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

Svetlost je osnovni faktor životne sredine rasta i razvoja biljaka. Svjetlost ne samo da opskrbljuje energiju za rast biljaka putem fotosinteze, već je i važan regulator rasta i razvoja biljaka. Dodatak umjetnom svjetlošću ili potpuno vještačko zračenje može potaknuti rast biljaka, povećati prinos, poboljšati oblik proizvoda, boju, poboljšati funkcionalne komponente i smanjiti pojavu bolesti i štetočina. Danas ću sa vama podijeliti status razvoja i trendove industrije biljne rasvjete.
Tehnologija umjetnog izvora svjetlosti sve se više koristi u području biljne rasvjete. LED ima mnoge prednosti kao što su visoka svjetlosna učinkovitost, nisko stvaranje topline, mala veličina, dug vijek trajanja i mnoge druge prednosti. Ima očigledne prednosti u oblasti rasvjete. Grow lighting industrija će postepeno usvajati LED rasvjetna tijela za uzgoj biljaka.

A. Status razvoja industrije LED rasvjete 

1.LED paket za rasvjetu

U oblasti rasvjete LED ambalaže postoji mnogo vrsta uređaja za pakovanje, a ne postoji jedinstveni standardni sistem mjerenja i evaluacije. Stoga se, u poređenju sa domaćim proizvodima, strani proizvođači uglavnom fokusiraju na smjerove velike snage, klipa i modula, uzimajući u obzir seriju rasvjete za uzgoj bijelog svjetla, s obzirom na karakteristike rasta biljaka i humanizirano svjetlosno okruženje, imaju veće tehničke prednosti u pouzdanosti, svjetlosti efikasnost, karakteristike fotosintetičkog zračenja različitih biljaka u različitim ciklusima rasta, uključujući različite vrste proizvoda velike, srednje snage i male snage različitih veličina, kako bi se zadovoljile potrebe raznih biljaka u različitim okruženjima rasta, očekujući da će se postići cilj maksimiziranja rasta biljaka i uštede energije.

Veliki broj osnovnih patenata za epitaksijalne pločice čipa još uvijek je u rukama prvih vodećih kompanija kao što su japanska Nichia i American Career. Domaćim proizvođačima čipova još uvijek nedostaju patentirani proizvodi s tržišnom konkurentnošću. Istovremeno, mnoge kompanije razvijaju i nove tehnologije u oblasti uzgoja čipova za rasvjetu. Na primjer, Osram-ova tehnologija tankog filma čipa omogućava da se čipovi upakuju usko zajedno kako bi se stvorila svjetlosna površina velike površine. Baziran na ovoj tehnologiji, visokoefikasni LED rasvjetni sistem s talasnom dužinom od 660nm može smanjiti 40% potrošnje energije u području uzgoja.

2. Povećajte spektar rasvjete i uređaje
Spektar biljne rasvjete je složeniji i raznovrsniji. Različite biljke imaju velike razlike u potrebnim spektrima u različitim ciklusima rasta, pa čak iu različitim okruženjima rasta. Kako bi se zadovoljile ove različite potrebe, trenutno postoje sljedeće sheme u industriji: ① Višestruke monokromatske kombinacije svjetla. Tri najefikasnija spektra za fotosintezu biljaka su uglavnom spektar sa vrhovima na 450 nm i 660 nm, opseg od 730 nm za izazivanje cvjetanja biljaka, plus zeleno svjetlo od 525 nm i ultraljubičasti pojas ispod 380 nm. Kombinirajte ove vrste spektra u skladu s različitim potrebama biljaka kako biste formirali najprikladniji spektar. ②Puna shema spektra za postizanje pune pokrivenosti spektra potražnje postrojenja. Ovaj tip spektra koji odgovara čipu SUNLIKE koji predstavljaju Seoul Semiconductor i Samsung možda nije najefikasniji, ali je pogodan za sva postrojenja, a cijena je mnogo niža od cijene monohromatskih kombinacija svjetla. ③Koristite belo svetlo punog spektra kao glavni oslonac, plus 660nm crveno svetlo kao kombinovanu šemu za poboljšanje efikasnosti spektra. Ova shema je ekonomičnija i praktičnija.

Rasvjeta za uzgoj biljaka monohromatski svjetlosni LED čipovi (glavne valne dužine su 450nm, 660nm, 730nm) uređaji za pakovanje su pokriveni od strane mnogih domaćih i stranih kompanija, dok su domaći proizvodi raznovrsniji i imaju više specifikacija, a proizvodi stranih proizvođača su standardizovaniji. Istovremeno, u pogledu fotosintetskog fotonskog fluksa, svjetlosne efikasnosti itd., još uvijek postoji veliki jaz između domaćih i stranih proizvođača ambalaže. Za uređaje za pakovanje monokromatskog svjetla za biljnu rasvjetu, pored proizvoda s glavnim valnim pojasevima od 450 nm, 660 nm i 730 nm, mnogi proizvođači također razvijaju nove proizvode u drugim opsezima valnih dužina kako bi ostvarili potpunu pokrivenost fotosintetički aktivnog zračenja (PAR) talasna dužina (450-730nm).

Monokromatska LED svjetla za rast biljaka nisu pogodna za rast svih biljaka. Stoga su istaknute prednosti LED dioda punog spektra. Puni spektar prvo mora postići punu pokrivenost punog spektra vidljive svjetlosti (400-700nm) i povećati performanse ova dva pojasa: plavo-zeleno svjetlo (470-510nm), tamno crveno svjetlo (660-700nm). Koristite običan plavi LED ili ultraljubičasti LED čip sa fosforom da biste postigli "pun" spektar, a njegova fotosintetička efikasnost ima svoje visoke i niske. Većina proizvođača biljne rasvjete bijele LED ambalaže koristi Blue chip + fosfor za postizanje punog spektra. Pored načina pakiranja monokromatskog svjetla i plave svjetlosti ili ultraljubičastog čipa plus fosfora za ostvarenje bijele svjetlosti, uređaji za pakovanje za biljnu rasvjetu također imaju kompozitni način pakiranja koji koristi dva ili više čipova talasne dužine, kao što su crveni deset plavi/ultraljubičasti, RGB, RGBW . Ovaj način pakiranja ima velike prednosti u zatamnjivanju.

Što se tiče LED proizvoda uskih talasnih dužina, većina dobavljača ambalaže može kupcima ponuditi proizvode različitih talasnih dužina u opsegu 365-740nm. Što se tiče spektra rasvjete biljaka pretvorenog u fosfor, većina proizvođača ambalaže ima različite spektre između kojih kupci mogu birati. U poređenju sa 2016. godinom, njegova stopa rasta prodaje u 2017. godini ostvarila je značajno povećanje. Među njima, stopa rasta LED izvora svjetlosti od 660 nm koncentrirana je na 20%-50%, a stopa rasta prodaje LED izvora svjetlosti za biljke pretvorene u fosfor dostiže 50%-200%, odnosno prodaja elektrana pretvorenih u fosfor LED izvori svjetlosti rastu brže.

Sve kompanije za pakovanje mogu da obezbede opšte ambalažne proizvode od 0,2-0,9 W i 1-3 W. Ovi izvori svjetlosti omogućavaju proizvođačima rasvjete da imaju dobru fleksibilnost u dizajnu rasvjete. Osim toga, neki proizvođači također nude integrirane proizvode za pakovanje veće snage. Trenutno je više od 80% pošiljki većine proizvođača snage 0,2-0,9 W ili 1-3 W. Među njima su pošiljke vodećih međunarodnih proizvođača ambalaže koncentrisane na 1-3 W, dok su pošiljke malih i srednjih proizvođača kompanije za pakovanje veličine su koncentrisane u 0,2-0,9 W.

3. Područja primjene rasvjete za uzgoj biljaka

Iz područja primjene, rasvjetna tijela za uzgoj biljaka uglavnom se koriste u rasvjeti staklenika, tvornicama biljaka za potpuno umjetno osvjetljenje, kulturi biljnog tkiva, rasvjeti polja na otvorenom, uzgoju povrća i cvijeća u domaćinstvu, te laboratorijskim istraživanjima.

①U solarnim staklenicima i staklenicima sa više raspona, udio umjetnog svjetla za dodatno osvjetljenje je još uvijek nizak, a glavne su metal-halogene lampe i natrijumske sijalice visokog pritiska. Stopa prodiranja LED rasvjetnih sistema je relativno niska, ali stopa rasta počinje da se ubrzava kako cijena pada. Glavni razlog je to što korisnici imaju dugogodišnje iskustvo u korištenju metal-halogenih sijalica i visokotlačnih natrijevih sijalica, a korištenje metal-halogenih sijalica i visokotlačnih natrijevih sijalica može osigurati oko 6% do 8% toplinske energije za staklenika uz izbjegavanje opekotina biljaka. Sistem LED rasvjete nije pružio konkretne i efikasne upute i podršku za podatke, što je odložilo njegovu primjenu u staklenicima sa dnevnom svjetlošću i više raspona. Trenutno, male demonstracijske aplikacije su i dalje glavni oslonac. Kako je LED izvor hladnog svjetla, može biti relativno blizu krošnje biljaka, što rezultira manjim temperaturnim utjecajem. U staklenicima sa dnevnom svjetlošću i više raspona, LED rasvjeta se češće koristi u uzgoju među biljkama.

②Primjena u poljodjelstvu na otvorenom. Prodor i primjena biljne rasvjete u objektnoj poljoprivredi je relativno spora, dok je primjena LED sistema rasvjete biljaka (fotoperiodna kontrola) za vanjske dugodnevne usjeve visoke ekonomske vrijednosti (kao što je zmajevo voće) postigla brz razvoj.

③Fabrike biljaka. Trenutno najbrži i najrašireniji sistem rasvjete postrojenja je tvornica potpuno umjetnog svjetla, koja je po kategorijama podijeljena na centralizirane višeslojne i raspoređene pokretne tvornice postrojenja. Razvoj fabrika veštačkog svetla u Kini je veoma brz. Glavno investiciono tijelo centralizirane višeslojne tvornice umjetnog svjetla nisu tradicionalne poljoprivredne kompanije, već više kompanija koje se bave poluprovodničkim i potrošačkim elektronskim proizvodima, kao što su Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong i također COFCO i Xi Cui i druge nove moderne poljoprivredne kompanije. U tvornicama distribuiranih i mobilnih postrojenja, transportni kontejneri (novi kontejneri ili rekonstrukcija polovnih kontejnera) i dalje se koriste kao standardni nosači. Sistemi za rasvjetu biljaka svih vještačkih biljaka uglavnom koriste linearne ili ravne sisteme rasvjete, a broj zasađenih sorti nastavlja da raste. Različiti LED izvori svjetla eksperimentalne formule su počeli da se široko i široko koriste. Proizvodi na tržištu su uglavnom zeleno lisnato povrće.

④Sađenje kućnih biljaka. LED se može koristiti u stolnim lampama za kućne biljke, stalcima za sadnju kućnih biljaka, mašinama za uzgoj povrća u domaćinstvu, itd.

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

⑥Cvjetna svjetla. Kao nezamjenjiv alat za podešavanje vremena cvjetanja cvijeća u cvjetarskoj industriji, najranija primjena cvjetnih svjetala bile su žarulje sa žarnom niti, a zatim fluorescentne sijalice koje štede energiju. Sa razvojem LED industrijalizacije, sve više rasvjetnih tijela LED tipa postupno je zamijenilo tradicionalne lampe.

⑦ Kultura biljnog tkiva. Tradicionalni izvori svjetlosti kulture tkiva su uglavnom bijele fluorescentne lampe, koje imaju nisku svjetlosnu efikasnost i veliku proizvodnju topline. LED diode su pogodnije za efikasnu, kontroliranu i kompaktnu kulturu biljnog tkiva zbog svojih izvanrednih karakteristika kao što su niska potrošnja energije, nisko stvaranje topline i dug životni vijek. Trenutno, bijele LED cijevi postepeno zamjenjuju bijele fluorescentne svjetiljke.

4. Regionalna distribucija kompanija za rasvjetu

Prema statistikama, u mojoj zemlji trenutno postoji više od 300 kompanija za uzgoj rasvjete, a kompanije za uzgoj rasvjete u području delte Biserne rijeke čine više od 50%, i one su već u velikoj poziciji. Kompanije za uzgoj rasvjete u delti rijeke Jangce čine oko 30%, a to je još uvijek važno proizvodno područje za uzgoj rasvjetnih proizvoda. Kompanije tradicionalnih lampi za uzgoj uglavnom se distribuiraju u delti reke Jangce, delti biserne reke i na obodu Bohaja, od kojih delta reke Jangce čini 53%, a delta biserne reke i 24% i 22% reke Bohaj. . Glavna područja distribucije proizvođača LED rasvjete su Delta Biserne rijeke (62%), Delta rijeke Jangce (20%) i Bohai Rim (12%).

B. Trend razvoja industrije LED rasvjete

1. Specijalizacija

LED rasvjeta ima karakteristike podesivog spektra i intenziteta svjetlosti, niske ukupne proizvodnje topline i dobre vodootporne performanse, tako da je pogodna za rasvjetu u različitim scenama. U isto vrijeme, promjene u prirodnom okruženju i težnja ljudi za kvalitetom hrane promovirali su snažan razvoj poljoprivrede u pogonima i tvornicama za uzgoj i doveli su industriju LED rasvjete u period brzog razvoja. U budućnosti će LED rasvjeta igrati važnu ulogu u poboljšanju efikasnosti poljoprivredne proizvodnje, poboljšanju sigurnosti hrane i poboljšanju kvaliteta voća i povrća. LED izvor svjetlosti za rasvjetu će se dalje razvijati postupnom specijalizacijom industrije i kretati se u ciljanijem smjeru.

2. Visoka efikasnost

Poboljšanje svjetlosne efikasnosti i energetske efikasnosti ključ je za značajno smanjenje operativnih troškova rasvjete postrojenja. Upotreba LED dioda za zamjenu tradicionalnih lampi i dinamička optimizacija i prilagođavanje svjetlosnog okruženja prema zahtjevima svjetlosne formule biljaka od faze sadnice do faze žetve neizbježni su trendovi rafinirane poljoprivrede u budućnosti. U smislu poboljšanja prinosa, može se uzgajati u fazama i regijama u kombinaciji sa laganom formulom prema razvojnim karakteristikama biljaka kako bi se poboljšala efikasnost proizvodnje i prinos u svakoj fazi. U smislu poboljšanja kvaliteta, regulacija ishrane i regulacija svetlosti mogu se koristiti za povećanje sadržaja nutrijenata i drugih funkcionalnih sastojaka za zdravlje.

Prema procjenama, trenutna nacionalna potražnja za sadnicama povrća iznosi 680 milijardi, dok je proizvodni kapacitet fabričkih sadnica manji od 10%. Industrija sadnica ima veće ekološke zahtjeve. Sezona proizvodnje je uglavnom zima i proljeće. Prirodno svjetlo je slabo, a umjetno dodatno svjetlo je potrebno. Osvetljenje za uzgoj biljaka ima relativno visok ulaz i izlaz i visok stepen prihvatanja inputa. LED ima jedinstvene prednosti, jer je potrebno kalemiti voće i povrće (paradajz, krastavci, dinje, itd.), a specifičan spektar dopune svetlosti u uslovima visoke vlažnosti može da podstakne zarastanje kalemljenih sadnica. Dodatna svjetlost za sadnju povrća u stakleniku može nadoknaditi nedostatak prirodne svjetlosti, poboljšati fotosintetičku efikasnost biljaka, promovirati cvjetanje i plodove, povećati prinos i poboljšati kvalitet proizvoda. LED rasvjeta ima široku perspektivu primjene u rasadama povrća i proizvodnji staklenika.

3. Inteligentan

Rasvjeta za uzgoj biljaka ima jaku potražnju za kontrolom kvaliteta i količine svjetlosti u realnom vremenu. Sa unapređenjem tehnologije inteligentne kontrole i primjenom Interneta stvari, različiti monokromatski spektri i inteligentni kontrolni sistemi mogu ostvariti kontrolu vremena, kontrolu svjetlosti, a prema statusu rasta biljaka, pravovremeno prilagođavanje kvalitete svjetlosti i izlazne svjetlosti. će sigurno postati glavni trend u budućem razvoju tehnologije rasvjete za uzgoj biljaka.