Oorspronklike Bron: Houcheng Liu. Ontwikkelingsstatus en tendens van die LED-aanlegbeligtingsbedryf [J]. Tydskrif vir Verligtingsingenieurswese, 2018, 29 (04): 8-9.
Artikelbron: Materiaal Eens Diep

Lig is die basiese omgewingsfaktor van plantgroei en -ontwikkeling. Lig verskaf nie net energie vir plantgroei deur fotosintese nie, maar is ook 'n belangrike reguleerder van plantgroei en -ontwikkeling. Kunsmatige ligaanvulling of volledige kunsmatige ligbestraling kan plantgroei bevorder, opbrengs verhoog, produkvorm en kleur verbeter, funksionele komponente verbeter en die voorkoms van siektes en plae verminder. Vandag sal ek die ontwikkelingsstatus en tendens van die plantbeligtingsbedryf met julle deel.
Kunsmatige ligbrontegnologie word al hoe meer algemeen gebruik in die veld van plantbeligting. LED het baie voordele soos hoë ligdoeltreffendheid, lae hitteopwekking, klein grootte, lang lewensduur en baie ander voordele. Dit het duidelike voordele in die veld van kweekbeligting. Die kweekbeligtingsbedryf sal geleidelik LED-beligtingstoebehore vir plantverbouing aanneem.

A. Die ontwikkelingsstatus van die LED-groeibeligtingsbedryf 

1.LED-pakket vir groeibeligting

In die veld van LED-verpakking vir groeibeligting is daar baie soorte verpakkingstoestelle, en daar is geen verenigde meet- en evalueringsstandaardstelsel nie. Daarom, in vergelyking met plaaslike produkte, fokus buitelandse vervaardigers hoofsaaklik op hoë-krag, kop- en module-rigtings, met inagneming van die witligreeks van groeibeligting, met inagneming van plantgroei-eienskappe en gehumaniseerde beligtingsomgewing, het groter tegniese voordele in betroubaarheid, ligdoeltreffendheid, fotosintetiese stralingseienskappe van verskillende plante in verskillende groeisiklusse, insluitend verskillende tipes hoë-krag, medium-krag en lae-krag-aanlegte van verskillende groottes produkte, om aan die behoeftes van 'n verskeidenheid plante in verskillende groeiomgewings te voldoen, met die verwagting om die doelwit te bereik om plantgroei te maksimeer en energie te bespaar.

'n Groot aantal kernpatente vir skyfie-epitaksiale wafers is steeds in die hande van vroeë toonaangewende maatskappye soos Japan se Nichia en American Career. Binnelandse skyfievervaardigers het steeds 'n gebrek aan gepatenteerde produkte met markmededingendheid. Terselfdertyd ontwikkel baie maatskappye ook nuwe tegnologieë op die gebied van kweekbeligtingverpakkingskyfies. Osram se dunfilm-skyfietegnologie maak dit byvoorbeeld moontlik om skyfies nou saam te verpak om 'n groot beligtingsoppervlak te skep. Gebaseer op hierdie tegnologie kan 'n hoë-doeltreffendheid LED-beligtingstelsel met 'n golflengte van 660 nm die energieverbruik in die kweekarea met 40% verminder.

2. Groei beligtingspektrum en toestelle
Die spektrum van plantbeligting is meer kompleks en divers. Verskillende plante het groot verskille in die vereiste spektra in verskillende groeisiklusse en selfs in verskillende groeiomgewings. Om aan hierdie gedifferensieerde behoeftes te voldoen, is daar tans die volgende skemas in die bedryf: ①Verskeie monochromatiese ligkombinasieskemas. Die drie mees effektiewe spektra vir plantfotosintese is hoofsaaklik die spektrum met pieke by 450 nm en 660 nm, die 730 nm-band vir die indusering van plantblom, plus die groen lig van 525 nm en die ultravioletband onder 380 nm. Kombineer hierdie soorte spektra volgens die verskillende behoeftes van plante om die mees geskikte spektrum te vorm. ②Volspektrumskema om volle dekking van die plantvraagspektrum te bereik. Hierdie tipe spektrum wat ooreenstem met die SUNLIKE-skyfie wat deur Seoul Semiconductor en Samsung verteenwoordig word, is dalk nie die doeltreffendste nie, maar dit is geskik vir alle plante, en die koste is baie laer as dié van monochromatiese ligkombinasie-oplossings. ③Gebruik volspektrum wit lig as die steunpilaar, plus 660 nm rooi lig as kombinasieskema om die doeltreffendheid van die spektrum te verbeter. Hierdie skema is meer ekonomies en prakties.

Monochromatiese lig-LED-skyfies vir plantbeligting (die hoofgolflengtes is 450 nm, 660 nm, 730 nm) word deur baie plaaslike en buitelandse maatskappye gedek, terwyl plaaslike produkte meer divers is en meer spesifikasies het, en buitelandse vervaardigers se produkte meer gestandaardiseer is. Terselfdertyd is daar steeds 'n groot gaping tussen plaaslike en buitelandse verpakkingsvervaardigers in terme van fotosintetiese fotonvloei, ligdoeltreffendheid, ens. Vir monochromatiese ligverpakkingstoestelle vir plantbeligting, benewens produkte met die hoofgolflengtebande van 450 nm, 660 nm en 730 nm, ontwikkel baie vervaardigers ook nuwe produkte in ander golflengtebande om die volledige dekking vir fotosinteties aktiewe straling (PAR) golflengte (450-730 nm) te bewerkstellig.

Monochromatiese LED-plantgroeiligte is nie geskik vir die groei van alle plante nie. Daarom word die voordele van volspektrum-LED's uitgelig. Die volspektrum moet eers volle dekking van die volle spektrum van sigbare lig (400-700nm) bereik, en die werkverrigting van hierdie twee bande verhoog: blougroen lig (470-510nm), dieprooi lig (660-700nm). Gebruik gewone blou LED's of ultraviolet LED-skyfies met fosfor om die "volle" spektrum te bereik, en die fotosintetiese doeltreffendheid daarvan het sy eie hoogte- en laagtepunte. Die meeste vervaardigers van wit LED-verpakkingstoestelle vir plantbeligting gebruik blouskyfies + fosfor om die volle spektrum te bereik. Benewens die verpakkingsmodus van monochromatiese lig en blou lig of ultravioletskyfies plus fosfor om wit lig te realiseer, het plantbeligtingsverpakkingstoestelle ook 'n saamgestelde verpakkingsmodus wat twee of meer golflengteskyfies gebruik, soos rooi tien blou/ultraviolet, RGB, RGBW. Hierdie verpakkingsmodus het groot voordele in verdof.

Wat smalgolflengte-LED-produkte betref, kan die meeste verpakkingsverskaffers kliënte van verskeie golflengteprodukte in die 365-740nm-band voorsien. Wat die plantbeligtingsspektrum betref wat deur fosfor omgeskakel word, het die meeste verpakkingsvervaardigers 'n verskeidenheid spektrums waaruit kliënte kan kies. In vergelyking met 2016 het die verkoopsgroeikoers in 2017 'n aansienlike toename getoon. Onder hulle is die groeikoers van 660nm LED-ligbronne gekonsentreer in 20%-50%, en die verkoopsgroeikoers van fosfor-omgeskakelde plant-LED-ligbronne bereik 50%-200%, dit wil sê, die verkope van fosfor-omgeskakelde plant-LED-ligbronne groei vinniger.

Alle verpakkingsmaatskappye kan algemene verpakkingsprodukte van 0.2-0.9 W en 1-3 W verskaf. Hierdie ligbronne bied beligtingsvervaardigers goeie buigsaamheid in beligtingsontwerp. Daarbenewens verskaf sommige vervaardigers ook geïntegreerde verpakkingsprodukte met hoër krag. Tans is meer as 80% van die verskepings van die meeste vervaardigers 0.2-0.9 W of 1-3 W. Onder hulle is die verskepings van toonaangewende internasionale verpakkingsmaatskappye gekonsentreer in 1-3 W, terwyl die verskepings van klein en mediumgrootte verpakkingsmaatskappye gekonsentreer is in 0.2-0.9 W.

3. Toepassingsgebiede van plantgroeibeligting

Wat die toepassingsveld betref, word plantgroei-beligtingstoebehore hoofsaaklik gebruik in kweekhuisbeligting, volledig kunsmatige beligtingsaanlegte, plantweefselkultuur, buitelugboerdery-veldbeligting, huishoudelike groente- en blomplanting, en laboratoriumnavorsing.

①In sonkragkweekhuise en multi-span kweekhuise is die proporsie kunsmatige lig vir aanvullende beligting steeds laag, en metaalhaliedlampe en hoëdruknatriumlampe is die belangrikste. Die penetrasietempo van LED-kweekbeligtingstelsels is relatief laag, maar die groeitempo begin versnel namate die koste daal. Die hoofrede is dat gebruikers langtermyn-ervaring het met die gebruik van metaalhaliedlampe en hoëdruknatriumlampe, en die gebruik van metaalhaliedlampe en hoëdruknatriumlampe kan ongeveer 6% tot 8% van die hitte-energie vir die kweekhuis verskaf terwyl brandwonde aan plante vermy word. Die LED-kweekbeligtingstelsel het nie spesifieke en effektiewe instruksies en data-ondersteuning verskaf nie, wat die toepassing daarvan in daglig- en multi-span kweekhuise vertraag het. Tans is kleinskaalse demonstrasietoepassings steeds die steunpilaar. Aangesien LED 'n koue ligbron is, kan dit relatief naby die blaredak van plante wees, wat minder temperatuurimpak tot gevolg het. In daglig- en multi-span kweekhuise word LED-kweekbeligting meer algemeen in tussenplantverbouing gebruik.

② Toepassing in buitelugboerdery. Die penetrasie en toepassing van plantbeligting in fasiliteitslandbou was relatief stadig, terwyl die toepassing van LED-plantbeligtingstelsels (fotoperiodebeheer) vir buitelug-langdaggewasse met hoë ekonomiese waarde (soos draakvrugte) vinnig ontwikkel het.

③Aanlegfabrieke. Tans is die vinnigste en mees gebruikte aanlegbeligtingstelsel die volledig kunsmatige lig-aanlegfabriek, wat volgens kategorie verdeel word in gesentraliseerde meerlaag- en verspreide beweegbare aanlegfabrieke. Die ontwikkeling van kunsmatige lig-aanlegfabrieke in China is baie vinnig. Die hoofbeleggingsliggaam van die gesentraliseerde meerlaag-al-kunsmatige lig-aanlegfabriek is nie tradisionele landboumaatskappye nie, maar is meer maatskappye wat betrokke is by halfgeleier- en verbruikerselektroniese produkte, soos Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, en ook COFCO en Xi Cui en ander nuwe moderne landboumaatskappye. In verspreide en mobiele aanlegfabrieke word skeepshouers (nuwe houers of heropbou van tweedehandse houers) steeds as standaarddraers gebruik. Die aanlegbeligtingstelsels van alle kunsmatige plante gebruik meestal lineêre of platpaneel-skikkingsbeligtingstelsels, en die aantal aangeplante variëteite bly uitbrei. Verskeie eksperimentele ligformule LED-ligbronne het wyd en wyd begin gebruik word. Die produkte op die mark is hoofsaaklik groen blaargroente.

④Plant van huishoudelike plante. LED kan gebruik word in huishoudelike planttafellampe, huishoudelike plantrakke, huishoudelike groentekweekmasjiene, ens.

⑤Kweek van medisinale plante. Die kweek van medisinale plante behels plante soos Anoectochilus en Lithospermum. Produkte in hierdie markte het 'n hoër ekonomiese waarde en is tans 'n bedryf met meer plantbeligtingstoepassings. Daarbenewens het die wettiging van dagga-verbouing in Noord-Amerika en dele van Europa die toepassing van LED-kweekbeligting in die veld van dagga-verbouing bevorder.

⑥Blomligte. As 'n onontbeerlike hulpmiddel om die blomtyd van blomme in die blomtuinbedryf aan te pas, was die vroegste toepassing van blomligte gloeilampe, gevolg deur energiebesparende fluoresserende lampe. Met die ontwikkeling van LED-industrialisering het meer LED-tipe blomligte geleidelik tradisionele lampe vervang.

⑦Plantweefselkultuur. Tradisionele weefselkultuurligbronne is hoofsaaklik wit fluoresserende lampe, wat lae ligdoeltreffendheid en groot hitteopwekking het. LED's is meer geskik vir doeltreffende, beheerbare en kompakte plantweefselkultuur as gevolg van hul uitstekende eienskappe soos lae kragverbruik, lae hitteopwekking en lang lewensduur. Tans vervang wit LED-buise geleidelik wit fluoresserende lampe.

4. Streekverspreiding van kweekbeligtingsmaatskappye

Volgens statistieke is daar tans meer as 300 kweekbeligtingsmaatskappye in my land, en kweekbeligtingsmaatskappye in die Pearl River Delta-gebied maak meer as 50% uit, en hulle is reeds in 'n belangrike posisie. Kweekbeligtingsmaatskappye in die Yangtze-rivierdelta maak ongeveer 30% uit, en dit is steeds 'n belangrike produksiegebied vir kweekbeligtingsprodukte. Tradisionele kweeklampmaatskappye is hoofsaaklik versprei in die Yangtze-rivierdelta, die Pearl River Delta en die Bohai-rand, waarvan die Yangtze-rivierdelta 53% uitmaak, en die Pearl River Delta en die Bohai-rand onderskeidelik 24% en 22%. Die hoofverspreidingsgebiede van LED-kweekbeligtingsvervaardigers is die Pearl River Delta (62%), die Yangtze-rivierdelta (20%) en die Bohai-rand (12%).

B. Ontwikkelingstendens van die LED-groeibeligtingsbedryf

1. Spesialisering

LED-kweekbeligting het die eienskappe van verstelbare spektrum en ligintensiteit, lae algehele hitteopwekking en goeie waterdigte werkverrigting, dus is dit geskik vir kweekbeligting in verskeie tonele. Terselfdertyd het veranderinge in die natuurlike omgewing en mense se strewe na voedselgehalte die kragtige ontwikkeling van fasiliteitslandbou en kweekfabrieke bevorder, en die LED-kweekbeligtingsbedryf in 'n tydperk van vinnige ontwikkeling gelei. In die toekoms sal LED-kweekbeligting 'n belangrike rol speel in die verbetering van landbouproduksiedoeltreffendheid, die verbetering van voedselveiligheid en die verbetering van die gehalte van vrugte en groente. Die LED-ligbron vir kweekbeligting sal verder ontwikkel met die geleidelike spesialisasie van die bedryf en in 'n meer gerigte rigting beweeg.

2. Hoë doeltreffendheid

Die verbetering van ligdoeltreffendheid en energie-doeltreffendheid is die sleutel tot die aansienlike vermindering van die bedryfskoste van plantbeligting. Die gebruik van LED's om tradisionele lampe te vervang en die dinamiese optimalisering en aanpassing van die ligomgewing volgens die ligformulevereistes van die plante van die saailingstadium tot die oesstadium is die onvermydelike tendense van verfynde landbou in die toekoms. Wat die verbetering van opbrengs betref, kan dit in stadiums en streke gekweek word, gekombineer met ligformules volgens die ontwikkelingseienskappe van plante om die produksiedoeltreffendheid en opbrengs in elke stadium te verbeter. Wat die verbetering van kwaliteit betref, kan voedingsregulering en ligregulering gebruik word om die inhoud van voedingstowwe en ander funksionele gesondheidsorgbestanddele te verhoog.

Volgens ramings is die huidige nasionale vraag na groentesaailinge 680 miljard, terwyl die produksiekapasiteit van fabrieksaailinge minder as 10% is. Die saailingbedryf het hoër omgewingsvereistes. Die produksieseisoen is meestal winter en lente. Natuurlike lig is swak en kunsmatige aanvullende lig is nodig. Plantgroeibeligting het 'n relatief hoë inset en uitset en 'n hoë mate van aanvaarding van insette. LED het unieke voordele, want vrugte en groente (tamaties, komkommers, spanspekke, ens.) moet geënt word, en die spesifieke spektrum van ligaanvulling onder hoë humiditeitstoestande kan die genesing van geënte saailinge bevorder. Kweekhuisgroente-aanplantingsaanvullingslig kan die gebrek aan natuurlike lig vergoed, plantfotosintese-doeltreffendheid verbeter, blom en vrugvorming bevorder, opbrengs verhoog en produkkwaliteit verbeter. LED-kweekbeligting het 'n breë toepassingsvooruitsig in groentesaailinge en kweekhuisproduksie.

3. Intelligent

Plantgroeibeligting het 'n sterk aanvraag vir intydse beheer van ligkwaliteit en ligkwantiteit. Met die verbetering van intelligente beheertegnologie en die toepassing van die Internet van Dinge, kan 'n verskeidenheid monochromatiese spektrums en intelligente beheerstelsels tydbeheer en ligbeheer bewerkstellig, en volgens die groeistatus van plante, sal tydige aanpassing van ligkwaliteit en liguitset die hooftendens in die toekomstige ontwikkeling van plantgroeibeligtingstegnologie word.