Оригинални извор: Хоученг Лиу. Статус развоја и тренд индустрије ЛЕД осветљења постројења [J]. Часопис за илуминационо инжењерство, 2018, 29 (04): 8-9.
Извор чланка: Материјал Онда дубоко

Светлост је основни фактор животне средине раста и развоја биљака. Светлост не само да обезбеђује енергију за раст биљака путем фотосинтезе, већ је и важан регулатор раста и развоја биљака. Додатак вештачке светлости или потпуно зрачење вештачком светлошћу може подстаћи раст биљака, повећати принос, побољшати облик и боју производа, побољшати функционалне компоненте и смањити појаву болести и штеточина. Данас ћу са вама поделити статус и тренд развоја индустрије осветљења биљака.
Технологија вештачких извора светлости се све више користи у области осветљења биљака. ЛЕД диоде имају многе предности као што су висока светлосна ефикасност, ниско стварање топлоте, мала величина, дуг век трајања и многе друге предности. Имају очигледне предности у области осветљења за узгој биљака. Индустрија осветљења за узгој биљака ће постепено усвајати ЛЕД расветна тела за узгој биљака.

A. Статус развоја индустрије ЛЕД расвете за узгој биљака 

1. ЛЕД пакет за осветљење за узгој

У области паковања ЛЕД диода за узгој биљака, постоји много врста уређаја за паковање и не постоји јединствени систем стандарда мерења и процене. Стога, у поређењу са домаћим производима, страни произвођачи се углавном фокусирају на смерове велике снаге, коб и модула, узимајући у обзир серију беле светлости за узгој биљака, узимајући у обзир карактеристике раста биљака и хумано окружење осветљења, имају веће техничке предности у поузданости, ефикасности светлости, карактеристикама фотосинтетског зрачења различитих биљака у различитим циклусима раста, укључујући различите врсте производа велике снаге, средње снаге и мале снаге различитих величина, како би се задовољиле потребе различитих биљака у различитим окружењима за раст, очекујући да се постигне циљ максималног раста биљака и уштеде енергије.

Велики број основних патената за епитаксијалне плочице чипова је и даље у рукама водећих компанија као што су јапанска Nichia и American Career. Домаћим произвођачима чипова и даље недостају патентирани производи који су конкурентни на тржишту. Истовремено, многе компаније развијају нове технологије у области паковања чипова за осветљење узгоја. На пример, Osram-ова технологија танких филмова чипова омогућава да се чипови пакују близу један другом како би се створила површина осветљења велике површине. На основу ове технологије, високоефикасан ЛЕД систем осветљења са таласном дужином од 660nm може смањити потрошњу енергије у подручју узгоја за 40%.

2. Повећајте спектар осветљења и уређаје
Спектар осветљења биљака је сложенији и разноврснији. Различите биљке имају велике разлике у потребним спектрима у различитим циклусима раста, па чак и у различитим окружењима за раст. Да би се задовољиле ове различите потребе, тренутно у индустрији постоје следеће шеме: ①Шеме вишеструких монохроматских комбинација светлости. Три најефикаснија спектра за фотосинтезу биљака су углавном спектар са врховима на 450nm и 660nm, опсег од 730nm за индуковање цветања биљака, плус зелена светлост од 525nm и ултраљубичасти опсег испод 380nm. Комбинујте ове врсте спектара према различитим потребама биљака да бисте формирали најпогоднији спектар. ②Шема пуног спектра за постизање потпуне покривености спектра потреба биљака. Ова врста спектра која одговара SUNLIKE чипу који представљају Seoul Semiconductor и Samsung можда није најефикаснија, али је погодна за све биљке, а цена је много нижа од цене монохроматских решења комбинација светлости. ③Користите бело светло пуног спектра као главну основу, плус црвено светло од 660 nm као комбиновану шему ради побољшања ефикасности спектра. Ова шема је економичнија и практичнија.

Уређаји за паковање монохроматских ЛЕД чипова за осветљење биљака (главне таласне дужине су 450nm, 660nm, 730nm) покривају многе домаће и стране компаније, док су домаћи производи разноврснији и имају више спецификација, а производи страних произвођача су стандардизованији. Истовремено, у погледу фотосинтетског флукса фотона, светлосне ефикасности итд., и даље постоји велика разлика између домаћих и страних произвођача амбалаже. За уређаје за паковање монохроматских светлосних уређаја за осветљење биљака, поред производа са главним опсезима таласних дужина од 450nm, 660nm и 730nm, многи произвођачи развијају и нове производе у другим опсезима таласних дужина како би остварили потпуну покривеност за таласне дужине фотосинтетски активног зрачења (ФАР) (450-730nm).

Монохроматска ЛЕД светла за раст биљака нису погодна за раст свих биљака. Стога се истичу предности ЛЕД диода пуног спектра. Пуни спектар мора прво постићи потпуну покривеност пуног спектра видљиве светлости (400-700 нм), а затим повећати перформансе ова два опсега: плаво-зелена светлост (470-510 нм), дубоко црвена светлост (660-700 нм). Користите обичну плаву ЛЕД диоду или ултраљубичасту ЛЕД диоду са фосфором да бисте постигли „пун“ спектар, а њена фотосинтетска ефикасност има своје максимуме и минимуме. Већина произвођача белих ЛЕД уређаја за паковање биљака користи плави чип + фосфор да би постигли пуни спектар. Поред режима паковања монохроматске светлости и плаве светлости или ултраљубичастог чипа плус фосфор за реализацију беле светлости, уређаји за паковање биљака такође имају композитни режим паковања који користи две или више чипова таласне дужине, као што су црвена, десет, плава/ултраљубичаста, RGB, RGBW. Овај режим паковања има велике предности у затамњивању.

Што се тиче ЛЕД производа уске таласне дужине, већина добављача амбалаже може купцима да понуди различите производе са таласним дужинама у опсегу од 365-740nm. Што се тиче спектра осветљења биљака конвертованог фосфором, већина произвођача амбалаже нуди купцима разноврсне спектре. У поређењу са 2016. годином, стопа раста продаје у 2017. години је значајно порасла. Међу њима, стопа раста ЛЕД извора светлости од 660nm је концентрисана на 20%-50%, а стопа раста продаје фосфор-конвертованих ЛЕД извора светлости за биљке достиже 50%-200%, односно продаја фосфор-конвертованих ЛЕД извора светлости за биљке расте брже.

Све компаније за паковање могу да обезбеде производе за општу амбалажу снаге 0,2-0,9 W и 1-3 W. Ови извори светлости омогућавају произвођачима расвете добру флексибилност у дизајну осветљења. Поред тога, неки произвођачи такође нуде интегрисане производе за паковање веће снаге. Тренутно, више од 80% испорука већине произвођача су снаге 0,2-0,9 W или 1-3 W. Међу њима, испоруке водећих међународних компанија за паковање су концентрисане у 1-3 W, док су испоруке малих и средњих компанија за паковање концентрисане у 0,2-0,9 W.

3. Области примене осветљења за узгој биљака

Са подручја примене, расветна тела за узгој биљака се углавном користе у осветљењу пластеника, фабрикама биљака са вештачким осветљењем, култури биљног ткива, осветљењу поља на отвореном, садњи поврћа и цвећа у домаћинству и лабораторијским истраживањима.

①У соларним пластеницима и пластеницима са више распона, удео вештачког светла за додатно осветљење је и даље низак, а метал-халогенидне лампе и натријумове лампе високог притиска су главне. Стопа продора ЛЕД система за осветљење узгоја је релативно ниска, али стопа раста почиње да се убрзава како трошкови падају. Главни разлог је тај што корисници имају дугогодишње искуство у коришћењу метал-халогенидних лампи и натријумових лампи високог притиска, а употреба метал-халогенидних лампи и натријумових лампи високог притиска може да обезбеди око 6% до 8% топлотне енергије за пластеник, а да се притом избегну опекотине биљака. ЛЕД систем за осветљење узгоја није пружао специфична и ефикасна упутства и подршку за податке, што је одложило његову примену у пластеницима са дневним светлом и више распона. Тренутно су демонстрационе примене малог обима и даље главни ослонац. Пошто је ЛЕД извор хладне светлости, може бити релативно близу крошње биљака, што резултира мањим утицајем температуре. У пластеницима са дневним светлом и више распона, ЛЕД осветљење за узгој се чешће користи у међубиљном узгоју.

②Примена на отвореном пољу. Продор и примена осветљења биљака у пољопривреди објеката били су релативно спори, док је примена ЛЕД система за осветљење биљака (контрола фотопериода) за дугодневне усеве на отвореном са високом економском вредношћу (као што је змајево воће) постигла брз развој.

③Фабрике биљака. Тренутно, најбржи и најраспрострањенији систем осветљења биљака је фабрика биљака са вештачком светлошћу, која је по категоријама подељена на централизоване вишеслојне и дистрибуиране мобилне фабрике биљака. Развој фабрика биљака са вештачком светлошћу у Кини је веома брз. Главно инвестиционо тело централизоване фабрике биљака са вишеслојном вештачком светлошћу нису традиционалне пољопривредне компаније, већ су то компаније које се баве полупроводничким и потрошачким електронским производима, као што су Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, а такође и COFCO и Xi Cui и друге нове модерне пољопривредне компаније. У дистрибуираним и мобилним фабрикама биљака, транспортни контејнери (нови контејнери или реконструкција половних контејнера) се и даље користе као стандардни носачи. Системи осветљења биљака свих вештачких биљака углавном користе линеарне или равне панеле са низом осветљења, а број засађених сорти наставља да се шири. Различити експериментални ЛЕД извори светлости са формулом светлости почели су да се широко користе. Производи на тржишту су углавном зелено лиснато поврће.

④Садња кућних биљака. ЛЕД диоде се могу користити у столним лампама за кућне биљке, сталацима за садњу кућних биљака, машинама за узгој поврћа у домаћинству итд.

⑤Гајење лековитих биљака. Гајење лековитих биљака обухвата биљке као што су Anoectochilus и Lithospermum. Производи на овим тржиштима имају већу економску вредност и тренутно су индустрија са више примена за осветљење биљака. Поред тога, легализација узгоја канабиса у Северној Америци и деловима Европе промовисала је примену ЛЕД осветљења за узгој у области узгоја канабиса.

⑥Цветна светла. Као неопходан алат за подешавање времена цветања цвећа у индустрији баштованства цвећа, најранија примена цветних светла биле су инкандесцентне лампе, а затим су уследиле флуоресцентне лампе које штеде енергију. Са развојем ЛЕД индустријализације, све више ЛЕД светла за цветање постепено је заменило традиционалне лампе.

⑦Култура биљног ткива. Традиционални извори светлости за културу ткива су углавном беле флуоресцентне лампе, које имају ниску светлосну ефикасност и велико стварање топлоте. ЛЕД диоде су погодније за ефикасну, контролисану и компактну културу биљног ткива због својих изузетних карактеристика као што су ниска потрошња енергије, ниско стварање топлоте и дуг век трајања. Тренутно, беле ЛЕД цеви постепено замењују беле флуоресцентне лампе.

4. Регионална дистрибуција компанија за осветљење за узгој биљака

Према статистици, тренутно у мојој земљи постоји више од 300 компанија за расвету за узгој биљака, а компаније за расвету за узгој биљака у области делте реке Бисер чине више од 50% и већ су у значајној позицији. Компаније за расвету за узгој биљака у делти реке Јангце чине око 30%, и то је и даље важно подручје производње производа за расвету за узгој биљака. Традиционалне компаније за лампе за узгој биљака углавном су распоређене у делти реке Јангце, делти реке Бисер и ободу Бохај, од чега делта реке Јангце чини 53%, а делта реке Бисер и обод Бохај чине 24% односно 22%. Главна подручја дистрибуције произвођача ЛЕД расвете за узгој биљака су делта реке Бисер (62%), делта реке Јангце (20%) и обод Бохај (12%).

Б. Тренд развоја индустрије растућег ЛЕД осветљења

1. Специјализација

ЛЕД осветљење за узгој поседује карактеристике подесивог спектра и интензитета светлости, ниског укупног стварање топлоте и добрих водоотпорних перформанси, тако да је погодно за осветљење за узгој у различитим сценама. Истовремено, промене у природном окружењу и тежња људи ка квалитету хране подстакле су снажан развој пољопривреде и фабрика за узгој, и довеле су индустрију ЛЕД осветљења за узгој у период брзог развоја. У будућности, ЛЕД осветљење за узгој ће играти важну улогу у побољшању ефикасности пољопривредне производње, побољшању безбедности хране и побољшању квалитета воћа и поврћа. ЛЕД извор светлости за осветљење за узгој ће се даље развијати са постепеном специјализацијом индустрије и кретати се у циљанијем правцу.

2. Висока ефикасност

Побољшање светлосне ефикасности и енергетске ефикасности је кључ за значајно смањење оперативних трошкова осветљења биљака. Употреба ЛЕД диода за замену традиционалних лампи и динамичка оптимизација и прилагођавање светлосног окружења према захтевима светлосне формуле биљака од фазе саднице до фазе жетве су неизбежни трендови рафинисане пољопривреде у будућности. Што се тиче побољшања приноса, може се гајити у фазама и регионима комбинујући светлосну формулу према развојним карактеристикама биљака како би се побољшала ефикасност производње и принос у свакој фази. Што се тиче побољшања квалитета, регулација исхране и регулација светлости могу се користити за повећање садржаја хранљивих материја и других здравствено функционалних састојака.

Према проценама, тренутна национална потражња за садницама поврћа је 680 милијарди, док је производни капацитет фабричких садница мањи од 10%. Индустрија садница има веће еколошке захтеве. Производна сезона је углавном зима и пролеће. Природно светло је слабо и потребно је додатно вештачко светло. Осветљење за узгој биљака има релативно висок улаз и излаз и висок степен прихватања улаза. ЛЕД диоде имају јединствене предности, јер воће и поврће (парадајз, краставци, диње итд.) треба калемити, а специфични спектар допуњавања светлости у условима високе влажности може подстаћи зарастање калемљених садница. Додатно светло за садњу поврћа у пластеницима може надокнадити недостатак природне светлости, побољшати ефикасност фотосинтезе биљака, подстаћи цветање и плодоношење, повећати принос и побољшати квалитет производа. ЛЕД осветљење за узгој има широке могућности примене у садницама поврћа и производњи у пластеницима.

3. Интелигентно

Осветљење за узгој биљака има велику потражњу за контролом квалитета и количине светлости у реалном времену. Са побољшањем технологије интелигентне контроле и применом Интернета ствари, различити монохроматски спектри и интелигентни системи контроле могу остварити временску контролу, контролу светлости, и у складу са статусом раста биљака, благовремено подешавање квалитета светлости и светлосног излаза ће сигурно постати главни тренд у будућем развоју технологије осветљења за узгој биљака.