Sumber Asal: Houcheng Liu.Status pembangunan dan trend industri pencahayaan tumbuhan LED[J].Jurnal Kejuruteraan Pencahayaan,2018,29(04):8-9.
Sumber Artikel: Bahan Sekali Dalam

Cahaya adalah faktor persekitaran asas pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.Cahaya bukan sahaja membekalkan tenaga untuk pertumbuhan tumbuhan melalui fotosintesis, tetapi juga merupakan pengawal selia penting pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.Suplemen cahaya buatan atau penyinaran cahaya buatan penuh boleh menggalakkan pertumbuhan tumbuhan, meningkatkan hasil, memperbaiki bentuk produk, warna, meningkatkan komponen berfungsi, dan mengurangkan kejadian penyakit dan perosak.Hari ini, saya akan berkongsi dengan anda status pembangunan dan trend industri pencahayaan tumbuhan.
Teknologi sumber cahaya tiruan semakin banyak digunakan dalam bidang pencahayaan tumbuhan.LED mempunyai banyak kelebihan seperti kecekapan cahaya yang tinggi, penjanaan haba rendah, saiz kecil, jangka hayat yang panjang dan banyak lagi kelebihan lain.Ia mempunyai kelebihan yang jelas dalam bidang pencahayaan berkembang.Industri pencahayaan yang berkembang akan secara beransur-ansur menggunakan lekapan lampu LED untuk penanaman tumbuhan.

A. Status pembangunan industri pencahayaan LED berkembang 

1. Pakej LED untuk pencahayaan berkembang

Dalam bidang pembungkusan LED pencahayaan berkembang, terdapat banyak jenis peranti pembungkusan, dan tidak ada sistem standard pengukuran dan penilaian yang bersatu.Oleh itu, berbanding dengan produk domestik, pengeluar asing terutamanya menumpukan pada arah kuasa tinggi, tongkol dan modul, dengan mengambil kira siri cahaya putih pencahayaan tumbuh, dengan mengambil kira ciri pertumbuhan tumbuhan dan persekitaran pencahayaan manusia, mempunyai kelebihan teknikal yang lebih besar dalam kebolehpercayaan, cahaya. kecekapan, ciri sinaran fotosintesis tumbuhan yang berbeza dalam kitaran pertumbuhan yang berbeza, termasuk pelbagai jenis produk berkuasa tinggi, kuasa sederhana dan berkuasa rendah dengan saiz yang berbeza, untuk memenuhi keperluan pelbagai tumbuhan dalam persekitaran pertumbuhan yang berbeza, mengharapkan untuk mencapai matlamat memaksimumkan pertumbuhan tumbuhan dan penjimatan tenaga.

Sebilangan besar paten teras untuk wafer epitaxial cip masih berada di tangan syarikat terkemuka awal seperti Nichia Jepun dan Kerjaya Amerika.Pengeluar cip domestik masih kekurangan produk yang dipatenkan dengan daya saing pasaran.Pada masa yang sama, banyak syarikat turut membangunkan teknologi baharu dalam bidang mengembangkan cip pembungkusan lampu.Contohnya, teknologi cip filem nipis Osram membolehkan cip dibungkus rapat untuk mencipta permukaan pencahayaan kawasan yang luas.Berdasarkan teknologi ini, sistem pencahayaan LED berkecekapan tinggi dengan panjang gelombang 660nm boleh mengurangkan 40% penggunaan tenaga di kawasan penanaman.

2. Kembangkan spektrum dan peranti pencahayaan
Spektrum pencahayaan tumbuhan adalah lebih kompleks dan pelbagai.Tumbuhan yang berbeza mempunyai perbezaan besar dalam spektrum yang diperlukan dalam kitaran pertumbuhan yang berbeza dan juga dalam persekitaran pertumbuhan yang berbeza.Untuk memenuhi keperluan yang berbeza ini, pada masa ini terdapat skim berikut dalam industri: ①Berbilang skema gabungan cahaya monokromatik.Tiga spektrum yang paling berkesan untuk fotosintesis tumbuhan adalah terutamanya spektrum dengan puncak pada 450nm dan 660nm, jalur 730nm untuk mendorong pembungaan tumbuhan, ditambah dengan lampu hijau 525nm dan jalur ultraviolet di bawah 380nm.Gabungkan jenis spektrum ini mengikut keperluan tumbuhan yang berbeza untuk membentuk spektrum yang paling sesuai.②Skim spektrum penuh untuk mencapai liputan penuh spektrum permintaan tumbuhan.Spektrum jenis ini sepadan dengan cip SUNLIKE yang diwakili oleh Semiconductor Seoul dan Samsung mungkin bukan yang paling cekap, tetapi ia sesuai untuk semua tumbuhan, dan kosnya jauh lebih rendah daripada penyelesaian gabungan cahaya monokromatik.③Gunakan cahaya putih spektrum penuh sebagai tunjang utama, ditambah lampu merah 660nm sebagai skema gabungan untuk meningkatkan keberkesanan spektrum.Skim ini lebih menjimatkan dan praktikal.

Pencahayaan tumbuh tumbuhan cip LED cahaya monokromatik (panjang gelombang utama ialah 450nm, 660nm, 730nm) peranti pembungkusan dilindungi oleh banyak syarikat domestik dan asing, manakala produk domestik lebih pelbagai dan mempunyai lebih banyak spesifikasi, dan produk pengeluar asing lebih standard.Pada masa yang sama, dari segi fluks foton fotosintetik, Kecekapan cahaya, dll, masih terdapat jurang yang besar antara pengeluar pembungkusan domestik dan asing.Untuk peranti pembungkusan cahaya monokromatik pencahayaan tumbuhan, sebagai tambahan kepada produk dengan jalur panjang gelombang utama 450nm, 660nm, dan 730nm, banyak pengeluar juga membangunkan produk baharu dalam jalur panjang gelombang lain untuk merealisasikan liputan lengkap untuk sinaran aktif fotosintetik (PAR) panjang gelombang (450-730nm).

Lampu pertumbuhan tumbuhan LED monokromatik tidak sesuai untuk pertumbuhan semua tumbuhan.Oleh itu, kelebihan LED spektrum penuh diserlahkan.Spektrum penuh mesti terlebih dahulu mencapai liputan penuh spektrum penuh cahaya kelihatan (400-700nm), dan meningkatkan prestasi kedua-dua jalur ini: cahaya biru-hijau (470-510nm), cahaya merah pekat (660-700nm).Gunakan cip LED biru biasa atau LED ultraviolet dengan fosfor untuk mencapai spektrum "penuh", dan kecekapan fotosintesisnya mempunyai tinggi dan rendahnya sendiri.Kebanyakan pengeluar peranti pembungkusan LED putih pencahayaan tumbuhan menggunakan Cip Biru + fosfor untuk mencapai spektrum penuh.Sebagai tambahan kepada mod pembungkusan cahaya monokromatik dan cahaya biru atau cip ultraviolet ditambah fosfor untuk merealisasikan cahaya putih, peranti pembungkusan lampu tumbuhan juga mempunyai mod pembungkusan komposit yang menggunakan dua atau lebih cip panjang gelombang, seperti merah sepuluh biru/ultraungu, RGB, RGBW .Mod pembungkusan ini mempunyai kelebihan besar dalam peredupan.

Dari segi produk LED panjang gelombang sempit, kebanyakan pembekal pembungkusan boleh menyediakan pelanggan dengan pelbagai produk panjang gelombang dalam jalur 365-740nm.Mengenai spektrum pencahayaan tumbuhan yang ditukarkan oleh fosfor, kebanyakan pengeluar pembungkusan mempunyai pelbagai spektrum untuk dipilih oleh pelanggan.Berbanding dengan 2016, kadar pertumbuhan jualannya pada 2017 telah mencapai peningkatan yang ketara.Antaranya, kadar pertumbuhan sumber cahaya LED 660nm tertumpu pada 20% -50%, dan kadar pertumbuhan jualan sumber cahaya LED tumbuhan yang ditukar fosfor mencapai 50% -200 %, iaitu jualan loji yang ditukar fosfor Sumber cahaya LED berkembang lebih cepat.

Semua syarikat pembungkusan boleh menyediakan produk pembungkusan am 0.2-0.9 W dan 1-3 W.Sumber cahaya ini membolehkan pengeluar lampu mempunyai fleksibiliti yang baik dalam reka bentuk pencahayaan.Di samping itu, beberapa pengeluar juga menyediakan produk pembungkusan bersepadu kuasa lebih tinggi.Pada masa ini, lebih daripada 80% penghantaran kebanyakan pengeluar adalah 0.2-0.9 W atau 1-3 W. Antaranya, penghantaran syarikat pembungkusan antarabangsa terkemuka tertumpu dalam 1-3 W, manakala penghantaran kecil dan sederhana- syarikat pembungkusan bersaiz tertumpu dalam 0.2-0.9 W.

3. Bidang aplikasi pencahayaan tumbuh tumbuhan

Dari bidang aplikasi, lekapan lampu tumbuh tumbuhan digunakan terutamanya dalam pencahayaan rumah hijau, kilang tumbuhan pencahayaan buatan, kultur tisu tumbuhan, pencahayaan ladang luar, sayur-sayuran isi rumah dan penanaman bunga, dan penyelidikan makmal.

①Di rumah hijau suria dan rumah hijau berbilang rentang, bahagian cahaya buatan untuk pencahayaan tambahan masih rendah, dan lampu halida logam dan lampu natrium tekanan tinggi adalah yang utama.Kadar penembusan sistem pencahayaan LED tumbuh agak rendah, tetapi kadar pertumbuhan mula mempercepatkan apabila kos menurun.Sebab utama ialah pengguna mempunyai pengalaman jangka panjang menggunakan lampu halida logam dan lampu natrium tekanan tinggi, dan penggunaan lampu halida logam dan lampu natrium tekanan tinggi boleh memberikan kira-kira 6% hingga 8% tenaga haba untuk rumah hijau sambil mengelak daripada terbakar pada tumbuhan.Sistem pencahayaan tumbuh LED tidak memberikan arahan dan sokongan data yang khusus dan berkesan, yang melambatkan penggunaannya di rumah hijau siang hari dan berbilang rentang.Pada masa ini, aplikasi demonstrasi berskala kecil masih menjadi tunjang utama.Memandangkan LED adalah sumber cahaya sejuk, ia boleh menjadi agak dekat dengan kanopi tumbuhan, mengakibatkan kesan suhu yang kurang.Dalam rumah hijau siang hari dan berbilang rentang, pencahayaan tumbuh LED lebih biasa digunakan dalam penanaman antara tumbuhan.

②Aplikasi ladang pertanian luar.Penembusan dan aplikasi pencahayaan tumbuhan dalam pertanian fasiliti agak perlahan, manakala aplikasi sistem pencahayaan tumbuhan LED (kawalan photoperiod) untuk tanaman luar rumah yang mempunyai nilai ekonomi tinggi (seperti buah naga) telah mencapai pembangunan pesat.

③Kilang kilang.Pada masa ini, sistem pencahayaan tumbuhan yang paling pantas dan paling banyak digunakan ialah kilang kilang cahaya buatan, yang dibahagikan kepada kilang-kilang tumbuhan alih pelbagai lapisan berpusat dan teragih mengikut kategori.Perkembangan kilang tumbuhan cahaya buatan di China sangat pesat.Badan pelaburan utama kilang kilang cahaya buatan berbilang lapisan terpusat bukan syarikat pertanian tradisional, tetapi lebih banyak syarikat yang terlibat dalam produk semikonduktor dan elektronik pengguna, seperti Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, dan juga COFCO dan Xi Cui dan syarikat pertanian moden baharu yang lain.Di kilang kilang yang diedarkan dan mudah alih, kontena penghantaran (kontena baharu atau pembinaan semula bekas terpakai) masih digunakan sebagai pembawa standard.Sistem pencahayaan tumbuhan semua tumbuhan buatan kebanyakannya menggunakan sistem pencahayaan tatasusunan linear atau panel rata, dan bilangan varieti yang ditanam terus berkembang.Pelbagai formula cahaya eksperimen sumber cahaya LED telah mula digunakan secara meluas dan meluas.Produk di pasaran kebanyakannya adalah sayur-sayuran berdaun hijau.

④Penanaman tumbuhan isi rumah.LED boleh digunakan dalam lampu meja tumbuhan isi rumah, rak penanaman tumbuhan isi rumah, mesin penanaman sayur-sayuran isi rumah, dll.

⑤Penanaman tumbuhan ubatan.Penanaman tumbuhan ubatan melibatkan tumbuhan seperti Anoectochilus dan Lithospermum.Produk dalam pasaran ini mempunyai nilai ekonomi yang lebih tinggi dan kini merupakan industri dengan lebih banyak aplikasi pencahayaan tumbuhan.Di samping itu, pengesahan penanaman kanabis di Amerika Utara dan sebahagian Eropah telah menggalakkan penggunaan lampu tumbuh LED dalam bidang penanaman ganja.

⑥Lampu berbunga.Sebagai alat yang sangat diperlukan untuk melaraskan masa berbunga bunga dalam industri berkebun bunga, aplikasi terawal lampu Bunga ialah lampu pijar, diikuti oleh lampu pendarfluor penjimatan tenaga.Dengan perkembangan perindustrian LED, lebih banyak lekapan lampu berbunga jenis LED telah menggantikan lampu tradisional secara beransur-ansur.

⑦Kultur tisu tumbuhan.Sumber cahaya kultur tisu tradisional adalah terutamanya lampu pendarfluor putih, yang mempunyai kecekapan bercahaya rendah dan penjanaan haba yang besar.LED lebih sesuai untuk kultur tisu tumbuhan yang cekap, boleh dikawal dan padat kerana ciri-ciri cemerlangnya seperti penggunaan kuasa yang rendah, penjanaan haba yang rendah dan jangka hayat yang panjang.Pada masa ini, tiub LED putih secara beransur-ansur menggantikan lampu pendarfluor putih.

4. Pengedaran serantau syarikat lampu berkembang

Menurut statistik, pada masa ini terdapat lebih daripada 300 syarikat pencahayaan yang sedang berkembang di negara saya, dan syarikat pencahayaan yang berkembang di kawasan Delta Sungai Pearl menyumbang lebih daripada 50%, dan mereka sudah berada dalam kedudukan utama.Syarikat pencahayaan yang berkembang di Delta Sungai Yangtze menyumbang kira-kira 30%, dan ia masih merupakan kawasan pengeluaran penting untuk mengembangkan produk pencahayaan.Syarikat lampu tumbuh tradisional kebanyakannya diedarkan di Delta Sungai Yangtze, Delta Sungai Mutiara dan Rim Bohai, di mana Delta Sungai Yangtze menyumbang 53%, dan Delta Sungai Pearl dan Rim Bohai masing-masing menyumbang 24% dan 22% .Kawasan pengedaran utama pengeluar lampu tumbuh LED ialah Delta Sungai Mutiara (62%), Delta Sungai Yangtze (20%) dan Rim Bohai (12%).

B. Trend pembangunan industri pencahayaan LED berkembang

1. Pengkhususan

Pencahayaan tumbuh LED mempunyai ciri-ciri spektrum boleh laras dan keamatan cahaya, penjanaan haba keseluruhan yang rendah, dan prestasi kalis air yang baik, jadi ia sesuai untuk pencahayaan berkembang dalam pelbagai adegan.Pada masa yang sama, perubahan dalam persekitaran semula jadi dan pencarian orang ramai terhadap kualiti makanan telah menggalakkan pembangunan pesat kemudahan pertanian dan kilang berkembang, dan membawa LED mengembangkan industri pencahayaan ke dalam tempoh pembangunan pesat.Pada masa hadapan, lampu tumbuh LED akan memainkan peranan penting dalam meningkatkan kecekapan pengeluaran pertanian, meningkatkan keselamatan makanan, dan meningkatkan kualiti buah-buahan dan sayur-sayuran.Sumber cahaya LED untuk pencahayaan berkembang akan terus berkembang dengan pengkhususan industri secara beransur-ansur dan bergerak ke arah yang lebih disasarkan.

2. Kecekapan tinggi

Peningkatan kecekapan cahaya dan kecekapan tenaga adalah kunci untuk mengurangkan kos operasi lampu loji dengan banyak.Penggunaan LED untuk menggantikan lampu tradisional dan pengoptimuman dinamik serta pelarasan persekitaran cahaya mengikut keperluan formula cahaya tumbuhan dari peringkat anak benih hingga peringkat penuaian adalah trend pertanian bertapis yang tidak dapat dielakkan pada masa hadapan.Dari segi meningkatkan hasil, ia boleh ditanam secara berperingkat dan wilayah digabungkan dengan formula ringan mengikut ciri-ciri perkembangan tumbuhan untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran dan hasil pada setiap peringkat.Dari segi peningkatan kualiti, pengawalan pemakanan dan pengawalan ringan boleh digunakan untuk meningkatkan kandungan nutrien dan ramuan berfungsi penjagaan kesihatan yang lain.

Menurut anggaran, permintaan negara semasa untuk anak benih sayuran ialah 680 bilion, manakala kapasiti pengeluaran anak benih kilang kurang daripada 10%.Industri anak benih mempunyai keperluan alam sekitar yang lebih tinggi.Musim pengeluaran kebanyakannya adalah musim sejuk dan musim bunga.Cahaya semula jadi lemah dan cahaya tambahan tiruan diperlukan.Pencahayaan tumbuh tumbuhan mempunyai input dan output yang agak tinggi dan tahap penerimaan input yang tinggi.LED mempunyai kelebihan yang unik, kerana buah-buahan dan sayur-sayuran (tomato, timun, tembikai, dll.) Perlu dicantumkan, dan spektrum khusus tambahan cahaya di bawah keadaan kelembapan yang tinggi boleh menggalakkan penyembuhan anak benih yang dicantumkan.Pencahayaan tambahan penanaman sayur-sayuran rumah hijau boleh mengimbangi kekurangan cahaya semula jadi, meningkatkan kecekapan fotosintesis tumbuhan, menggalakkan pembungaan dan pembuahan, meningkatkan hasil dan meningkatkan kualiti produk.Pencahayaan tumbuh LED mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam anak benih sayuran dan pengeluaran rumah hijau.

3. Pintar

Pencahayaan tumbuh tumbuhan mempunyai permintaan yang kuat untuk kawalan masa nyata kualiti cahaya dan kuantiti cahaya.Dengan peningkatan teknologi kawalan pintar dan aplikasi Internet of Things, pelbagai spektrum monokromatik dan sistem kawalan pintar boleh merealisasikan kawalan masa, kawalan cahaya, dan mengikut status pertumbuhan tumbuhan, pelarasan kualiti cahaya dan output cahaya tepat pada masanya. pasti akan menjadi trend utama dalam pembangunan masa depan teknologi pencahayaan tumbuh tumbuhan.