Оригинален извор: Хоученг Лиу. Развојна состојба и тренд на индустријата за осветлување на постројки со LED диоди [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018,29(04):8-9.
Извор на статијата: Материјал откако длабоко

Светлината е основен фактор на животната средина за раст и развој на растенијата. Светлината не само што обезбедува енергија за раст на растенијата преку фотосинтеза, туку е и важен регулатор на растот и развојот на растенијата. Дополнувањето на вештачката светлина или целосното вештачко зрачење со светлина може да го поттикне растот на растенијата, да го зголеми приносот, да го подобри обликот и бојата на производот, да ги подобри функционалните компоненти и да ја намали појавата на болести и штетници. Денес, ќе го споделам со вас статусот на развој и трендот на индустријата за осветлување на растенијата.
Технологијата на вештачки извори на светлина сè повеќе се користи во областа на осветлувањето на растенијата. ЛЕД светилките имаат многу предности како што се висока ефикасност на светлината, ниско производство на топлина, мали димензии, долг век на траење и многу други предности. Има очигледни предности во областа на осветлувањето за одгледување растенија. Индустријата за осветлување за одгледување растенија постепено ќе воведува ЛЕД светилки за одгледување растенија.

A. Статусот на развој на индустријата за осветлување со LED диоди 

1.LED пакет за осветлување за одгледување

Во областа на LED осветлувањето за одгледување, постојат многу видови уреди за пакување, но не постои унифициран систем за мерење и евалуација. Затоа, во споредба со домашните производи, странските производители главно се фокусираат на насоки со висока моќност, кочан и модул, земајќи ги предвид сериите со бела светлина за одгледување, земајќи ги предвид карактеристиките на растот на растенијата и хуманизираната средина за осветлување, имаат поголеми технички предности во сигурноста, ефикасноста на светлината, карактеристиките на фотосинтетичкото зрачење на различни растенија во различни циклуси на раст, вклучувајќи различни видови на високомоќни, средни и нискомоќни постројки со различни големини, за да ги задоволат потребите на различни растенија во различни средини за раст, очекувајќи да се постигне целта за максимизирање на растот на растенијата и заштеда на енергија.

Голем број основни патенти за чип епитаксијални плочки сè уште се во рацете на водечките компании како што се јапонската Nichia и American Career. Домашните производители на чипови сè уште немаат патентирани производи со конкурентност на пазарот. Во исто време, многу компании развиваат и нови технологии во областа на чипови за пакување за осветлување на растенијата. На пример, технологијата на чипови со тенок филм на Osram овозможува чиповите да се пакуваат блиску еден до друг за да се создаде површина за осветлување со голема површина. Врз основа на оваа технологија, високоефикасен LED систем за осветлување со бранова должина од 660 nm може да ја намали потрошувачката на енергија во областа на одгледување за 40%.

2. Зголемување на спектарот на осветлување и уредите
Спектарот на осветлување на растенијата е посложен и поразновиден. Различните растенија имаат големи разлики во потребните спектри во различни циклуси на раст, па дури и во различни средини за раст. За да се задоволат овие диференцирани потреби, во индустријата моментално постојат следниве шеми: ① Шеми на повеќекратна монохроматска комбинација на светлина. Трите најефикасни спектри за фотосинтеза на растенијата се главно спектарот со врвови на 450nm и 660nm, опсегот од 730nm за индуцирање на цветање на растенијата, плус зелената светлина од 525nm и ултравиолетовиот опсег под 380nm. Комбинирајте ги овие видови спектри според различните потреби на растенијата за да го формирате најсоодветниот спектар. ② Шема со целосен спектар за да се постигне целосна покриеност на спектарот на побарувачката на растенијата. Овој тип на спектар што одговара на чипот SUNLIKE претставен од Seoul Semiconductor и Samsung можеби не е најефикасен, но е погоден за сите растенија, а цената е многу пониска од онаа на решенијата за монохроматска комбинација на светлина. ③Користете бела светлина со целосен спектар како главна потпора, плус црвена светлина од 660nm како комбинирана шема за да се подобри ефикасноста на спектарот. Оваа шема е поекономична и попрактична.

Уредите за пакување со монохроматски LED чипови за осветлување на растенија (главните бранови должини се 450nm, 660nm, 730nm) се покриени од многу домашни и странски компании, додека домашните производи се поразновидни и имаат повеќе спецификации, а производите на странските производители се постандардизирани. Во исто време, во однос на фотосинтетскиот фотонски флукс, ефикасноста на светлината итн., сè уште постои голем јаз помеѓу домашните и странските производители на пакувања. За уредите за пакување со монохроматски светлини за осветлување на растенија, покрај производите со главни бранови должини од 450nm, 660nm и 730nm, многу производители развиваат и нови производи во други бранови должини за да остварат целосна покриеност за бранова должина на фотосинтетски активно зрачење (PAR) (450-730nm).

Монохроматските LED светилки за раст на растенија не се соодветни за раст на сите растенија. Затоа, се истакнуваат предностите на LED диодите со целосен спектар. Целосниот спектар прво мора да постигне целосна покриеност на целиот спектар на видлива светлина (400-700nm) и да ги зголеми перформансите на овие два опсези: сино-зелена светлина (470-510nm), длабока црвена светлина (660-700nm). Користете обична сина LED диода или ултравиолетов LED чип со фосфор за да постигнете „целосен“ спектар, а нејзината фотосинтетска ефикасност има свои високи и ниски вредности. Повеќето производители на уреди за пакување со бели LED диоди за осветлување на растенија користат сини чипови + фосфори за да постигнат целосен спектар. Покрај режимот на пакување на монохроматска светлина и сина светлина или ултравиолетов чип плус фосфор за да реализираат бела светлина, уредите за пакување на осветлување на растенија имаат и композитен режим на пакување кој користи два или повеќе чипови со бранова должина, како што се црвена, сина/ултравиолетова, RGB, RGBW. Овој режим на пакување има големи предности во затемнувањето.

Во однос на LED производите со тесна бранова должина, повеќето добавувачи на пакувања можат да им обезбедат на клиентите производи со различна бранова должина во опсегот 365-740nm. Во однос на спектарот на осветлување на растенијата конвертиран со фосфор, повеќето производители на пакувања имаат различни спектри за клиентите да изберат. Во споредба со 2016 година, стапката на раст на продажбата во 2017 година постигна значително зголемување. Меѓу нив, стапката на раст на 660nm LED извор на светлина е концентрирана на 20%-50%, а стапката на раст на продажбата на фосфор-конвертирани LED извори на светлина за растенија достигнува 50%-200%, односно продажбата на фосфор-конвертирани LED извори на светлина за растенија расте побрзо.

Сите компании за пакување можат да обезбедат производи за општо пакување од 0,2-0,9 W и 1-3 W. Овие извори на светлина им овозможуваат на производителите на осветлување да имаат добра флексибилност во дизајнот на осветлувањето. Покрај тоа, некои производители обезбедуваат и интегрирани производи за пакување со поголема моќност. Во моментов, повеќе од 80% од пратките на повеќето производители се 0,2-0,9 W или 1-3 W. Меѓу нив, пратките на водечките меѓународни компании за пакување се концентрирани во 1-3 W, додека пратките на малите и средни компании за пакување се концентрирани во 0,2-0,9 W.

3. Области на примена на осветлување за одгледување растенија

Од областа на примена, светилките за одгледување растенија главно се користат во осветлување на оранжерии, целосно вештачко осветлување, фабрики за растенија, култури на растителни ткива, осветлување на терени за земјоделство на отворено, садење зеленчук и цвеќиња во домаќинството и лабораториски истражувања.

①Во сончевите оранжерии и оранжериите со повеќе распони, процентот на вештачка светлина за дополнително осветлување е сè уште низок, а метал-халидните ламби и натриумовите ламби со висок притисок се главни. Стапката на пенетрација на LED системите за осветлување за одгледување е релативно ниска, но стапката на раст почнува да се забрзува како што се намалува цената. Главната причина е што корисниците имаат долгогодишно искуство во користењето метал-халидни ламби и натриумови ламби со висок притисок, а употребата на метал-халидни ламби и натриумови ламби со висок притисок може да обезбеди околу 6% до 8% од топлинската енергија за оранжеријата, избегнувајќи изгореници на растенијата. LED системот за осветлување за одгледување не обезбеди специфични и ефикасни упатства и поддршка на податоци, што ја одложи неговата примена во дневна светлина и оранжерии со повеќе распони. Во моментов, апликациите со мала демонстрација се сè уште главни. Бидејќи LED е извор на ладна светлина, може да биде релативно блиску до крошната на растенијата, што резултира со помало влијание врз температурата. Во дневна светлина и оранжерии со повеќе распони, LED осветлувањето за одгледување почесто се користи во одгледување меѓу растенија.

②Примена на отворено за земјоделство. Пенетрацијата и примената на осветлувањето на растенијата во земјоделството на објектите е релативно бавна, додека примената на LED системи за осветлување на растенијата (контрола на фотопериодот) за долгодневни култури на отворено со висока економска вредност (како што е змејското овошје) постигна брз развој.

③ Фабрики за растенија. Во моментов, најбрзиот и најшироко користен систем за осветлување на растенијата е фабриката за целосно вештачко осветлување, која е поделена на централизирани повеќеслојни и дистрибуирани подвижни фабрики за растенија по категории. Развојот на фабриките за вештачко осветлување во Кина е многу брз. Главното инвестициско тело на централизираната повеќеслојна фабрика за целосно вештачко осветлување не се традиционалните земјоделски компании, туку повеќе компании ангажирани во полупроводнички и производи за потрошувачка електроника, како што се Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, како и COFCO и Xi Cui и други нови модерни земјоделски компании. Во дистрибуираните и мобилните фабрики за растенија, контејнерите за превоз (нови контејнери или реконструкција на половни контејнери) сè уште се користат како стандардни носачи. Системите за осветлување на растенијата на сите вештачки растенија најчесто користат линеарни или рамни панелни системи за осветлување, а бројот на засадени сорти продолжува да се зголемува. Различни експериментални извори на светлина со LED формула почнаа да се користат широко. Производите на пазарот се главно зелен лиснат зеленчук.

④Садење растенија во домаќинството. LED светилките може да се користат во столни ламби за растенија во домаќинството, полици за садење растенија во домаќинството, машини за одгледување зеленчук во домаќинството итн.

⑤Одгледување на лековити растенија. Одгледувањето на лековити растенија вклучува растенија како што се Anoectochilus и Lithospermum. Производите на овие пазари имаат поголема економска вредност и во моментов се индустрија со повеќе апликации за осветлување на растенијата. Покрај тоа, легализацијата на одгледувањето канабис во Северна Америка и делови од Европа ја промовираше примената на LED осветлување за одгледување канабис.

⑥Цветни светла. Како неопходна алатка за прилагодување на времето на цветање на цвеќињата во индустријата за цветно градинарство, најраната примена на цветните светла биле жарко ламбите, проследени со флуоресцентни ламби за заштеда на енергија. Со развојот на LED индустријализацијата, повеќе LED светилки за цветно осветлување постепено ги заменија традиционалните ламби.

⑦Култура на растителни ткива. Традиционалните извори на светлина за култура на ткива се главно бели флуоресцентни ламби, кои имаат ниска светлосна ефикасност и големо производство на топлина. LED диодите се посоодветни за ефикасна, контролирана и компактна култура на растителни ткива поради нивните извонредни карактеристики како што се мала потрошувачка на енергија, ниско производство на топлина и долг век на траење. Во моментов, белите LED цевки постепено ги заменуваат белите флуоресцентни ламби.

4. Регионална дистрибуција на компании за осветлување за одгледување растенија

Според статистичките податоци, во мојата земја моментално има повеќе од 300 компании за осветлување за одгледување, а компаниите за осветлување за одгледување во областа на делтата на реката Перл учествуваат со повеќе од 50% и веќе се на голема позиција. Компаниите за осветлување за одгледување во делтата на реката Јангце учествуваат со околу 30% и сè уште е важна производствена област за производи за осветлување за одгледување. Традиционалните компании за ламби за одгледување се главно дистрибуирани во делтата на реката Јангце, делтата на реката Перл и рабовите Бохаи, од кои делтата на реката Јангце учествува со 53%, а делтата на реката Перл и рабовите Бохаи учествуваат со 24% и 22% соодветно. Главните области на дистрибуција на производителите на LED осветлување за одгледување се делтата на реката Перл (62%), делтата на реката Јангце (20%) и рабовите Бохаи (12%).

Б. Тренд на развој на индустријата за осветлување со LED диоди

1. Специјализација

LED осветлувањето за одгледување има карактеристики на прилагодлив спектар и интензитет на светлина, ниско вкупно генерирање на топлина и добри водоотпорни перформанси, па затоа е погодно за осветлување за одгледување во различни сцени. Во исто време, промените во природната средина и стремежот на луѓето кон квалитет на храната го промовираа енергичниот развој на земјоделските објекти и фабриките за одгледување, и ја доведоа индустријата за LED осветлување за одгледување во период на брз развој. Во иднина, LED осветлувањето за одгледување ќе игра важна улога во подобрувањето на ефикасноста на земјоделското производство, подобрувањето на безбедноста на храната и подобрувањето на квалитетот на овошјето и зеленчукот. LED изворот на светлина за осветлување за одгледување ќе продолжи да се развива со постепената специјализација на индустријата и ќе се движи во поцелна насока.

2. Висока ефикасност

Подобрувањето на ефикасноста на осветлувањето и енергетската ефикасност е клучот за значително намалување на оперативните трошоци за осветлување на растенијата. Употребата на LED диоди за замена на традиционалните ламби и динамичката оптимизација и прилагодување на светлосната средина според барањата за светлосна формула на растенијата од фазата на расад до фазата на берба се неизбежни трендови на рафинирано земјоделство во иднина. Во однос на подобрувањето на приносот, може да се одгледува во фази и региони во комбинација со светлосна формула според развојните карактеристики на растенијата за да се подобри ефикасноста на производството и приносот во секоја фаза. Во однос на подобрувањето на квалитетот, регулацијата на исхраната и регулацијата на светлината може да се користат за зголемување на содржината на хранливи материи и други функционални состојки за здравствена заштита.

Според проценките, моменталната национална побарувачка за садници од зеленчук е 680 милијарди, додека производствениот капацитет на фабрички садници е помал од 10%. Индустријата за садници има повисоки еколошки барања. Сезоната на производство е претежно зима и пролет. Природната светлина е слаба и потребна е вештачка дополнителна светлина. Осветлувањето за одгледување растенија има релативно висок влез и излез и висок степен на прифаќање на влезните вредности. ЛЕД светилките имаат уникатни предности, бидејќи овошјето и зеленчукот (домати, краставици, дињи итн.) треба да се калемат, а специфичниот спектар на дополнување на светлината под услови на висока влажност може да го поттикне заздравувањето на калемените садници. Дополнителното светло за садење зеленчук во стаклена градина може да го надомести недостатокот на природна светлина, да ја подобри ефикасноста на фотосинтезата на растенијата, да го поттикне цветањето и плодоносењето, да го зголеми приносот и да го подобри квалитетот на производот. ЛЕД осветлувањето за одгледување има широки перспективи за примена во садници од зеленчук и производство на стакленици.

3. Интелигентен

Осветлувањето за одгледување растенија има силна побарувачка за контрола на квалитетот и количината на светлина во реално време. Со подобрувањето на технологијата за интелигентна контрола и примената на Интернетот на нештата, различни монохроматски спектри и интелигентни системи за контрола можат да остварат временска контрола, контрола на светлината и, според статусот на раст на растенијата, навременото прилагодување на квалитетот на светлината и излезот на светлина сигурно ќе стане главен тренд во идниот развој на технологијата за осветлување за одгледување растенија.