Orijinal Kaynak: Houcheng Liu. LED bitki aydınlatma endüstrisinin gelişim durumu ve eğilimi[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Makale Kaynağı: Bir Kez Derin Malzeme

Işık, bitki büyümesi ve gelişiminin temel çevresel faktörüdür. Işık, fotosentez yoluyla bitki büyümesi için enerji sağlamanın yanı sıra bitki büyümesi ve gelişmesinin de önemli bir düzenleyicisidir. Yapay ışık takviyesi veya tam yapay ışık ışınımı, bitki büyümesini teşvik edebilir, verimi artırabilir, ürün şeklini ve rengini iyileştirebilir, fonksiyonel bileşenleri geliştirebilir ve hastalık ve zararlıların oluşumunu azaltabilir. Bugün sizlerle bitki aydınlatma sektörünün gelişim durumunu ve trendini paylaşacağım.
Yapay ışık kaynağı teknolojisi, bitki aydınlatması alanında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. LED'in yüksek ışık verimliliği, düşük ısı üretimi, küçük boyutu, uzun ömrü ve daha birçok avantajı bulunmaktadır. Yetiştirme aydınlatması alanında belirgin avantajlara sahiptir. Büyüyen aydınlatma endüstrisi, bitki yetiştiriciliği için kademeli olarak LED aydınlatma armatürlerini benimseyecektir.

A.LED yetiştirme aydınlatma sektörünün gelişim durumu 

1. Büyüyen aydınlatma için LED paketi

Büyüyen aydınlatma LED ambalajı alanında birçok çeşit paketleme cihazı vardır ve birleşik bir ölçüm ve değerlendirme standart sistemi yoktur. Bu nedenle, yerli ürünlerle karşılaştırıldığında, yabancı üreticiler ağırlıklı olarak yüksek güç, koçan ve modül yönlerine odaklanmakta, yetiştirme aydınlatmasının beyaz ışık serisini dikkate alarak, bitki büyüme özelliklerini ve insanlaştırılmış aydınlatma ortamını dikkate alarak güvenilirlik, ışık açısından daha büyük teknik avantajlara sahiptir. Verimlilik, farklı büyüme döngülerindeki farklı bitkilerin fotosentetik radyasyon özellikleri, farklı boyutlardaki yüksek güçlü, orta güçlü ve düşük güçlü santraller de dahil olmak üzere, farklı büyüme ortamlarındaki çeşitli bitkilerin ihtiyaçlarını karşılamak, elde etmeyi beklemek bitki büyümesini ve enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkarma hedefi.

Çip epitaksiyel plakalara yönelik çok sayıda temel patent hâlâ Japonya'nın Nichia ve American Career gibi öncü şirketlerin elindedir. Yerli çip üreticileri hâlâ pazarda rekabet edebilecek patentli ürünlere sahip değil. Aynı zamanda birçok firma da aydınlatma ambalaj çiplerinin yetiştirilmesi alanında yeni teknolojiler geliştiriyor. Örneğin, Osram'ın ince film çip teknolojisi, geniş alanlı bir aydınlatma yüzeyi oluşturmak için çiplerin birbirine yakın paketlenmesine olanak tanıyor. Bu teknolojiye dayalı olarak 660nm dalga boyuna sahip yüksek verimli bir LED aydınlatma sistemi, ekim alanındaki enerji tüketimini %40 oranında azaltabilir.

2. Aydınlatma spektrumunu ve cihazlarını büyütün
Bitki aydınlatmasının spektrumu daha karmaşık ve çeşitlidir. Farklı bitkiler, farklı büyüme döngülerinde ve hatta farklı büyüme ortamlarında gerekli spektrumlarda büyük farklılıklar gösterir. Bu farklılaşmış ihtiyaçları karşılamak amacıyla sektörde şu anda aşağıdaki şemalar bulunmaktadır: ①Çoklu monokromatik ışık kombinasyonu şemaları. Bitki fotosentezi için en etkili üç spektrum esas olarak 450 nm ve 660 nm'de tepe noktalarına sahip spektrum, bitki çiçeklenmesini teşvik etmek için 730 nm bant, artı 525 nm'lik yeşil ışık ve 380 nm'nin altındaki ultraviyole banttır. En uygun spektrumu oluşturmak için bu tür spektrumları bitkilerin farklı ihtiyaçlarına göre birleştirin. ②Tesis talep spektrumunun tam kapsamını elde etmek için tam spektrum şeması. Seul Semiconductor ve Samsung tarafından temsil edilen SUNLIKE çipine karşılık gelen bu tür spektrum en verimli olmayabilir ancak tüm tesisler için uygundur ve maliyeti, monokromatik ışık kombinasyonu çözümlerinden çok daha düşüktür. ③Spektrumun etkinliğini artırmak için dayanak noktası olarak tam spektrumlu beyaz ışığı ve kombinasyon şeması olarak 660nm kırmızı ışığı kullanın. Bu şema daha ekonomik ve pratiktir.

Bitki yetiştirme aydınlatması monokromatik ışık LED çipleri (ana dalga boyları 450nm, 660nm, 730nm'dir) paketleme cihazları birçok yerli ve yabancı şirket tarafından kapsanırken, yerli ürünler daha çeşitlidir ve daha fazla özelliğe sahiptir ve yabancı üreticilerin ürünleri daha standarttır. Aynı zamanda fotosentetik foton akışı, Işık verimliliği vb. açılardan yerli ve yabancı ambalaj üreticileri arasında hala büyük bir uçurum var. Tesis aydınlatma monokromatik ışık paketleme cihazları için, 450nm, 660nm ve 730nm ana dalga boyu bantlarına sahip ürünlere ek olarak birçok üretici, fotosentetik olarak aktif radyasyonun (PAR) tam kapsamını gerçekleştirmek amacıyla diğer dalga boyu bantlarında da yeni ürünler geliştiriyor. dalga boyu (450-730nm).

Monokromatik LED bitki yetiştirme ışıkları tüm bitkilerin büyümesine uygun değildir. Bu nedenle tam spektrumlu LED'lerin avantajları vurgulanmaktadır. Tam spektrum öncelikle görünür ışığın tam spektrumunu (400-700nm) tam olarak kapsamalı ve şu iki bandın performansını arttırmalıdır: mavi-yeşil ışık (470-510nm), koyu kırmızı ışık (660-700nm). "Tam" spektrum elde etmek için sıradan mavi LED veya fosforlu ultraviyole LED çipi kullanın; fotosentetik verimliliği kendi yüksek ve düşük değerlerine sahiptir. Fabrika aydınlatma beyaz LED paketleme cihazlarının çoğu üreticisi, tam spektrum elde etmek için Mavi çip + fosfor kullanır. Beyaz ışığı gerçekleştirmek için monokromatik ışık ve mavi ışık veya ultraviyole çip artı fosfordan oluşan paketleme moduna ek olarak, tesis aydınlatma paketleme cihazları ayrıca kırmızı on mavi/ultraviyole, RGB gibi iki veya daha fazla dalga boyu çipi kullanan kompozit bir paketleme moduna sahiptir. RGBW. Bu paketleme modunun karartmada büyük avantajları vardır.

Dar dalga boylu LED ürünleri açısından, çoğu ambalaj tedarikçisi müşterilere 365-740nm bandında çeşitli dalga boyunda ürünler sunabilmektedir. Fosforlarla dönüştürülen tesis aydınlatma spektrumuyla ilgili olarak çoğu ambalaj üreticisi, müşterilerin seçebileceği çeşitli spektrumlara sahiptir. 2016 yılıyla karşılaştırıldığında 2017 yılında satış büyüme oranında önemli bir artış elde edildi. Bunlar arasında, 660nm LED ışık kaynağının büyüme oranı %20-%50 arasında yoğunlaşmıştır ve fosforla dönüştürülmüş bitki LED ışık kaynağının satış büyüme oranı %50-%200'e ulaşmaktadır, yani fosforla dönüştürülmüş bitkinin satışları LED ışık kaynakları daha hızlı büyüyor.

Tüm ambalaj firmaları 0,2-0,9 W ve 1-3 W genel ambalaj ürünleri sağlayabilmektedir. Bu ışık kaynakları, aydınlatma üreticilerinin aydınlatma tasarımında iyi bir esnekliğe sahip olmalarını sağlar. Ayrıca bazı üreticiler daha yüksek güce sahip entegre ambalaj ürünleri de sunmaktadır. Şu anda çoğu üreticinin sevkiyatlarının %80'inden fazlası 0,2-0,9 W veya 1-3 W'tur. Bunlar arasında önde gelen uluslararası ambalaj firmalarının sevkiyatları 1-3 W'ta yoğunlaşırken, küçük ve orta ölçekli büyüklüğündeki ambalaj firmaları 0,2-0,9 W'ta yoğunlaşmaktadır.

3. Bitki yetiştirme aydınlatmasının uygulama alanları

Uygulama alanından, bitki yetiştirme aydınlatma armatürleri esas olarak sera aydınlatmasında, tamamen yapay aydınlatma tesisi fabrikalarında, bitki doku kültüründe, dış mekan tarım alanı aydınlatmasında, ev sebzeleri ve çiçek ekiminde ve laboratuvar araştırmalarında kullanılır.

①Güneş enerjili seralarda ve çok açıklıklı seralarda, ek aydınlatma için yapay ışığın oranı hala düşüktür ve bunların başlıcaları metal halide lambalar ve yüksek basınçlı sodyum lambalardır. LED yetiştirme aydınlatma sistemlerinin penetrasyon oranı nispeten düşüktür, ancak maliyet düştükçe büyüme hızı hızlanmaya başlar. Bunun temel nedeni, kullanıcıların metal halojenür lambalar ve yüksek basınçlı sodyum lambalar kullanma konusunda uzun süreli deneyime sahip olmaları ve metal halide lambalar ve yüksek basınçlı sodyum lambaların kullanımının, ısı enerjisinin yaklaşık %6 ila %8'ini sağlayabilmesidir. Bitkilere yanıklardan kaçınırken sera. LED yetiştirme aydınlatma sistemi spesifik ve etkili talimatlar ve veri desteği sağlamadı, bu da gün ışığı alan seralarda ve çok açıklıklı seralarda uygulanmasını geciktirdi. Günümüzde küçük ölçekli gösteri uygulamaları hala temel dayanak noktasıdır. LED soğuk bir ışık kaynağı olduğundan, bitkilerin gölgeliklerine nispeten yakın olabilir ve bu da daha az sıcaklık etkisine neden olur. Gün ışığı alan ve çok açıklıklı seralarda, bitki yetiştirmede LED yetiştirme aydınlatması daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

②Açık tarım alanı uygulaması. Bitkisel aydınlatmanın tesis tarımında yaygınlaşması ve uygulanması nispeten yavaş olurken, ekonomik değeri yüksek dış mekan uzun gün bitkileri (ejderha meyvesi gibi) için LED bitki aydınlatma sistemlerinin (fotoperiyot kontrolü) uygulanması hızlı bir gelişme göstermiştir.

③Bitki fabrikaları. Şu anda en hızlı ve en yaygın kullanılan tesis aydınlatma sistemi, kategoriye göre merkezi çok katmanlı ve dağıtılmış hareketli tesis fabrikalarına bölünmüş tamamen yapay ışık tesisi fabrikasıdır. Çin'de yapay ışık tesisi fabrikalarının gelişimi çok hızlıdır. Merkezi çok katmanlı tamamen yapay ışık tesisi fabrikasının ana yatırım gövdesi geleneksel tarım şirketleri değil, Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong gibi yarı iletken ve tüketici elektroniği ürünleriyle uğraşan daha fazla şirkettir. COFCO ve Xi Cui ve diğer yeni modern tarım şirketleri. Dağıtılmış ve mobil tesis fabrikalarında nakliye konteynırları (yeni konteynerler veya ikinci el konteynerlerin yeniden inşası) hala standart taşıyıcılar olarak kullanılmaktadır. Yapay bitkilerin tamamı bitki aydınlatma sistemlerinde çoğunlukla lineer veya düz panel dizili aydınlatma sistemleri kullanılmakta olup, ekilen çeşit sayısı da artmaya devam etmektedir. Çeşitli deneysel ışık formüllü LED ışık kaynakları yaygın ve yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Piyasadaki ürünler ağırlıklı olarak yeşil yapraklı sebzelerdir.

④Ev bitkilerinin ekimi. LED, ev bitki masa lambalarında, ev bitki dikim raflarında, ev sebze yetiştirme makinelerinde vb. kullanılabilir.

⑤Şifalı bitkilerin yetiştirilmesi. Tıbbi bitkilerin yetiştirilmesi Anoectochilus ve Lithospermum gibi bitkileri içerir. Bu pazarlardaki ürünler daha yüksek ekonomik değere sahiptir ve şu anda daha fazla bitki aydınlatma uygulamasına sahip bir endüstridir. Ek olarak, Kuzey Amerika ve Avrupa'nın bazı bölgelerinde kenevir ekiminin yasallaştırılması, kenevir ekimi alanında LED yetiştirme aydınlatmasının uygulanmasını teşvik etti.

⑥Çiçek açan ışıklar. Çiçek bahçesi endüstrisinde çiçeklerin çiçeklenme zamanını ayarlamak için vazgeçilmez bir araç olan Çiçeklenme ışıklarının ilk uygulaması akkor lambalardı ve bunu enerji tasarruflu floresan lambalar izledi. LED sanayileşmesinin gelişmesiyle birlikte, daha fazla LED tipi çiçekli aydınlatma armatürleri yavaş yavaş geleneksel lambaların yerini aldı.

⑦Bitki doku kültürü. Geleneksel doku kültürü ışık kaynakları çoğunlukla düşük ışık verimliliğine ve büyük ısı üretimine sahip beyaz floresan lambalardır. LED'ler düşük güç tüketimi, düşük ısı üretimi ve uzun ömür gibi üstün özellikleri nedeniyle verimli, kontrol edilebilir ve kompakt bitki doku kültürü için daha uygundur. Şu anda, beyaz LED tüpler yavaş yavaş beyaz floresan lambaların yerini alıyor.

4. Grow aydınlatma şirketlerinin bölgesel dağılımı

İstatistiklere göre, şu anda ülkemde 300'den fazla aydınlatma şirketi var ve Pearl River Delta bölgesindeki büyüyen aydınlatma şirketlerinin payı %50'den fazla ve halihazırda önemli bir konumdalar. Yangtze Nehri Deltası'ndaki büyüyen aydınlatma şirketlerinin payı yaklaşık %30'dur ve burası hala aydınlatma ürünleri yetiştirmek için önemli bir üretim alanıdır. Geleneksel yetiştirme lambası şirketleri esas olarak Yangtze Nehri Deltası, Pearl Nehri Deltası ve Bohai Rim'de dağıtılmaktadır; bunların %53'ü Yangtze Nehri Deltası'nda, Pearl Nehri Deltası ve Bohai Rim'de sırasıyla %24 ve %22'dir. . LED yetiştirme aydınlatması üreticilerinin ana dağıtım alanları Pearl Nehri Deltası (%62), Yangtze Nehri Deltası (%20) ve Bohai Rim'dir (%12).

B. LED büyüyen aydınlatma sektörünün gelişme eğilimi

1. Uzmanlık

LED yetiştirme aydınlatması, ayarlanabilir spektrum ve ışık yoğunluğu, düşük toplam ısı üretimi ve iyi su geçirmezlik performansı özelliklerine sahiptir, bu nedenle çeşitli sahnelerde yetiştirme aydınlatması için uygundur. Aynı zamanda, doğal çevredeki değişiklikler ve insanların gıda kalitesi arayışı, tesis tarımının ve yetiştirme fabrikalarının güçlü gelişimini destekledi ve LED yetiştirme aydınlatma endüstrisinin hızlı bir gelişme dönemine girmesine yol açtı. Gelecekte LED yetiştirme aydınlatması, tarımsal üretim verimliliğinin artırılmasında, gıda güvenliğinin iyileştirilmesinde ve meyve ve sebzelerin kalitesinin iyileştirilmesinde önemli bir rol oynayacaktır. Büyüme aydınlatması için LED ışık kaynağı, sektörün kademeli olarak uzmanlaşmasıyla daha da gelişecek ve daha hedefli bir yöne doğru ilerleyecektir.

2. Yüksek verimlilik

Işık verimliliğinin ve enerji verimliliğinin iyileştirilmesi, tesis aydınlatmasının işletme maliyetlerini büyük ölçüde azaltmanın anahtarıdır. Geleneksel lambaların yerine LED'lerin kullanılması ve fide aşamasından hasat aşamasına kadar bitkilerin ışık formülü gereksinimlerine göre ışık ortamının dinamik optimizasyonu ve ayarlanması, gelecekte rafine tarımın kaçınılmaz eğilimleridir. Verimi arttırmak açısından, bitkilerin gelişim özelliklerine göre, her aşamada üretim verimliliğini ve verimi artırmak için hafif formülle kombine edilmiş aşamalarda ve bölgelerde yetiştirilebilir. Kalitenin iyileştirilmesi açısından, besin maddelerinin ve diğer sağlık bakımı fonksiyonel bileşenlerinin içeriğini arttırmak için beslenme düzenlemesi ve ışık düzenlemesi kullanılabilir.

Tahminlere göre sebze fidelerine yönelik mevcut ulusal talep 680 milyar adetken, fabrika fidelerinin üretim kapasitesi %10'un altında. Fide endüstrisinin çevresel gereksinimleri daha yüksektir. Üretim sezonu çoğunlukla kış ve ilkbahardır. Doğal ışık zayıftır ve yapay ek ışığa ihtiyaç vardır. Bitki yetiştirme aydınlatması nispeten yüksek bir girdi ve çıktıya ve yüksek derecede girdi kabulüne sahiptir. LED'in benzersiz avantajları vardır, çünkü meyve ve sebzelerin (domates, salatalık, kavun vb.) aşılanması gerekir ve yüksek nem koşulları altında ışık takviyesinin spesifik spektrumu, aşılanmış fidelerin iyileşmesini destekleyebilir. Sera sebze ekimine yönelik ek ışık, doğal ışık eksikliğini giderebilir, bitkinin fotosentetik verimliliğini artırabilir, çiçeklenmeyi ve meyve vermeyi teşvik edebilir, verimi artırabilir ve ürün kalitesini iyileştirebilir. LED yetiştirme aydınlatmasının sebze fideleri ve sera üretiminde geniş bir uygulama potansiyeli vardır.

3. Akıllı

Bitki yetiştirme aydınlatması, ışık kalitesi ve ışık miktarının gerçek zamanlı kontrolüne yönelik güçlü bir talebe sahiptir. Akıllı kontrol teknolojisinin gelişmesi ve Nesnelerin İnterneti'nin uygulanmasıyla birlikte, çeşitli monokromatik spektrumlar ve akıllı kontrol sistemleri, zaman kontrolünü, ışık kontrolünü ve bitkilerin büyüme durumuna göre ışık kalitesinin ve ışık çıkışının zamanında ayarlanmasını gerçekleştirebilir. Bitki yetiştirme aydınlatma teknolojisinin gelecekteki gelişiminde ana trend haline gelmesi kaçınılmazdır.