Оригинален източник: Houcheng Liu.Състояние и тенденция на развитие на индустрията за LED осветление на растения [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018, 29 (04): 8-9.
Източник на статията: Material Once Deep

Светлината е основният екологичен фактор за растежа и развитието на растенията.Светлината не само доставя енергия за растежа на растенията чрез фотосинтеза, но също така е важен регулатор на растежа и развитието на растенията.Добавката с изкуствена светлина или пълното облъчване с изкуствена светлина може да насърчи растежа на растенията, да увеличи добива, да подобри формата на продукта, цвета, да подобри функционалните компоненти и да намали появата на болести и вредители.Днес ще споделя с вас състоянието на развитието и тенденцията на индустрията за осветление на растенията.
Технологията на изкуствения източник на светлина се използва все по-широко в областта на осветлението на растенията.LED има много предимства като висока светлинна ефективност, ниско генериране на топлина, малък размер, дълъг живот и много други предимства.Има очевидни предимства в областта на осветлението за отглеждане.Индустрията за разрастване на осветлението постепенно ще приеме LED осветителни тела за отглеждане на растения.

A.Състоянието на развитие на индустрията за LED нарастване на осветлението 

1.LED пакет за осветление за отглеждане

В областта на LED опаковките за осветление за отглеждане има много видове опаковъчни устройства и няма унифицирана стандартна система за измерване и оценка.Следователно, в сравнение с местните продукти, чуждестранните производители се фокусират главно върху посоки с висока мощност, кочан и модул, като вземат предвид серията бяла светлина на осветлението за отглеждане, като се имат предвид характеристиките на растежа на растенията и хуманизираната осветителна среда, имат по-големи технически предимства в надеждността, светлината ефективност, фотосинтетични радиационни характеристики на различни растения в различни цикли на растеж, включително различни видове високомощни, средни и нискомощни растения с различни размери продукти, за да отговорят на нуждите на различни растения в различни среди на растеж, очаквайки да постигнат целта за максимизиране на растежа на растенията и спестяване на енергия.

Голям брой основни патенти за епитаксиални пластини за чипове все още са в ръцете на първите водещи компании като японската Nichia и American Career.Вътрешните производители на чипове все още нямат патентовани продукти с пазарна конкурентоспособност.В същото време много компании също разработват нови технологии в областта на опаковъчните чипове за отглеждане на осветление.Например технологията за тънкослойни чипове на Osram позволява чиповете да бъдат пакетирани плътно един до друг, за да се създаде осветителна повърхност с голяма площ.Въз основа на тази технология, високоефективна LED осветителна система с дължина на вълната от 660 nm може да намали 40% от потреблението на енергия в зоната за култивиране.

2. Разширете светлинния спектър и устройства
Спектърът на осветлението на растенията е по-сложен и разнообразен.Различните растения имат големи разлики в изискваните спектри в различни цикли на растеж и дори в различни среди на растеж.За да се отговори на тези диференцирани нужди, понастоящем има следните схеми в индустрията: ①Множество схеми за комбиниране на монохроматична светлина.Трите най-ефективни спектъра за фотосинтезата на растенията са главно спектърът с пикове при 450 nm и 660 nm, лентата от 730 nm за предизвикване на цъфтежа на растенията, плюс зелената светлина от 525 nm и ултравиолетовата лента под 380 nm.Комбинирайте тези видове спектри според различните нужди на растенията, за да формирате най-подходящия спектър.②Схема за пълен спектър за постигане на пълно покритие на спектъра на търсенето на растенията.Този тип спектър, съответстващ на чипа SUNLIKE, представен от Seoul Semiconductor и Samsung, може да не е най-ефективният, но е подходящ за всички растения и цената е много по-ниска от тази на решенията за комбиниране на монохроматична светлина.③Използвайте бяла светлина с пълен спектър като основа плюс 660nm червена светлина като комбинирана схема за подобряване на ефективността на спектъра.Тази схема е по-икономична и практична.

Осветление за отглеждане на растения монохромна светлина LED чипове (основните дължини на вълните са 450nm, 660nm, 730nm) опаковъчни устройства са обхванати от много местни и чуждестранни компании, докато местните продукти са по-разнообразни и имат повече спецификации, а продуктите на чуждестранните производители са по-стандартизирани.В същото време, по отношение на фотосинтетичния фотонен поток, светлинната ефективност и т.н., все още има голяма разлика между местните и чуждестранните производители на опаковки.За устройства за опаковане на монохроматична светлина за растително осветление, в допълнение към продуктите с основни ленти на дължина на вълната от 450 nm, 660 nm и 730 nm, много производители също разработват нови продукти в други ленти с дължина на вълната, за да реализират пълно покритие за фотосинтетично активно лъчение (PAR) дължина на вълната (450-730nm).

Монохроматичните LED светлини за растеж на растения не са подходящи за растежа на всички растения.Ето защо се подчертават предимствата на светодиодите с пълен спектър.Пълният спектър трябва първо да постигне пълно покритие на пълния спектър на видимата светлина (400-700 nm) и да повиши ефективността на тези две ленти: синьо-зелена светлина (470-510 nm), наситено червена светлина (660-700 nm).Използвайте обикновен син LED или ултравиолетов LED чип с фосфор, за да постигнете „пълен“ спектър и неговата фотосинтетична ефективност има своите високи и ниски стойности.Повечето производители на бели LED опаковъчни устройства за осветление на растения използват Blue chip + фосфор за постигане на пълен спектър.В допълнение към режима на опаковане на монохроматична светлина и синя светлина или ултравиолетов чип плюс фосфор за реализиране на бяла светлина, устройствата за опаковане на растително осветление също имат комбиниран режим на опаковане, който използва чипове с две или повече дължини на вълната, като червено десет синьо/ултравиолетово, RGB, RGBW .Този режим на опаковане има големи предимства при затъмняване.

По отношение на LED продуктите с тясна дължина на вълната, повечето доставчици на опаковки могат да предоставят на клиентите продукти с различни дължини на вълната в обхвата 365-740nm.По отношение на спектъра на осветлението на растенията, преобразуван от фосфор, повечето производители на опаковки разполагат с разнообразие от спектри, от които клиентите да избират.В сравнение с 2016 г. темпът на растеж на продажбите през 2017 г. е постигнал значително увеличение.Сред тях темпът на растеж на 660nm LED източник на светлина е концентриран в 20% -50%, а темпът на растеж на продажбите на преобразувани във фосфор растения LED светлинен източник достига 50% -200%, т.е. продажбите на растения, преобразувани във фосфор LED източниците на светлина се разрастват все по-бързо.

Всички опаковъчни компании могат да предоставят 0,2-0,9 W и 1-3 W общи опаковъчни продукти.Тези източници на светлина позволяват на производителите на осветление да имат добра гъвкавост в дизайна на осветлението.Освен това някои производители предоставят интегрирани опаковъчни продукти с по-висока мощност.В момента повече от 80% от доставките на повечето производители са 0,2-0,9 W или 1-3 W. Сред тях доставките на водещи международни компании за опаковане са концентрирани в 1-3 W, докато доставките на малки и средни големи опаковъчни компании са концентрирани в 0,2-0,9 W.

3. Области на приложение на осветлението за отглеждане на растения

От сферата на приложение осветителните тела за отглеждане на растения се използват главно в оранжерийно осветление, фабрики за изцяло изкуствено осветление, растителни тъканни култури, външно осветление на полето за земеделие, домашни зеленчуци и засаждане на цветя и лабораторни изследвания.

①В слънчевите оранжерии и оранжериите с няколко обхвата делът на изкуствената светлина за допълнително осветление е все още нисък, а металните халогенни лампи и натриевите лампи с високо налягане са основните.Степента на навлизане на LED осветителните системи за отглеждане е сравнително ниска, но скоростта на растеж започва да се ускорява с намаляването на разходите.Основната причина е, че потребителите имат дългогодишен опит в използването на металхалогенни лампи и натриеви лампи с високо налягане, а използването на металхалогенни лампи и натриеви лампи с високо налягане може да осигури около 6% до 8% от топлинната енергия за оранжерия, като същевременно се избягват изгаряния на растенията.Системата за LED осветление за отглеждане не предостави конкретни и ефективни инструкции и поддръжка на данни, което забави нейното приложение при дневна светлина и оранжерии с няколко диапазона.Понастоящем малките демонстрационни приложения все още са в основата.Тъй като LED е източник на студена светлина, той може да бъде сравнително близо до короната на растенията, което води до по-малко температурно въздействие.При дневна светлина и оранжерии с няколко диапазона LED осветлението за отглеждане се използва по-често при отглеждане между растенията.

②Полево приложение за отглеждане на открито.Навлизането и прилагането на осветлението на растенията в селското стопанство е сравнително бавно, докато прилагането на LED системи за осветление на растенията (контрол на фотопериода) за култури с дълъг ден на открито с висока икономическа стойност (като драконови плодове) постигна бързо развитие.

③Фабрики за растения.Понастоящем най-бързата и най-широко използваната система за осветление на растения е фабриката за изцяло изкуствено осветление, която е разделена на централизирани многослойни и разпределени подвижни фабрики за растения по категории.Развитието на заводи за изкуствена светлина в Китай е много бързо.Основният инвестиционен орган на централизираната многопластова фабрика за изцяло изкуствена светлина не са традиционни селскостопански компании, а повече компании, занимаващи се с полупроводникови и потребителски електронни продукти, като Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong и също COFCO и Xi Cui и други нови модерни селскостопански компании.В разпределени и мобилни фабрики контейнерите за транспортиране (нови контейнери или реконструкция на контейнери втора употреба) все още се използват като стандартни превозвачи.Системите за осветяване на растенията на всички изкуствени растения използват предимно линейни или плоскопанелни осветителни системи и броят на засадените сортове продължава да се разширява.Различни експериментални светлинни формули LED източници на светлина започнаха да се използват широко и широко.Продуктите на пазара са предимно зеленолистни зеленчуци.

④Засаждане на домашни растения.LED може да се използва в настолни лампи за домашни растения, стелажи за засаждане на домашни растения, домашни машини за отглеждане на зеленчуци и др.

⑤Отглеждане на лечебни растения.Отглеждането на лечебни растения включва растения като Anoectochilus и Lithospermum.Продуктите на тези пазари имат по-висока икономическа стойност и в момента са индустрия с повече приложения за осветление на растения.В допълнение, легализирането на отглеждането на канабис в Северна Америка и части от Европа насърчи прилагането на LED осветление за отглеждане в областта на отглеждането на канабис.

⑥Цъфтящи светлини.Като незаменим инструмент за регулиране на времето за цъфтеж на цветята в цветарската индустрия, най-ранното приложение на цъфтящите светлини са лампите с нажежаема жичка, последвани от енергоспестяващите флуоресцентни лампи.С развитието на LED индустриализацията повече LED осветителни тела постепенно заменят традиционните лампи.

⑦Култура на растителна тъкан.Традиционните източници на светлина за тъканни култури са предимно бели флуоресцентни лампи, които имат ниска светлинна ефективност и голямо генериране на топлина.Светодиодите са по-подходящи за ефективна, контролируема и компактна растителна тъканна култура поради техните изключителни характеристики като ниска консумация на енергия, ниско генериране на топлина и дълъг живот.В момента белите LED тръби постепенно изместват белите флуоресцентни лампи.

4. Регионална дистрибуция на компании за растително осветление

Според статистиката в момента в моята страна има повече от 300 компании за осветление, а компаниите за осветление в района на делтата на Перлената река представляват повече от 50% и вече са в голяма позиция.Компаниите за отглеждане на осветление в делтата на река Яндзъ съставляват около 30% и това все още е важна производствена зона за отглеждане на осветителни продукти.Компаниите за традиционни лампи за отглеждане са разпространени главно в делтата на река Яндзъ, делтата на Перлената река и Бохайския край, от които делтата на река Яндзъ представлява 53%, а делтата на Перлената река и Бохайския край представляват съответно 24% и 22% .Основните райони на разпространение на производителите на LED осветление за отглеждане са делтата на Перлената река (62%), делтата на река Яндзъ (20%) и Бохайския край (12%).

B. Тенденция на развитие на LED индустрията за нарастване на осветлението

1. Специализация

LED осветлението за отглеждане има характеристиките на регулируем спектър и интензитет на светлината, ниско общо генериране на топлина и добра водоустойчивост, така че е подходящо за осветление за отглеждане в различни сцени.В същото време промените в естествената среда и стремежът на хората към качество на храните насърчиха енергичното развитие на селското стопанство и фабриките за отглеждане и доведоха индустрията за LED осветление в период на бързо развитие.В бъдеще LED осветлението ще играе важна роля за подобряване на ефективността на селскостопанското производство, подобряване на безопасността на храните и подобряване на качеството на плодовете и зеленчуците.Светодиодният източник на светлина за осветление за отглеждане ще се развива допълнително с постепенната специализация на индустрията и ще се движи в по-целенасочена посока.

2. Висока ефективност

Подобряването на светлинната ефективност и енергийната ефективност е ключът към значително намаляване на оперативните разходи за осветление на растенията.Използването на светодиоди за замяна на традиционните лампи и динамичното оптимизиране и регулиране на светлинната среда според изискванията на светлинната формула на растенията от етапа на разсад до етапа на прибиране на реколтата са неизбежните тенденции на рафинираното земеделие в бъдеще.По отношение на подобряване на добива, може да се култивира на етапи и региони, комбинирани с лека формула според характеристиките на развитие на растенията, за да се подобри ефективността на производството и добива на всеки етап.По отношение на подобряването на качеството, регулирането на храненето и регулирането на светлината могат да се използват за увеличаване на съдържанието на хранителни вещества и други здравни функционални съставки.

Според оценки текущото национално търсене на зеленчукови разсад е 680 милиарда, докато производственият капацитет на фабричните разсад е под 10%.Индустрията за разсад има по-високи екологични изисквания.Производственият сезон е предимно зимен и пролетен.Естествената светлина е слаба и е необходима допълнителна изкуствена светлина.Осветлението за отглеждане на растения има относително висок вход и изход и висока степен на приемане на входа.LED има уникални предимства, тъй като плодовете и зеленчуците (домати, краставици, пъпеши и др.) трябва да бъдат присадени, а специфичният спектър на добавена светлина при условия на висока влажност може да насърчи заздравяването на присадените разсад.Допълнителната светлина за засаждане на зеленчуци в оранжерия може да компенсира липсата на естествена светлина, да подобри фотосинтетичната ефективност на растенията, да насърчи цъфтежа и плододаването, да увеличи добива и да подобри качеството на продукта.Светодиодното осветление за отглеждане има широки перспективи за приложение в разсада на зеленчуци и оранжерийното производство.

3. Интелигентен

Осветлението за отглеждане на растения има силно търсене на контрол в реално време на качеството и количеството на светлината.С подобряването на технологията за интелигентен контрол и прилагането на Интернет на нещата, различни монохроматични спектри и интелигентни системи за контрол могат да реализират контрол на времето, контрол на светлината и в зависимост от състоянието на растеж на растенията, навременна настройка на качеството на светлината и светлинния поток е длъжен да се превърне в основна тенденция в бъдещото развитие на осветителната технология за отглеждане на растения.