industrije rasvjete biljaka.
Tehnologija umjetnih izvora svjetlosti sve se više koristi u području rasvjete biljaka.LED ima mnoge prednosti kao što su visoka svjetlosna učinkovitost, nisko stvaranje topline, mala veličina, dug život i mnoge druge prednosti.Ima očite prednosti u području rasvjete za uzgoj.Rast rasvjetne industrije postupno će usvojiti LED rasvjetna tijela za uzgoj biljaka.

A. Status razvoja industrije LED rasvjete 

1. LED paket za rasvjetu za uzgoj

U području LED pakiranja rasvjete za uzgoj postoji mnogo vrsta uređaja za pakiranje, a ne postoji jedinstveni standardni sustav mjerenja i ocjenjivanja.Stoga, u usporedbi s domaćim proizvodima, strani proizvođači uglavnom se usredotočuju na smjerove velike snage, klipa i modula, uzimajući u obzir seriju bijele svjetlosti rasvjete za rast, s obzirom na karakteristike rasta biljaka i humanizirano rasvjetno okruženje, imaju veće tehničke prednosti u pouzdanosti, svjetlu učinkovitost, karakteristike fotosintetskog zračenja različitih biljaka u različitim ciklusima rasta, uključujući razne vrste proizvoda velike snage, srednje snage i niske snage proizvoda različitih veličina, kako bi se zadovoljile potrebe raznih biljaka u različitim okruženjima rasta, očekujući postizanje cilj maksimiziranja rasta biljaka i uštede energije.

Velik broj temeljnih patenata za epitaksijalne pločice čipova još uvijek je u rukama prvih vodećih tvrtki kao što su japanska Nichia i American Career.Domaćim proizvođačima čipova još uvijek nedostaju tržišno konkurentni patentirani proizvodi.U isto vrijeme, mnoge tvrtke također razvijaju nove tehnologije u području rasvjetnih čipova za pakiranje.Na primjer, Osramova tehnologija tankoslojnih čipova omogućuje da se čipovi pakiraju tijesno jedan uz drugog kako bi se stvorila osvjetljavajuća površina velike površine.Temeljen na ovoj tehnologiji, visokoučinkoviti sustav LED rasvjete s valnom duljinom od 660 nm može smanjiti 40% potrošnje energije u području uzgoja.

2. Povećajte spektar rasvjete i uređaje
Spektar rasvjete biljaka je složeniji i raznolikiji.Različite biljke imaju velike razlike u potrebnim spektrima u različitim ciklusima rasta, pa čak i u različitim okruženjima rasta.Kako bi se zadovoljile te diferencirane potrebe, trenutno postoje sljedeće sheme u industriji: ①Šeme više monokromatskih kombinacija svjetla.Tri najučinkovitija spektra za fotosintezu biljaka uglavnom su spektar s vrhovima na 450 nm i 660 nm, pojas od 730 nm za induciranje cvjetanja biljaka, plus zeleno svjetlo od 525 nm i ultraljubičasti pojas ispod 380 nm.Kombinirajte ove vrste spektara u skladu s različitim potrebama biljaka kako biste formirali najprikladniji spektar.②Shema punog spektra za postizanje potpune pokrivenosti spektra potražnje postrojenja.Ova vrsta spektra koja odgovara SUNLIKE čipu koji predstavljaju Seoul Semiconductor i Samsung možda nije najučinkovitija, ali je prikladna za sve biljke, a cijena je mnogo niža od one za rješenja kombinacije monokromatskog svjetla.③Koristite bijelo svjetlo punog spektra kao oslonac, plus crveno svjetlo od 660nm kao kombiniranu shemu za poboljšanje učinkovitosti spektra.Ova shema je ekonomičnija i praktičnija.

Rasvjeta za uzgoj biljaka monokromatsko svjetlo LED čipovi (glavne valne duljine su 450nm, 660nm, 730nm) uređaji za pakiranje pokriveni su od strane mnogih domaćih i stranih tvrtki, dok su domaći proizvodi raznovrsniji i imaju više specifikacija, a proizvodi stranih proizvođača su standardiziraniji.U isto vrijeme, u pogledu fotosintetskog toka fotona, svjetlosne učinkovitosti itd., još uvijek postoji veliki jaz između domaćih i stranih proizvođača ambalaže.Za uređaje za pakiranje monokromatskog svjetla za rasvjetu biljaka, uz proizvode s glavnim valnim duljinama od 450 nm, 660 nm i 730 nm, mnogi proizvođači također razvijaju nove proizvode u drugim valnim duljinama kako bi ostvarili potpunu pokrivenost za fotosintetski aktivno zračenje (PAR) valna duljina (450-730nm).

Monokromatska LED svjetla za rast biljaka nisu prikladna za rast svih biljaka.Stoga su istaknute prednosti LED dioda punog spektra.Puni spektar prvo mora postići potpunu pokrivenost cijelog spektra vidljive svjetlosti (400-700nm) i povećati performanse ova dva pojasa: plavo-zeleno svjetlo (470-510nm), duboko crveno svjetlo (660-700nm).Upotrijebite obični plavi LED ili ultraljubičasti LED čip s fosforom kako biste postigli "puni" spektar, a njegova fotosintetska učinkovitost ima svoju visoku i nisku.Većina proizvođača bijelih LED uređaja za pakiranje rasvjete biljaka koristi Blue chip + fosfor za postizanje punog spektra.Uz način pakiranja monokromatskog svjetla i plavog svjetla ili ultraljubičastog čipa plus fosfor za realizaciju bijelog svjetla, uređaji za pakiranje rasvjete biljaka također imaju kompozitni način pakiranja koji koristi dva ili više čipova valnih duljina, kao što su crveno deset plavo/ultraljubičasto, RGB, RGBW .Ovaj način pakiranja ima velike prednosti u zatamnjenju.

Što se tiče LED proizvoda uske valne duljine, većina dobavljača ambalaže može kupcima ponuditi proizvode različitih valnih duljina u pojasu od 365-740 nm.Što se tiče spektra osvjetljenja biljaka pretvorenog fosforima, većina proizvođača ambalaže ima različite spektre između kojih kupci mogu izabrati.U usporedbi s 2016. godinom, stopa rasta prodaje u 2017. godini ostvarila je značajan porast.Među njima, stopa rasta 660nm LED izvora svjetlosti koncentrirana je na 20%-50%, a stopa rasta prodaje LED izvora svjetlosti za postrojenja pretvorena u fosfor doseže 50%-200%, odnosno prodaja postrojenja pretvorena u fosfor LED izvori svjetla rastu sve brže.

Sve tvrtke za pakiranje mogu ponuditi 0,2-0,9 W i 1-3 W proizvode za općenito pakiranje.Ovi izvori svjetlosti proizvođačima rasvjete omogućuju dobru fleksibilnost u dizajnu rasvjete.Osim toga, neki proizvođači također nude proizvode za integrirano pakiranje veće snage.Trenutačno je više od 80% isporuka većine proizvođača 0,2-0,9 W ili 1-3 W. Među njima su isporuke vodećih međunarodnih tvrtki za pakiranje koncentrirane na 1-3 W, dok su pošiljke malih i srednjih tvrtke za pakiranje veličine koncentrirane su na 0,2-0,9 W.

3. Područja primjene rasvjete za uzgoj biljaka

Što se tiče područja primjene, rasvjetna tijela za uzgoj biljaka uglavnom se koriste u rasvjeti staklenika, tvornicama za proizvodnju potpuno umjetne rasvjete, kulturi biljnog tkiva, rasvjeti polja za poljoprivredu na otvorenom, sadnji povrća i cvijeća u kućanstvu i laboratorijskim istraživanjima.

①U solarnim staklenicima i staklenicima s više raspona, udio umjetnog svjetla za dopunsku rasvjetu još uvijek je nizak, a glavne su metalhalogene žarulje i visokotlačne natrijeve žarulje.Stopa prodora LED rasvjetnih sustava za rast je relativno niska, ali stopa rasta počinje se ubrzavati kako troškovi padaju.Glavni razlog je taj što korisnici imaju dugogodišnje iskustvo korištenja metalhalogenih žarulja i visokotlačnih natrijevih žarulja, a korištenje metalhalogenih žarulja i visokotlačnih natrijevih žarulja može osigurati oko 6% do 8% toplinske energije za staklenik, a istovremeno izbjegavati opekline biljaka.Sustav LED rasvjete za uzgoj nije pružao specifične i učinkovite upute i podršku podacima, što je odgodilo njegovu primjenu na dnevnom svjetlu i staklenicima s više raspona.Trenutačno su demonstracijske aplikacije male veličine još uvijek glavno uporište.Budući da je LED hladan izvor svjetlosti, može biti relativno blizu krošnjama biljaka, što rezultira manjim utjecajem temperature.U staklenicima s dnevnim svjetlom i višestrukim rasponima, LED rasvjeta za uzgoj češće se koristi u uzgoju između biljaka.

②Primjena polja za uzgoj na otvorenom.Prodor i primjena rasvjete biljaka u pogonskoj poljoprivredi bila je relativno spora, dok je primjena LED sustava za rasvjetu biljaka (kontrola fotoperioda) za usjeve dugog dana na otvorenom s visokom ekonomskom vrijednošću (kao što je dragon fruit) postigla brz razvoj.

③Tvornice biljaka.Trenutačno najbrži i najčešće korišteni sustav rasvjete postrojenja je tvornica potpuno umjetne rasvjete, koja je podijeljena na centralizirane višeslojne i distribuirane pokretne tvornice biljaka prema kategoriji.Razvoj tvornica za proizvodnju umjetnog svjetla u Kini vrlo je brz.Glavno investicijsko tijelo centralizirane višeslojne tvornice potpuno umjetnog svjetla nisu tradicionalne poljoprivredne tvrtke, već više tvrtki koje se bave poluvodičkim i potrošačkim elektroničkim proizvodima, kao što su Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong i također COFCO i Xi Cui te druge nove moderne poljoprivredne tvrtke.U tvornicama distribuiranih i mobilnih postrojenja, kontejneri za otpremu (novi kontejneri ili rekonstrukcija rabljenih kontejnera) još uvijek se koriste kao standardni nosači.Sustavi rasvjete biljaka svih umjetnih biljaka uglavnom koriste linearne ili ravne sustave rasvjete, a broj zasađenih sorti nastavlja se širiti.Razne eksperimentalne svjetlosne formule LED izvori svjetla počeli su se široko i naširoko koristiti.Proizvodi na tržištu uglavnom su zeleno lisnato povrće.

④Sađenje kućnih biljaka.LED se može koristiti u stolnim svjetiljkama za kućne biljke, policama za sadnju kućnih biljaka, kućanskim strojevima za uzgoj povrća itd.

⑤Uzgoj ljekovitog bilja.Uzgoj ljekovitog bilja uključuje biljke kao što su Anoectochilus i Lithospermum.Proizvodi na tim tržištima imaju veću ekonomsku vrijednost i trenutno su industrija s više primjena za rasvjetu biljaka.Osim toga, legalizacija uzgoja kanabisa u Sjevernoj Americi i dijelovima Europe promovirala je primjenu LED rasvjete za uzgoj u području uzgoja kanabisa.

⑥Cvjetna svjetla.Kao neizostavan alat za prilagodbu vremena cvatnje cvijeća u cvjetnoj industriji, najranija primjena Cvjetnih svjetala bile su žarulje sa žarnom niti, a zatim fluorescentne svjetiljke koje štede energiju.S razvojem LED industrijalizacije, više rasvjetnih tijela tipa LED rasvjete u obliku cvjetnica postupno je zamijenilo tradicionalne svjetiljke.

⑦Kultura biljnog tkiva.Tradicionalni izvori svjetlosti kulture tkiva uglavnom su bijele fluorescentne svjetiljke, koje imaju nisku svjetlosnu učinkovitost i veliko stvaranje topline.LED diode su prikladnije za učinkovitu, kontroliranu i kompaktnu kulturu biljnog tkiva zbog svojih izvanrednih značajki kao što su niska potrošnja energije, nisko stvaranje topline i dug životni vijek.Trenutno bijele LED cijevi postupno zamjenjuju bijele fluorescentne svjetiljke.

4. Regionalna distribucija tvrtki za rasvjetu

Prema statistici, trenutno postoji više od 300 tvrtki za uzgoj rasvjete u mojoj zemlji, a tvrtke za uzgoj rasvjete u području delte Biserne rijeke čine više od 50% i već su u značajnoj poziciji.Tvrtke za uzgoj rasvjete u delti rijeke Yangtze čine oko 30% i to je još uvijek važno proizvodno područje za uzgoj rasvjetnih proizvoda.Tvrtke koje proizvode tradicionalne svjetiljke za uzgoj uglavnom su distribuirane u delti rijeke Yangtze, delti Biserne rijeke i Bohajskom rubu, od čega na deltu rijeke Yangtze otpada 53%, a na deltu Biserne rijeke i Bohajski rub 24% odnosno 22%. .Glavna područja distribucije proizvođača LED rasvjete za uzgoj su delta rijeke Pearl River (62%), delta rijeke Yangtze (20%) i Bohai Rim (12%).

B. Trend razvoja LED rasvjetne industrije

1. Specijalizacija

LED rasvjeta za uzgoj ima karakteristike podesivog spektra i intenziteta svjetlosti, niske ukupne topline i dobru vodootpornu izvedbu, tako da je prikladna za rasvjetu za uzgoj u različitim scenama.U isto vrijeme, promjene u prirodnom okruženju i težnja ljudi za kvalitetom hrane potaknuli su snažan razvoj poljoprivredne proizvodnje i uzgojnih tvornica, te doveli industriju LED rasvjete za uzgoj u razdoblje brzog razvoja.U budućnosti će LED rasvjeta igrati važnu ulogu u poboljšanju učinkovitosti poljoprivredne proizvodnje, poboljšanju sigurnosti hrane i poboljšanju kvalitete voća i povrća.LED izvor svjetla za rasvjetu za uzgoj dalje će se razvijati s postupnom specijalizacijom industrije i kretati se u ciljanijem smjeru.

2. Visoka učinkovitost

Poboljšanje svjetlosne i energetske učinkovitosti ključno je za značajno smanjenje operativnih troškova rasvjete postrojenja.Upotreba LED dioda za zamjenu tradicionalnih svjetiljki te dinamička optimizacija i prilagodba svjetlosnog okruženja prema zahtjevima svjetlosne formule biljaka od faze sadnice do faze žetve neizbježni su trendovi rafinirane poljoprivrede u budućnosti.Što se tiče poboljšanja prinosa, može se uzgajati u fazama i regijama u kombinaciji s laganom formulom u skladu s razvojnim karakteristikama biljaka kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje i prinos u svakoj fazi.U smislu poboljšanja kvalitete, regulacija prehrane i regulacija svjetla mogu se koristiti za povećanje sadržaja hranjivih tvari i drugih zdravstveno funkcionalnih sastojaka.

Prema procjenama, trenutna nacionalna potražnja za presadnicama povrća je 680 milijardi, dok je kapacitet proizvodnje tvorničkih presadnica manji od 10%.Industrija sadnica ima veće ekološke zahtjeve.Sezona proizvodnje uglavnom je zima i proljeće.Prirodno svjetlo je slabo i potrebno je dodatno umjetno svjetlo.Rasvjeta za uzgoj biljaka ima relativno visok ulaz i izlaz i visok stupanj prihvaćanja ulaza.LED ima jedinstvene prednosti, jer voće i povrće (rajčice, krastavci, dinje, itd.) moraju biti cijepljeni, a specifičan spektar dodavanja svjetla u uvjetima visoke vlažnosti može pospješiti zacjeljivanje cijepljenih sadnica.Dodatna rasvjeta za sadnju povrća u staklenicima može nadoknaditi nedostatak prirodnog svjetla, poboljšati učinkovitost fotosinteze biljaka, potaknuti cvjetanje i plodove, povećati prinos i poboljšati kvalitetu proizvoda.LED rasvjeta za uzgoj ima široku primjenu u proizvodnji presadnica povrća i stakleniku.

3. Inteligentan

Rasvjeta za uzgoj biljaka ima veliku potražnju za kontrolom kvalitete i količine svjetla u stvarnom vremenu.S poboljšanjem tehnologije inteligentne kontrole i primjenom Interneta stvari, različiti monokromatski spektri i inteligentni sustavi kontrole mogu ostvariti kontrolu vremena, kontrolu svjetla i prema statusu rasta biljaka, pravovremenu prilagodbu kvalitete svjetlosti i svjetlosnog izlaza sigurno će postati glavni trend u budućem razvoju tehnologije rasvjete za uzgoj biljaka.