Původní zdroj: Houcheng Liu.Stav vývoje a trend průmyslu LED osvětlení rostlin[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Zdroj článku: Material Once Deep

Světlo je základním environmentálním faktorem růstu a vývoje rostlin.Světlo nejen dodává energii pro růst rostlin prostřednictvím fotosyntézy, ale je také důležitým regulátorem růstu a vývoje rostlin.Doplněk umělého světla nebo plné ozáření umělým světlem může podpořit růst rostlin, zvýšit výnos, zlepšit tvar produktu, barvu, zlepšit funkční komponenty a snížit výskyt chorob a škůdců.Dnes se s vámi podělím o vývojový stav a trend průmyslu osvětlení rostlin.
Technologie umělého zdroje světla se stále více používá v oblasti osvětlení rostlin.LED má mnoho výhod, jako je vysoká světelná účinnost, nízká tvorba tepla, malá velikost, dlouhá životnost a mnoho dalších výhod.Má zjevné výhody v oblasti pěstebního osvětlení.Průmysl Grow Lighting bude postupně přijímat LED svítidla pro pěstování rostlin.

A. Stav vývoje LED rostoucího osvětlovacího průmyslu 

1.LED balíček pro pěstování osvětlení

V oblasti pěstování LED balení existuje mnoho druhů balicích zařízení a neexistuje jednotný standardní systém měření a hodnocení.Proto se zahraniční výrobci ve srovnání s domácími produkty zaměřují hlavně na vysoce výkonné, klasové a modulové směry, s přihlédnutím k sérii bílého světla pěstebního osvětlení, s ohledem na charakteristiky růstu rostlin a humanizované osvětlovací prostředí, mají větší technické výhody ve spolehlivosti, světle účinnost, charakteristiky fotosyntetického záření různých rostlin v různých růstových cyklech, včetně různých typů vysoce výkonných, středních a nízkoenergetických rostlin různých velikostí produktů, aby vyhovovaly potřebám různých rostlin v různých růstových prostředích, očekávajících dosažení cílem maximalizace růstu rostlin a úspory energie.

Velký počet hlavních patentů na čipové epitaxní wafery je stále v rukou prvních předních společností, jako jsou japonská Nichia a American Career.Domácím výrobcům čipů stále chybí patentované produkty s konkurenceschopností na trhu.Zároveň mnoho společností také vyvíjí nové technologie v oblasti pěstování osvětlovacích obalových čipů.Například tenkovrstvá čipová technologie Osram umožňuje, aby čipy byly těsně k sobě zabaleny a vytvořily tak velkoplošnou osvětlovací plochu.Na základě této technologie dokáže vysoce účinný systém LED osvětlení s vlnovou délkou 660nm snížit spotřebu energie v oblasti pěstování o 40 %.

2. Rozšiřte světelné spektrum a zařízení
Spektrum osvětlení rostlin je složitější a rozmanitější.Různé rostliny mají velké rozdíly v požadovaných spektrech v různých růstových cyklech a dokonce i v různých růstových prostředích.Aby bylo možné uspokojit tyto rozdílné potřeby, v současné době existují v tomto odvětví následující schémata: ①Schéma vícenásobných monochromatických kombinací světel.Tři nejúčinnější spektra pro fotosyntézu rostlin jsou hlavně spektrum s vrcholy při 450nm a 660nm, pásmo 730nm pro navození kvetení rostlin, plus zelené světlo 525nm a ultrafialové pásmo pod 380nm.Kombinujte tyto druhy spekter podle různých potřeb rostlin, abyste vytvořili nejvhodnější spektrum.②Schéma plného spektra pro dosažení plného pokrytí spektra poptávky rostlin.Tento typ spektra odpovídající čipu SUNLIKE zastoupenému společnostmi Seoul Semiconductor a Samsung nemusí být nejúčinnější, ale je vhodný pro všechny závody a náklady jsou mnohem nižší než u řešení monochromatické kombinace světla.③Používejte celospektrální bílé světlo jako hlavní základ plus 660nm červené světlo jako kombinační schéma pro zlepšení účinnosti spektra.Toto schéma je ekonomičtější a praktičtější.

Rostlinné osvětlení monochromatické světelné LED čipy (hlavní vlnové délky jsou 450nm, 660nm, 730nm) obalová zařízení jsou pokryta mnoha domácími i zahraničními společnostmi, zatímco domácí produkty jsou rozmanitější a mají více specifikací a produkty zahraničních výrobců jsou více standardizované.Zároveň, pokud jde o fotosyntetický tok fotonů, světelnou účinnost atd., stále existuje velká propast mezi domácími a zahraničními výrobci obalů.Pro zařízení na balení monochromatického světla pro osvětlení rostlin, kromě produktů s hlavními pásmy vlnových délek 450nm, 660nm a 730nm, vyvíjí mnoho výrobců také nové produkty v jiných pásmech vlnových délek, aby realizovali kompletní pokrytí fotosynteticky aktivního záření (PAR) vlnová délka (450-730nm).

Monochromatická LED světla pro růst rostlin nejsou vhodná pro růst všech rostlin.Proto jsou zdůrazněny výhody plnospektrálních LED.Úplné spektrum musí nejprve dosáhnout plného pokrytí celého spektra viditelného světla (400-700nm) a zvýšit výkon těchto dvou pásem: modro-zelené světlo (470-510nm), tmavě červené světlo (660-700nm).Použijte obyčejnou modrou LED nebo ultrafialový LED čip s fosforem k dosažení „plného“ spektra a jeho fotosyntetická účinnost má své vlastní vysoké a nízké.Většina výrobců zařízení pro osvětlení rostlin s bílými LED obalovými zařízeními používá modrý čip + fosfory k dosažení plného spektra.Kromě režimu balení monochromatického světla a modrého světla nebo ultrafialového čipu plus fosforu pro realizaci bílého světla mají balicí zařízení pro osvětlení rostlin také režim kompozitního balení, který používá dva nebo více čipů s vlnovou délkou, jako je červená deset modrá/ultrafialová, RGB, RGBW.Tento režim balení má velké výhody při stmívání.

Pokud jde o produkty LED s úzkou vlnovou délkou, většina dodavatelů obalů může zákazníkům poskytnout produkty s různými vlnovými délkami v pásmu 365-740nm.Pokud jde o světelné spektrum rostlin převedené fosfory, většina výrobců obalů má pro zákazníky na výběr z různých spekter.Ve srovnání s rokem 2016 dosáhlo tempo růstu tržeb v roce 2017 podstatného nárůstu.Mezi nimi je míra růstu 660nm LED světelného zdroje soustředěna na 20 % až 50 % a míra růstu prodeje rostlinného LED světelného zdroje s konvertovaným fosforem dosahuje 50 % až 200 %, tedy prodeje rostlin s konvertovaným fosforem. LED světelné zdroje rostou rychleji.

Všechny obalové společnosti mohou poskytnout 0,2-0,9 W a 1-3 W obecné obalové produkty.Tyto světelné zdroje umožňují výrobcům osvětlení mít dobrou flexibilitu při navrhování osvětlení.Někteří výrobci navíc nabízejí integrované obalové produkty s vyšším výkonem.V současnosti je více než 80 % zásilek většiny výrobců 0,2-0,9 W nebo 1-3 W. Mezi nimi jsou zásilky předních mezinárodních obalových společností soustředěny do 1-3 W, přičemž zásilky malých a středních velké obalové společnosti se soustředí na 0,2-0,9 W.

3. Oblasti použití osvětlení pro pěstování rostlin

Z oblasti použití se svítidla pro pěstování rostlin používají hlavně v osvětlení skleníků, továrnách na umělé osvětlení, rostlinných tkáňových kulturách, venkovním osvětlení zemědělských polí, domácí zelenině a výsadbě květin a laboratorním výzkumu.

①V solárních sklenících a sklenících s více rozpětími je podíl umělého světla pro doplňkové osvětlení stále nízký a hlavní jsou halogenidové výbojky a vysokotlaké sodíkové výbojky.Míra penetrace osvětlovacích systémů LED je relativně nízká, ale s poklesem nákladů se tempo růstu začíná zrychlovat.Hlavním důvodem je, že uživatelé mají dlouhodobé zkušenosti s používáním metalhalogenidových výbojek a vysokotlakých sodíkových výbojek a použití metalhalogenidových výbojek a vysokotlakých sodíkových výbojek může poskytnout asi 6 % až 8 % tepelné energie pro skleník a přitom se vyhnete popálení rostlin.LED pěstební osvětlovací systém neposkytoval konkrétní a účinné pokyny a datovou podporu, což zpozdilo jeho použití ve sklenících s denním světlem a víceramenných sklenících.V současnosti jsou stále hlavním pilířem demonstrační aplikace malého rozsahu.Vzhledem k tomu, že LED je zdroj studeného světla, může být relativně blízko vrchlíku rostlin, což má za následek menší vliv teploty.Ve sklenících s denním světlem a ve sklenících s více rozpětími se LED osvětlení pěstování častěji používá při pěstování mezi rostlinami.

②Polní aplikace pro venkovní zemědělství.Pronikání a aplikace osvětlení rostlin v zemědělských provozech je relativně pomalé, zatímco aplikace LED systémů osvětlení rostlin (řízení fotoperiod) pro venkovní plodiny s vysokou ekonomickou hodnotou (jako je dračí ovoce) dosáhla rychlého rozvoje.

③ Závody.V současné době je nejrychlejším a nejrozšířenějším systémem osvětlení rostlin továrna na celoumělé osvětlení, která je rozdělena na centralizované vícevrstvé a distribuované pohyblivé továrny podle kategorií.Rozvoj továren na umělé osvětlení v Číně je velmi rychlý.Hlavním investičním orgánem centralizované továrny na vícevrstvé celoumělé osvětlení nejsou tradiční zemědělské společnosti, ale jsou to spíše společnosti zabývající se polovodičovými a spotřebními elektronickými produkty, jako jsou Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong a také COFCO a Xi Cui a další nové moderní zemědělské společnosti.V závodech distribuovaných a mobilních závodů se jako standardní nosiče stále používají přepravní kontejnery (nové kontejnery nebo rekonstrukce kontejnerů z druhé ruky).Systémy osvětlení rostlin všech umělých rostlin většinou využívají lineární nebo plošné systémy osvětlení a počet vysazených odrůd se stále rozšiřuje.Různé experimentální světelné zdroje LED se začaly široce a široce používat.Produkty na trhu jsou především zelená listová zelenina.

④ Výsadba domácích rostlin.LED lze použít v domácích stolních lampách na rostliny, domácích stojanech na pěstování rostlin, domácích strojích na pěstování zeleniny atd.

⑤Pěstování léčivých rostlin.Pěstování léčivých rostlin zahrnuje rostliny jako Anoectochilus a Lithospermum.Produkty na těchto trzích mají vyšší ekonomickou hodnotu a v současnosti jsou průmyslem s více aplikacemi pro osvětlení rostlin.Kromě toho legalizace pěstování konopí v Severní Americe a částech Evropy podpořila aplikaci LED osvětlení pro pěstování v oblasti pěstování konopí.

⑥ Kvetoucí světla.Jako nepostradatelný nástroj pro úpravu doby kvetení květin v květinářském zahradnictví byly první aplikací kvetoucích světel žárovky, po nichž následovaly energeticky úsporné zářivky.S rozvojem industrializace LED postupně tradiční lampy nahradilo více kvetoucích svítidel typu LED.

⑦ Rostlinná tkáňová kultura.Tradičními zdroji světla pro tkáňové kultury jsou především bílé zářivky, které mají nízkou světelnou účinnost a velký vývin tepla.LED diody jsou vhodnější pro efektivní, ovladatelnou a kompaktní kultivaci rostlinných tkání díky svým vynikajícím vlastnostem, jako je nízká spotřeba energie, nízká tvorba tepla a dlouhá životnost.V současnosti bílé LED trubice postupně nahrazují bílé zářivky.

4. Regionální distribuce pěstitelských osvětlovacích společností

Podle statistik je v mé zemi v současné době více než 300 rostoucích osvětlovacích společností a více než 50 % společností v oblasti rostoucího osvětlení v oblasti delty Perlové řeky, které již zaujímají významné postavení.Společnosti pěstující osvětlení v deltě řeky Jang-c'-ťiang představují asi 30 % a stále je to důležitá oblast výroby produktů pro pěstování osvětlení.Tradiční společnosti pěstující lampy jsou distribuovány hlavně v deltě řeky Yangtze, deltě řeky Perlové a oblasti Bohai, z nichž delta řeky Jang-c'-ťiang představuje 53 % a delta řeky Perlové řeky a oblast Bohai Rim tvoří 24 % a 22 % v tomto pořadí. .Hlavní distribuční oblasti výrobců LED osvětlení jsou delta Perlové řeky (62 %), delta řeky Yangtze (20 %) a Bohai Rim (12 %).

B. Vývojový trend LED rostoucího osvětlovacího průmyslu

1. Specializace

LED růstové osvětlení má vlastnosti nastavitelného spektra a intenzity světla, nízkou celkovou tvorbu tepla a dobrý vodotěsný výkon, takže je vhodné pro růstové osvětlení v různých scénách.Zároveň změny v přírodním prostředí a snaha lidí o kvalitu potravin podpořily energický rozvoj průmyslového zemědělství a pěstitelských továren a vedly průmysl LED rostoucího osvětlení do období rychlého rozvoje.V budoucnu bude LED pěstební osvětlení hrát důležitou roli při zlepšování efektivity zemědělské výroby, zlepšování bezpečnosti potravin a zlepšování kvality ovoce a zeleniny.LED světelný zdroj pro růstové osvětlení se bude s postupnou specializací průmyslu dále vyvíjet a ubírat se cílenějším směrem.

2. Vysoká účinnost

Zlepšení světelné účinnosti a energetické účinnosti je klíčem k výraznému snížení provozních nákladů na osvětlení rostlin.Použití LED k nahrazení tradičních lamp a dynamická optimalizace a úprava světelného prostředí podle požadavků na světelný vzorec rostlin od fáze sazenice až po fázi sklizně jsou nevyhnutelnými trendy rafinovaného zemědělství v budoucnosti.Pokud jde o zlepšení výnosu, lze jej pěstovat ve fázích a oblastech v kombinaci s lehkým složením podle vývojových charakteristik rostlin, aby se zlepšila efektivita produkce a výnos v každé fázi.Z hlediska zlepšování kvality lze regulaci výživy a regulaci světla využít ke zvýšení obsahu živin a dalších zdravotně funkčních složek.

Podle odhadů je současná celostátní poptávka po sazenicích zeleniny 680 miliard, přičemž výrobní kapacita továrních sazenic je necelých 10 %.Semenářský průmysl má vyšší ekologické požadavky.Produkční sezóna je většinou zima a jaro.Přirozené světlo je slabé a je potřeba umělé doplňkové světlo.Osvětlení pro pěstování rostlin má relativně vysoký vstup a výstup a vysoký stupeň akceptace vstupu.LED má jedinečné výhody, protože ovoce a zeleninu (rajčata, okurky, melouny atd.) je třeba roubovat a specifické spektrum doplňování světla za podmínek vysoké vlhkosti může podpořit hojení roubovaných sazenic.Doplňkové světlo pro výsadbu zeleniny ve skleníku může nahradit nedostatek přirozeného světla, zlepšit účinnost fotosyntézy rostlin, podpořit kvetení a plodnost, zvýšit výnos a zlepšit kvalitu produktu.LED osvětlení pro pěstování má široké vyhlídky na použití v sadbě zeleniny a produkci skleníků.

3. Inteligentní

Osvětlení pro pěstování rostlin má velký požadavek na řízení kvality a množství světla v reálném čase.Se zdokonalením inteligentní řídicí technologie a aplikací internetu věcí může řada monochromatických spekter a inteligentních řídicích systémů realizovat časové řízení, řízení světla a podle stavu růstu rostlin včasné nastavení kvality světla a světelného výkonu. se zákonitě stane hlavním trendem budoucího vývoje osvětlovací techniky pro pěstování rostlin.