Alkuperäinen lähde: Houcheng Liu. LED-kasvivalaistusteollisuuden kehitystila ja kehitys[J]. Journal of Illumination Engineering, 2018,29(04):8-9.
Artikkelin lähde: Material Once Deep

Valo on kasvien kasvun ja kehityksen perusympäristötekijä. Valo ei ainoastaan ​​toimita energiaa kasvien kasvuun fotosynteesin kautta, vaan on myös tärkeä kasvien kasvun ja kehityksen säätelijä. Keinovalolisä tai täysi keinovalosäteilytys voivat edistää kasvien kasvua, lisätä satoa, parantaa tuotteen muotoa, väriä, parantaa toiminnallisia komponentteja ja vähentää sairauksien ja tuholaisten esiintymistä. Tänään kerron teille kasvivalaistusteollisuuden kehitystilanteen ja trendin.
Keinotekoista valonlähdeteknologiaa käytetään yhä laajemmin kasvien valaistuksessa. LEDillä on monia etuja, kuten korkea valotehokkuus, alhainen lämmöntuotto, pieni koko, pitkä käyttöikä ja monia muita etuja. Sillä on ilmeisiä etuja kasvuvalaistuksen alalla. Grow-valaistusteollisuus ottaa vähitellen käyttöön LED-valaisimia kasvinviljelyyn.

A. LED-kasvuvalaistusteollisuuden kehitystila 

1.LED-paketti kasvuvalaistukseen

Kasvuvalaistuksen LED-pakkausten alalla on monenlaisia ​​pakkauslaitteita, eikä yhtenäistä mittaus- ja arviointistandardijärjestelmää ole. Siksi kotimaisiin tuotteisiin verrattuna ulkomaiset valmistajat keskittyvät pääasiassa suuritehoisiin, tähkä- ja moduulisuuntiin, ottaen huomioon kasvuvalaistuksen valkoisen valosarjan, ottaen huomioon kasvien kasvuominaisuudet ja humanisoidun valaistusympäristön, niillä on suurempia teknisiä etuja luotettavuudessa, valossa. tehokkuus, eri kasvien fotosynteettisen säteilyn ominaisuudet eri kasvusykleissä, mukaan lukien erityyppiset suuren, keskitehoiset ja pienitehoiset erikokoiset tuotteet, erilaisten kasvien tarpeiden täyttämiseksi erilaisissa kasvuympäristöissä, odottaen saavuttavansa Tavoitteena on maksimoida kasvien kasvu ja energiansäästö.

Suuri määrä siruepitaksiaalisten kiekkojen ydinpatentteja on edelleen varhaisten johtavien yritysten, kuten Japanin Nichian ja American Careerin, käsissä. Kotimaisilta siruvalmistajilta puuttuu edelleen patentoituja tuotteita, joilla on kilpailukykyä markkinoilla. Samaan aikaan monet yritykset kehittävät myös uusia teknologioita kasvavien valaistuspakkaussirujen alalla. Esimerkiksi Osramin ohutkalvosiruteknologia mahdollistaa sirujen pakkaamisen tiiviisti yhteen muodostaen laajan valaistuspinnan. Tähän teknologiaan perustuva tehokas LED-valaistusjärjestelmä, jonka aallonpituus on 660 nm, voi vähentää 40 % viljelyalueen energiankulutuksesta.

2. Kasvata valaistusspektriä ja -laitteita
Kasvien valaistuksen kirjo on monimutkaisempi ja monipuolisempi. Eri kasveilla on suuria eroja vaadituissa spektreissä eri kasvusykleissä ja jopa eri kasvuympäristöissä. Näiden erilaisten tarpeiden täyttämiseksi alalla on tällä hetkellä käytössä seuraavat mallit: ①Useita monokromaattisia valoyhdistelmäjärjestelmiä. Kolme tehokkainta spektriä kasvien fotosynteesiin ovat pääasiassa spektri, jonka huiput ovat 450 nm:ssä ja 660 nm:ssä, 730 nm:n kaista, joka saa aikaan kasvien kukinnan, sekä vihreä valo 525 nm ja ultraviolettikaista alle 380 nm. Yhdistä tällaisia ​​spektrejä kasvien eri tarpeiden mukaan sopivimman spektrin muodostamiseksi. ②Täyden spektrin järjestelmä kasvien kysyntäspektrin täyden kattavuuden saavuttamiseksi. Tämäntyyppinen Seoul Semiconductorin ja Samsungin edustamaa SUNLIKE-sirua vastaava spektri ei ehkä ole tehokkain, mutta se sopii kaikille tehtaille, ja hinta on paljon alhaisempi kuin monokromaattisten valoyhdistelmäratkaisujen. ③Käytä täyden spektrin valkoista valoa tukipilarina ja 660 nm:n punaista valoa yhdistelmämallina parantaaksesi spektrin tehokkuutta. Tämä järjestelmä on taloudellisempi ja käytännöllisempi.

Monet kotimaiset ja ulkomaiset yritykset kattavat kasvivalaistuksen monokromaattisen valon LED-sirut (pääaallonpituudet ovat 450 nm, 660 nm, 730 nm), kun taas kotimaiset tuotteet ovat monipuolisempia ja niillä on enemmän eritelmiä, ja ulkomaisten valmistajien tuotteet ovat standardoituja. Samaan aikaan, mitä tulee fotosynteettiseen fotonivirtaan, valotehokkuuteen jne., kotimaisten ja ulkomaisten pakkausvalmistajien välillä on edelleen suuri kuilu. Kasvivalaistuksen monokromaattisia valopakkauslaitteita varten, pääaallonpituuskaistalla 450 nm, 660 nm ja 730 nm varustettujen tuotteiden lisäksi monet valmistajat kehittävät uusia tuotteita myös muille aallonpituusalueille, jotta ne kattavat fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn (PAR) täydellisesti. aallonpituus (450-730 nm).

Yksiväriset LED-kasvien kasvuvalot eivät sovellu kaikkien kasvien kasvuun. Siksi täyden spektrin LEDien edut korostetaan. Täyden spektrin on ensin saavutettava koko näkyvän valon spektrin täysi peitto (400-700 nm) ja parannettava näiden kahden kaistan suorituskykyä: sinivihreä valo (470-510 nm), syvä punainen valo (660-700 nm). Käytä tavallista sinistä LED- tai ultravioletti-LED-sirua fosforilla saavuttaaksesi "täyden" spektrin, ja sen fotosynteettisellä tehokkuudella on oma korkea ja matala. Useimmat kasvivalaistuksen valkoisten LED-pakkauslaitteiden valmistajat käyttävät Blue chipiä + fosforia täyden spektrin saavuttamiseksi. Yksivärisen valon ja sinisen valon tai ultraviolettisirun sekä fosforin pakkaustilan lisäksi valkoisen valon toteuttamiseksi kasvien valaistuspakkauslaitteissa on myös komposiittipakkaustila, joka käyttää kahta tai useampaa aallonpituussirua, kuten red ten blue/ultraviolet, RGB, RGBW. Tällä pakkaustavalla on suuria etuja himmennyksessä.

Kapean aallonpituisten LED-tuotteiden osalta useimmat pakkaustoimittajat voivat tarjota asiakkaille erilaisia ​​aallonpituustuotteita 365-740 nm:n kaistalla. Mitä tulee loisteaineilla muunnettaviin laitosvalaistusspektriin, useimmilla pakkausvalmistajilla on erilaisia ​​spektrejä, joista asiakkaat voivat valita. Vuoteen 2016 verrattuna sen myynnin kasvuvauhti vuonna 2017 on saavuttanut huomattavan kasvun. Niistä 660 nm LED-valonlähteen kasvu on keskittynyt 20-50 prosenttiin ja loisteaineella muunnetun kasvi-LED-valonlähteen myynnin kasvuvauhti saavuttaa 50-200 %, eli loisteainemuunnetun kasvin myynti. LED-valonlähteet kasvavat nopeammin.

Kaikki pakkausyritykset voivat tarjota 0,2-0,9 W ja 1-3 W yleispakkaustuotteita. Nämä valonlähteet antavat valaistusvalmistajille hyvän joustavuuden valaistuksen suunnittelussa. Lisäksi jotkut valmistajat tarjoavat myös tehokkaampia integroituja pakkaustuotteita. Tällä hetkellä yli 80 % useimpien valmistajien toimituksista on 0,2-0,9 W tai 1-3 W. Niistä johtavien kansainvälisten pakkausyritysten toimitukset keskittyvät 1-3 wattiin, kun taas pienten ja keskisuurten kokoiset pakkausyritykset ovat keskittyneet 0,2-0,9 wattiin.

3. Kasvinviljelyvalaistuksen käyttöalueet

Kasvivalaisimia käytetään sovellusalueelta pääasiassa kasvihuonevalaistuksessa, täysin keinotekoisissa valaistuskasvien tehtaissa, kasvien kudosviljelmässä, ulkomaanviljelyn peltovalaistuksessa, kotitalouksien vihanneksissa ja kukkaistutuksissa sekä laboratoriotutkimuksessa.

①Aurinkokasvihuoneissa ja monivälisissä kasvihuoneissa keinovalon osuus lisävalaistukseen on edelleen pieni ja metallihalogenidilamput ja korkeapainenatriumlamput ovat pääasiallisia. LED-kasvuvalaistusjärjestelmien levinneisyysaste on suhteellisen alhainen, mutta kasvuvauhti alkaa kiihtyä kustannusten laskeessa. Pääsyynä on se, että käyttäjillä on pitkäaikainen kokemus metallihalogenidilamppujen ja suurpainenatriumlamppujen käytöstä, ja metallihalogenidilamppujen ja suurpainenatriumlamppujen käyttö voi tuottaa noin 6–8 % lämpöenergiasta kasvihuoneessa välttäen samalla kasvien palovammoja. LED-kasvivalaistusjärjestelmä ei tarjonnut tarkkoja ja tehokkaita ohjeita ja tietotukea, mikä viivästytti sen käyttöä päivänvalossa ja monivälisissä kasvihuoneissa. Tällä hetkellä pienimuotoiset esittelysovellukset ovat edelleen päätuki. Koska LED on kylmä valonlähde, se voi olla suhteellisen lähellä kasvien latvusta, mikä vähentää lämpötilavaikutusta. Päivänvalossa ja monivälisissä kasvihuoneissa LED-valaistusta käytetään yleisemmin kasvien välisessä viljelyssä.

②Ulkoviljelykenttäsovellus. Kasvivalaistuksen tunkeutuminen ja käyttö laitosmaataloudessa on ollut suhteellisen hidasta, kun taas LED-kasvivalaistusjärjestelmien (fotojakson ohjaus) käyttö korkean taloudellisen arvon omaaviin pitkäpäiväkasveihin (kuten lohikäärmeen hedelmät) on kehittynyt nopeasti.

③ Kasvitehtaita. Tällä hetkellä nopein ja laajimmin käytetty laitosvalaistusjärjestelmä on täyskeinotekoinen valotehdas, joka on jaettu luokittain keskitettyihin monikerroksisiin ja hajautetuihin siirrettäviin laitostehtaisiin. Keinovalotehtaiden kehitys Kiinassa on erittäin nopeaa. Keskitetyn monikerroksisen täysin keinotekoisen valotehtaan pääinvestointielin ei ole perinteisiä maatalousyrityksiä, vaan enemmän puolijohde- ja kulutuselektroniikkatuotteita harjoittavia yrityksiä, kuten Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong ja myös COFCO ja Xi Cui ja muut uudet nykyaikaiset maatalousyritykset. Hajautetuissa ja siirrettävissä tehdastehtaissa rahtikontteja (uudet kontit tai käytettyjen konttien rekonstruointi) käytetään edelleen vakiokuljettimina. Kaikkien keinokasvien kasvivalaistusjärjestelmissä käytetään enimmäkseen lineaarisia tai litteäpaneeleita valaistusjärjestelmiä, ja istutettujen lajikkeiden määrä jatkaa kasvuaan. Erilaisia ​​kokeellisen valokaavan LED-valonlähteitä on alettu käyttää laajalti ja laajalti. Markkinoilla olevat tuotteet ovat pääasiassa vihreitä lehtivihanneksia.

④Kotitalouksien kasvien istutus. LED-valoa voidaan käyttää kotitalouksien kasvien pöytävalaisimissa, kotitalouksien istutustelineissä, kotitalouksien vihannesviljelykoneissa jne.

⑤Lääkekasvien viljely. Lääkekasvien viljelyyn kuuluu kasveja, kuten Anoectochilus ja Lithospermum. Näiden markkinoiden tuotteilla on korkeampi taloudellinen arvo, ja ne ovat tällä hetkellä ala, jolla on enemmän kasvien valaistussovelluksia. Lisäksi kannabiksen viljelyn laillistaminen Pohjois-Amerikassa ja osassa Eurooppaa on edistänyt LED-viljelyvalaistuksen käyttöä kannabiksen viljelyn alalla.

⑥ Kukkivat valot. Korvaamattomana työkaluna kukkien kukinta-ajan säätämiseen kukkapuutarhateollisuudessa Flowering-valaisimien varhaisin käyttökohde olivat hehkulamput, joita seurasivat energiansäästölamput. LED-teollistumisen myötä yhä useammat LED-tyyppiset kukkivat valaisimet ovat vähitellen korvanneet perinteiset lamput.

⑦ Kasvien kudosviljelmä. Perinteiset kudosviljelmävalonlähteet ovat pääasiassa valkoisia loistelamppuja, joilla on alhainen valotehokkuus ja suuri lämmöntuotto. LEDit sopivat paremmin tehokkaaseen, hallittavaan ja kompaktiin kasvien kudosviljelyyn erinomaisten ominaisuuksiensa, kuten alhaisen virrankulutuksen, alhaisen lämmöntuotannon ja pitkän käyttöiän, ansiosta. Tällä hetkellä valkoiset LED-putket ovat vähitellen korvaamassa valkoisia loistelamppuja.

4. Kasvuvalaistusyritysten alueellinen jakelu

Tilastojen mukaan maassani on tällä hetkellä yli 300 valaistusyritystä, ja Helmijoen suistoalueen valaistusyritysten osuus on yli 50 prosenttia, ja niillä on jo merkittävä asema. Jangtse-joen suistossa kasvavien valaistusyritysten osuus on noin 30 %, ja se on edelleen tärkeä valaistustuotteiden tuotantoalue. Perinteisiä viljelylamppuja valmistavia yrityksiä myydään pääasiassa Jangtse-joen suistossa, Helmijoen suistossa ja Bohai-kehän alueella, joista Jangtse-joen suiston osuus on 53 % ja Helmijoen suiston osuus 24 % ja Bohai-joen 22 %. . LED-kasvien valaistusvalmistajien pääjakelualueet ovat Pearl River Delta (62 %), Jangtse River Delta (20 %) ja Bohai Rim (12 %).

B. LED-valaistusteollisuuden kehitystrendi

1. Erikoistuminen

LED-kasvatusvalaistuksella on säädettävä spektri ja valovoimakkuus, alhainen kokonaislämmöntuotto ja hyvä vedenpitävä suorituskyky, joten se soveltuu kasvuvalaistukseen erilaisissa kohtauksissa. Samaan aikaan muutokset luonnonympäristössä ja ihmisten pyrkimys ruoan laatuun ovat edistäneet kiinteistömaatalouden ja kasvitehtaiden voimakasta kehitystä ja johtaneet LED-viljelmävalaistusteollisuuden nopeaan kehitykseen. Tulevaisuudessa LED-viljelyvalaistuksella on tärkeä rooli maataloustuotannon tehokkuuden parantamisessa, elintarviketurvallisuuden parantamisessa sekä hedelmien ja vihannesten laadun parantamisessa. Kasvuvalaistuksen LED-valonlähde kehittyy edelleen alan asteittaisen erikoistumisen myötä ja siirtyy kohdistetumpaan suuntaan.

2. Korkea hyötysuhde

Valotehokkuuden ja energiatehokkuuden parantaminen on avainasemassa laitosvalaistuksen käyttökustannusten vähentämisessä. Ledien käyttö perinteisten lamppujen korvaamiseksi ja valoympäristön dynaaminen optimointi ja säätäminen kasvien valokaavavaatimusten mukaan taimivaiheesta sadonkorjuuvaiheeseen ovat tulevaisuuden jalostetun maatalouden väistämättömiä trendejä. Sadon parantamisen kannalta sitä voidaan viljellä vaiheittain ja alueittain yhdistettynä kevyeen kaavaan kasvien kehitysominaisuuksien mukaisesti tuotannon tehokkuuden ja sadon parantamiseksi kussakin vaiheessa. Laadun parantamisen kannalta ravitsemussääntelyä ja valosäätelyä voidaan käyttää ravintoaineiden ja muiden terveydenhuollon toiminnallisten ainesosien pitoisuuden lisäämiseen.

Arvioiden mukaan vihannesten taimien valtakunnallinen kysyntä on tällä hetkellä 680 miljardia, kun taas tehtaiden taimien tuotantokapasiteetti on alle 10 %. Taimiteollisuudessa on korkeammat ympäristövaatimukset. Tuotantokausi on pääosin talvi ja kevät. Luonnonvalo on heikkoa ja keinotekoista lisävaloa tarvitaan. Kasvien kasvuvalaistuksella on suhteellisen korkea syöttö ja teho ja korkea tulon hyväksymisaste. LEDillä on ainutlaatuisia etuja, koska hedelmät ja vihannekset (tomaatit, kurkut, melonit jne.) on oksastettava, ja valon lisäyksen spesifinen kirjo korkean kosteuden olosuhteissa voi edistää oksastettujen taimien paranemista. Kasvihuonevihannesten istutuksen lisävalo voi korvata luonnonvalon puutetta, parantaa kasvien fotosynteesitehokkuutta, edistää kukintaa ja hedelmää, lisätä satoa ja parantaa tuotteiden laatua. LED-kasvatusvalaistuksella on laajat sovellusmahdollisuudet vihannesten taimien ja kasvihuonetuotannon alalla.

3. Älykäs

Kasvien kasvuvalaistuksella on suuri kysyntä valon laadun ja valon määrän reaaliaikaiselle ohjaukselle. Älykkään ohjaustekniikan ja esineiden internetin sovelluksen avulla monet monokromaattiset spektrit ja älykkäät ohjausjärjestelmät voivat toteuttaa ajan hallinnan, valonsäädön ja kasvien kasvutilan mukaan oikea-aikaisen valon laadun ja valotehon säädön. siitä tulee väistämättä päätrendi kasvinviljelyn valaistusteknologian tulevassa kehityksessä.