منبع اصلی: Houcheng Liu. وضعیت توسعه و روند صنعت روشنایی کارخانه LED[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
منبع مقاله: Material Once Deep

نور عامل محیطی اساسی رشد و نمو گیاهان است. نور نه تنها از طریق فتوسنتز انرژی لازم برای رشد گیاه را تامین می کند، بلکه یک تنظیم کننده مهم رشد و نمو گیاه است. مکمل نور مصنوعی یا تابش کامل نور مصنوعی می تواند باعث رشد گیاه، افزایش عملکرد، بهبود شکل، رنگ محصول، تقویت اجزای عملکردی و کاهش بروز بیماری ها و آفات شود. امروز وضعیت و روند توسعه صنعت روشنایی کارخانه را با شما به اشتراک خواهم گذاشت.
فناوری منبع نور مصنوعی روز به روز بیشتر در زمینه نورپردازی گیاهان استفاده می شود. ال ای دی دارای مزایای زیادی مانند راندمان نور بالا، تولید حرارت کم، اندازه کوچک، عمر طولانی و بسیاری از مزایای دیگر است. مزایای آشکاری در زمینه نورپردازی رشد دارد. صنعت روشنایی رشد به تدریج از وسایل روشنایی LED برای کشت گیاهان استفاده می کند.

A. وضعیت توسعه LED رشد صنعت روشنایی 

بسته 1.LED برای نورپردازی رشد

در زمینه بسته بندی LED روشنایی رشد، انواع مختلفی از دستگاه های بسته بندی وجود دارد و هیچ سیستم استاندارد اندازه گیری و ارزیابی واحدی وجود ندارد. بنابراین، در مقایسه با محصولات داخلی، تولید کنندگان خارجی عمدتا بر روی جهت های پرقدرت، بلال و ماژول تمرکز می کنند، با در نظر گرفتن سری نور سفید نورپردازی رشد، با توجه به ویژگی های رشد گیاه و محیط روشنایی انسانی، دارای مزایای فنی بیشتری در قابلیت اطمینان، نور هستند. راندمان، ویژگی‌های تابش فتوسنتزی گیاهان مختلف در چرخه‌های رشد مختلف، از جمله انواع نیروگاه‌های پرقدرت، متوسط ​​و کم‌مصرف با اندازه‌های مختلف محصولات، برای رفع نیازهای انواع گیاهان در محیط‌های رشد مختلف، انتظار دستیابی به هدف به حداکثر رساندن رشد گیاه و صرفه جویی در انرژی است.

تعداد زیادی از اختراعات اصلی برای ویفرهای اپیتاکسیال تراشه هنوز در دست شرکت های پیشرو اولیه مانند Nichia ژاپن و American Career است. تولیدکنندگان تراشه داخلی هنوز فاقد محصولات ثبت شده با رقابت در بازار هستند. در همان زمان، بسیاری از شرکت ها نیز در حال توسعه فناوری های جدید در زمینه رشد تراشه های بسته بندی روشنایی هستند. برای مثال، فناوری تراشه‌های لایه نازک Osram، تراشه‌ها را قادر می‌سازد تا نزدیک به هم بسته‌بندی شوند تا سطح روشنایی بزرگی ایجاد شود. بر اساس این فناوری، یک سیستم روشنایی LED با راندمان بالا با طول موج 660 نانومتر می تواند تا 40 درصد از مصرف انرژی در منطقه کشت را کاهش دهد.

2. طیف نور و دستگاه ها را رشد دهید
طیف نورپردازی گیاهی پیچیده تر و متنوع تر است. گیاهان مختلف در چرخه‌های رشد مختلف و حتی در محیط‌های رشد مختلف، تفاوت‌های زیادی در طیف‌های مورد نیاز دارند. به منظور رفع این نیازهای متمایز، در حال حاضر طرح‌های زیر در صنعت وجود دارد: ① طرح‌های ترکیبی چند رنگ تک رنگ. سه طیف مؤثر برای فتوسنتز گیاهان عمدتاً طیف با پیک های 450 نانومتر و 660 نانومتر، باند 730 نانومتری برای القای گلدهی گیاه، به علاوه نور سبز 525 نانومتر و باند فرابنفش زیر 380 نانومتر هستند. این نوع طیف ها را با توجه به نیازهای مختلف گیاهان ترکیب کنید تا مناسب ترین طیف را تشکیل دهید. ②طرح طیف کامل برای دستیابی به پوشش کامل طیف تقاضای کارخانه. این نوع طیف مربوط به تراشه SUNLIKE که توسط Seoul Semiconductor و Samsung ارائه شده است ممکن است کارآمدترین نباشد، اما برای همه گیاهان مناسب است و هزینه آن بسیار کمتر از راه حل های ترکیبی نور تک رنگ است. ③از نور سفید با طیف کامل به عنوان پایه اصلی، به علاوه نور قرمز 660 نانومتری به عنوان طرح ترکیبی برای بهبود اثربخشی طیف استفاده کنید. این طرح اقتصادی تر و کاربردی تر است.

تراشه‌های LED نور تک رنگ روشنایی گیاهی (طول موج‌های اصلی 450 نانومتر، 660 نانومتر، 730 نانومتر) دستگاه‌های بسته‌بندی توسط بسیاری از شرکت‌های داخلی و خارجی پوشش داده می‌شوند، در حالی که محصولات داخلی متنوع‌تر و مشخصات بیشتری دارند و محصولات تولیدکنندگان خارجی استانداردتر هستند. در عین حال، از نظر شار فوتون فتوسنتزی، راندمان نور و غیره، هنوز فاصله زیادی بین تولیدکنندگان بسته بندی داخلی و خارجی وجود دارد. برای دستگاه‌های بسته‌بندی نور تک رنگ روشنایی گیاهی، علاوه بر محصولاتی با باندهای طول موج اصلی 450 نانومتر، 660 نانومتر و 730 نانومتر، بسیاری از تولیدکنندگان نیز در حال توسعه محصولات جدید در باندهای طول موج دیگر هستند تا پوشش کامل تابش فعال فتوسنتزی (PAR) را درک کنند. طول موج (450-730 نانومتر).

چراغ های LED تک رنگ رشد گیاه برای رشد همه گیاهان مناسب نیستند. بنابراین، مزایای LED های طیف کامل برجسته می شود. طیف کامل ابتدا باید به پوشش کامل طیف کامل نور مرئی (400-700 نانومتر) برسد و عملکرد این دو باند را افزایش دهد: نور سبز آبی (470-510 نانومتر)، نور قرمز عمیق (660-700 نانومتر). برای دستیابی به طیف "کامل" از تراشه LED آبی یا فرابنفش LED معمولی با فسفر استفاده کنید و بازده فتوسنتزی آن بالا و پایین خود را دارد. اکثر سازندگان دستگاه های بسته بندی LED سفید روشنایی گیاهی از بلو چیپ + فسفر برای دستیابی به طیف کامل استفاده می کنند. علاوه بر حالت بسته بندی نور تک رنگ و نور آبی یا تراشه ماوراء بنفش به اضافه فسفر برای درک نور سفید، دستگاه های بسته بندی روشنایی گیاهی همچنین دارای حالت بسته بندی ترکیبی هستند که از دو یا چند تراشه طول موج مانند قرمز ده آبی/فرابنفش، RGB استفاده می کند. RGBW این حالت بسته بندی مزایای زیادی در کاهش نور دارد.

از نظر محصولات LED با طول موج باریک، اکثر تامین کنندگان بسته بندی می توانند محصولات با طول موج های مختلف در باند 365-740 نانومتر را به مشتریان ارائه دهند. با توجه به طیف روشنایی گیاهی که توسط فسفر تبدیل می‌شود، اکثر تولیدکنندگان بسته‌بندی طیف‌های متنوعی را برای انتخاب مشتریان در نظر گرفته‌اند. در مقایسه با سال 2016، نرخ رشد فروش آن در سال 2017 افزایش قابل توجهی داشته است. در میان آنها، نرخ رشد منبع نور LED 660 نانومتری در 20٪ - 50٪ متمرکز است و نرخ رشد فروش منبع نور LED گیاهی تبدیل شده با فسفر به 50٪ - 200٪ می رسد، یعنی فروش کارخانه تبدیل شده به فسفر. منابع نور LED با سرعت بیشتری در حال رشد هستند.

همه شرکت های بسته بندی می توانند محصولات بسته بندی عمومی 0.2-0.9 وات 1-3 وات را ارائه دهند. این منابع نور به سازندگان نور اجازه می دهد تا انعطاف پذیری خوبی در طراحی نور داشته باشند. علاوه بر این، برخی از تولید کنندگان نیز محصولات بسته بندی یکپارچه با قدرت بالاتر را ارائه می دهند. در حال حاضر، بیش از 80 درصد از محموله های اکثر تولیدکنندگان 0.2-0.9 W یا 1-3 W است. در این میان، محموله های شرکت های بسته بندی پیشرو بین المللی در 1-3 وات متمرکز شده است، در حالی که محموله های کوچک و متوسط. شرکت های بسته بندی اندازه در 0.2-0.9 W متمرکز هستند.

3. زمینه های کاربرد نورپردازی رشد گیاه

از زمینه کاربرد، وسایل روشنایی رشد گیاهان عمدتاً در روشنایی گلخانه، کارخانه های گیاهان روشنایی تمام مصنوعی، کشت بافت گیاهی، روشنایی مزرعه کشاورزی در فضای باز، سبزیجات خانگی و کاشت گل و تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می شود.

①در گلخانه‌های خورشیدی و گلخانه‌های چند دهانه، نسبت نور مصنوعی برای روشنایی تکمیلی هنوز کم است و لامپ‌های متال هالید و لامپ‌های سدیم فشار قوی اصلی‌ترین آنها هستند. نرخ نفوذ سیستم‌های روشنایی رشد LED نسبتاً کم است، اما با کاهش هزینه، سرعت رشد شروع به تسریع می‌کند. دلیل اصلی این است که کاربران تجربه طولانی مدت استفاده از لامپ های متال هالید و لامپ های سدیم فشار قوی دارند و استفاده از لامپ های متال هالید و لامپ های سدیم فشار قوی می تواند حدود 6 تا 8 درصد انرژی گرمایی را برای گلخانه در حالی که از سوختگی گیاهان جلوگیری می کند. سیستم روشنایی LED رشد دستورالعمل‌ها و پشتیبانی از داده‌های خاص و موثر را ارائه نمی‌دهد، که کاربرد آن در نور روز و گلخانه‌های چند دهانه را به تاخیر انداخت. در حال حاضر، برنامه های کاربردی نمایشی در مقیاس کوچک هنوز پایه اصلی هستند. از آنجایی که LED یک منبع نور سرد است، می تواند نسبتا نزدیک به سایه بان گیاهان باشد و در نتیجه تاثیر دما کمتری داشته باشد. در گلخانه های نور روز و چند دهانه، نور LED رشد بیشتر در کشت بین بوته استفاده می شود.

②برنامه مزرعه کشاورزی در فضای باز. نفوذ و کاربرد روشنایی گیاهی در کشاورزی تأسیسات نسبتاً کند بوده است، در حالی که استفاده از سیستم‌های روشنایی گیاهی LED (کنترل دوره نوری) برای محصولات روز بلند در فضای باز با ارزش اقتصادی بالا (مانند میوه اژدها) به توسعه سریعی دست یافته است.

③ کارخانه های کارخانه. در حال حاضر سریع ترین و پرکاربردترین سیستم روشنایی گیاهان کارخانه نور تمام مصنوعی است که بر اساس دسته بندی به کارخانه های متمرکز چندلایه و پراکنده گیاهان متحرک تقسیم می شود. توسعه کارخانه های کارخانه نور مصنوعی در چین بسیار سریع است. بدنه اصلی سرمایه‌گذاری کارخانه متمرکز کارخانه نور مصنوعی چند لایه، شرکت‌های کشاورزی سنتی نیستند، بلکه شرکت‌های بیشتری در زمینه محصولات الکترونیکی نیمه هادی و مصرفی مانند Zhongke San'an، Foxconn، Panasonic Suzhou، Jingdong و همچنین فعالیت دارند. COFCO و Xi Cui و دیگر شرکت های جدید کشاورزی مدرن. در کارخانه های پراکنده و سیار، کانتینرهای حمل و نقل (کانتینرهای جدید یا بازسازی کانتینرهای دست دوم) همچنان به عنوان حامل های استاندارد استفاده می شود. سیستم‌های روشنایی گیاهان تمام گیاهان مصنوعی عمدتاً از سیستم‌های روشنایی آرایه‌ای خطی یا تخت استفاده می‌کنند و تعداد گونه‌های کاشته شده همچنان در حال گسترش است. فرمول نور تجربی مختلف منابع نور LED به طور گسترده و گسترده استفاده می شود. محصولات موجود در بازار عمدتاً سبزیجات برگ سبز هستند.

④کاشت گیاهان خانگی. LED را می توان در چراغ های رومیزی گیاهی خانگی، قفسه های کاشت گیاهان خانگی، ماشین آلات پرورش سبزیجات خانگی و غیره استفاده کرد.

⑤کشت گیاهان دارویی. کشت گیاهان دارویی شامل گیاهانی مانند Anoectochilus و Lithospermum است. محصولات موجود در این بازارها ارزش اقتصادی بالاتری دارند و در حال حاضر صنعتی با کاربردهای روشنایی گیاهی بیشتری هستند. علاوه بر این، قانونی شدن کشت حشیش در آمریکای شمالی و بخش‌هایی از اروپا، استفاده از چراغ‌های LED رشد را در زمینه کشت شاهدانه ترویج کرده است.

⑥ چراغ های گل. به عنوان ابزاری ضروری برای تنظیم زمان گلدهی گل ها در صنعت باغبانی گل، اولین کاربرد چراغ های گلدار لامپ های رشته ای و به دنبال آن لامپ های فلورسنت کم مصرف بودند. با توسعه صنعتی شدن LED، وسایل روشنایی گلدار بیشتر از نوع LED به تدریج جایگزین لامپ های سنتی شدند.

⑦کشت بافت گیاهی. منابع نوری سنتی کشت بافت عمدتاً لامپ های فلورسنت سفید هستند که بازده نوری پایین و تولید گرمای زیادی دارند. ال ای دی ها به دلیل ویژگی های برجسته ای مانند مصرف برق کم، تولید حرارت کم و عمر طولانی، برای کشت بافت گیاهی کارآمد، قابل کنترل و فشرده مناسب تر هستند. در حال حاضر، لوله های LED سفید به تدریج جایگزین لامپ های فلورسنت سفید می شوند.

4. توزیع منطقه ای شرکت های روشنایی رشد

طبق آمار، در حال حاضر بیش از 300 شرکت روشنایی رشد در کشور من وجود دارد، و شرکت های روشنایی در حال رشد در منطقه دلتای رودخانه مروارید بیش از 50٪ را تشکیل می دهند و آنها در حال حاضر در موقعیت اصلی قرار دارند. شرکت‌های روشنایی رشد در دلتای رودخانه یانگ تسه حدود 30 درصد را تشکیل می‌دهند و هنوز هم یک منطقه تولید مهم برای رشد محصولات روشنایی است. شرکت‌های لامپ‌های رشد سنتی عمدتاً در دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حاشیه بوهای توزیع شده‌اند که دلتای رودخانه یانگ تسه 53 درصد و دلتای رودخانه مروارید و حاشیه بوهای به ترتیب 24 درصد و 22 درصد را تشکیل می‌دهند. . مناطق اصلی توزیع تولیدکنندگان نورپردازی LED عبارتند از دلتای رودخانه مروارید (62٪)، دلتای رودخانه یانگ تسه (20٪) و حاشیه بوهای (12٪).

B. روند توسعه LED رشد صنعت روشنایی

1. تخصص

چراغ رشد LED دارای ویژگی های طیف قابل تنظیم و شدت نور، تولید گرمای کلی کم و عملکرد ضد آب خوب است، بنابراین برای نورپردازی رشد در صحنه های مختلف مناسب است. در همان زمان، تغییرات در محیط طبیعی و پیگیری مردم برای کیفیت مواد غذایی، توسعه شدید کشاورزی تسهیلات و رشد کارخانه‌ها را ارتقا داده است و صنعت روشنایی LED را به یک دوره توسعه سریع سوق داده است. در آینده، چراغ رشد LED نقش مهمی در بهبود راندمان تولید کشاورزی، بهبود ایمنی مواد غذایی و بهبود کیفیت میوه ها و سبزیجات خواهد داشت. منبع نور LED برای روشنایی رشد بیشتر با تخصصی شدن تدریجی صنعت توسعه می یابد و در جهت هدفمندتری حرکت می کند.

2. راندمان بالا

بهبود بهره وری نور و بهره وری انرژی کلید کاهش شدید هزینه های عملیاتی روشنایی کارخانه است. استفاده از ال ای دی برای جایگزینی لامپ های سنتی و بهینه سازی دینامیکی و تنظیم نور محیط با توجه به فرمول نوری مورد نیاز گیاهان از مرحله نهال تا مرحله برداشت از روندهای اجتناب ناپذیر کشاورزی تصفیه شده در آینده است. از نظر بهبود عملکرد، می توان آن را در مراحل و مناطق همراه با فرمول سبک با توجه به ویژگی های رشدی گیاهان برای بهبود راندمان تولید و عملکرد در هر مرحله کشت کرد. از نظر بهبود کیفیت، می توان از تنظیم تغذیه و تنظیم نور برای افزایش محتوای مواد مغذی و سایر مواد عملکردی مراقبت های بهداشتی استفاده کرد.

بر اساس برآوردها در حال حاضر نیاز ملی به نهال سبزی 680 میلیارد است در حالی که ظرفیت تولید نهال کارخانه کمتر از 10 درصد است. صنعت نهال نیازهای زیست محیطی بالاتری دارد. فصل تولید بیشتر زمستان و بهار است. نور طبیعی ضعیف است و به نور مصنوعی کمکی نیاز است. نورپردازی رشد گیاه ورودی و خروجی نسبتاً بالایی دارد و میزان پذیرش ورودی بالایی دارد. LED دارای مزایای منحصر به فردی است، زیرا میوه ها و سبزیجات (گوجه فرنگی، خیار، خربزه و غیره) نیاز به پیوند دارند و طیف خاص مکمل نور در شرایط رطوبت بالا می تواند باعث بهبودی نهال های پیوند شده شود. نور مکمل کاشت سبزیجات گلخانه ای می تواند کمبود نور طبیعی را جبران کند، کارایی فتوسنتزی گیاه را بهبود بخشد، گلدهی و میوه دهی را افزایش دهد، عملکرد را افزایش دهد و کیفیت محصول را بهبود بخشد. روشنایی رشد LED چشم انداز کاربرد گسترده ای در نهال های سبزیجات و تولید گلخانه ای دارد.

3. باهوش

روشنایی رشد گیاه تقاضای زیادی برای کنترل کیفیت نور و کمیت نور در زمان واقعی دارد. با بهبود فناوری کنترل هوشمند و استفاده از اینترنت اشیا، انواع طیف های تک رنگ و سیستم های کنترل هوشمند می توانند کنترل زمان، کنترل نور و با توجه به وضعیت رشد گیاهان، تنظیم به موقع کیفیت نور و خروجی نور را محقق کنند. موظف است به روند اصلی در توسعه آینده فناوری روشنایی رشد گیاهان تبدیل شود.