一, Techniniai principai ir spektrinės charakteristikos: griežta kontrolė prieš platų aprėptį
1. LED augalų šviesa: "Light Formula" technologija, leidžianti keisti spektrą
LED augalų lemputės veikia naudodamos puslaidininkinę liuminescenciją ir tiksliai valdo spektrą derindamos skirtingų bangos ilgių LED lustus. Pagrindiniai jo pranašumai yra šie:
Bangos ilgio derinimas: jis gali suteikti jums konkrečias juostas visame spektro diapazone nuo 400 iki 700 nm. Pavyzdžiui, 630–660 nm raudona šviesa skatina fotosintezę, 450–460 nm mėlyna šviesa kontroliuoja morfogenezę ir net 730 nm raudona šviesa kontroliuoja žydėjimo fazę.
Šviesos kokybės grynumas: vienspalvė šviesa, kurios didžiausias plotis yra pusė-pus- (FWHM<20nm) to prevent wasting spectra that don't work. For instance, Nanjing Agricultural University produced an LED tissue culture lamp that improved the seedling strength index by 37% by changing the ratio of 660nm red light to 450nm blue light.
Fotociklo modeliavimas: programuojamas šviesos ilgio ir ryškumo valdymas, kuris puikiai imituoja natūralų cirkadinį ritmą. Yuntai ūkyje Lianyungang mieste yra išmanusis drugelių orchidėjų kultūros kambarys, kuriame LED sistema labai tiksliai valdoma 12 valandų šviesos ir 12 valandų tamsos. Dėl to gėlės pražysta 15 dienų anksčiau.
2. Aukšto-slėgio natrio lempa: standartinis didelio-intensyvumo dujų išlydžio šviesos šaltinis
Per lanko sužadinimą aukšto{0}}slėgio natrio lempos išskiria gyvsidabrio ir natrio garus. Jų spektro charakteristikos rodo:
Plataus spektro pasiskirstymas turi pirminę smailę ties 589 nm geltona šviesa ir apima raudoną oranžinę šviesą (600–700 nm) ir nedidelį mėlynos šviesos kiekį (400–500 nm). Tačiau mėlyna šviesa sudaro mažiau nei 15 % visos šviesos ir neturi augalams reikalingos 450 nm mėlynos šviesos juostos.
Spektro pastovumas: gamykliniai spektriniai parametrai negali būti keičiami, todėl sunku pritaikyti augalų poreikius skirtingose augimo fazėse. Pavyzdžiui, braškių sodinukų stadijoje reikia padidinti mėlyną šviesą, kad būtų sustabdytas per didelis augimas. Aukšto-slėgio natrio lempos to negali padaryti.
Šiluminės spinduliuotės efektas: veikiant lanko vamzdis gali pakilti iki 1200 laipsnių, o tai skleidžia daug infraraudonųjų spindulių, kurie pakelia augalo vainiko temperatūrą 3–5 laipsniais. Norint atvėsti, reikia įdėti daugiau vėdinimo įrangos.
2, našumas ir energijos vartojimo efektyvumo sąnaudos: energijos taupymas ir efektyvumas, palyginti su daug energijos naudojimu praeityje
1. LED augalų žibintai: šaltos šviesos šaltinio energijos vartojimo efektyvumo revoliucija
Kaip gerai konvertuojama elektra: fotosintezės fotonų efektyvumas (PPE) gali siekti iki 2,8 μmol/J, o tai yra 87 % daugiau nei 1,5 μmol/J aukšto slėgio natrio lempose. 1000 W sistemos tikroji fotosintetiškai aktyvioji šviesos diodų spinduliuotė (PPF) yra 2800 μmol/s, o aukšto slėgio natrio lempų PPF yra tik 1500 μmol/s.
Šilumos nuostolių valdymas: daugiau nei 80 % elektros energijos paverčiama šviesos energija, o darbinė temperatūra yra 40 laipsnių žemesnė nei aukšto slėgio natrio lempų. Atliekant 1,5{5}}metro-aukštį trimatį kultivavimą, modulinė LED šviesos matrica iš Guangdong Weizhaoye Optoelectronics gali išlaikyti stogo temperatūrą žemesnę nei 28 laipsniai be jokios papildomos įrangos jį vėsinti.
Eksploatavimo trukmė: veikia daugiau nei 50 000 valandų, tai yra 2,5 karto ilgiau nei aukšto slėgio natrio lempos (20 000 valandų). 5-metų LED sistemų priežiūros išlaidos yra 62 % mažesnės nei aukšto slėgio natrio lempų, skaičiuojant 10 akrų gamyklai.
2. Aukšto-slėgio natrio lempa: senamadiškų-šviesos šaltinių energijos vartojimo efektyvumo riba
Iš viso sunaudojama daug energijos: balasto nuostoliams sunaudojama apie 15 % įvesties galios, o tikrasis sistemos energijos vartojimo efektyvumas yra tik 1,2 μmol/J. Šviesos diodams reikia tik 40 % galios, kurią naudoja aukšto slėgio natrio lempos, kad gautų tą patį PPFD (fotosintetinių fotonų srauto tankį).
Šilumos apkrovos slėgis: Infraraudonoji spinduliuotė sukuria didelius temperatūrų skirtumus tarp augalų sluoksnių, todėl reikia įrengti vandens užuolaidų aušinimo sistemą. Pekino žemės ūkio mokslų akademija atliko keletą bandymų ir nustatė, kad vėsinimui sunaudojama maždaug 65 % energijos, kurią vasarą sunaudoja aukšto slėgio natrio lempos šiltnamiai.
Žemas spalvų perteikimo indeksas: Ra reikšmė yra tik 20–30, o to žmogaus stebėjimui nepakanka. Kitos viso spektro apšvietimo sistemos sukūrimas kainuos dar brangiau.
3, Situacijos, kuriose naudojamas tikslusis žemės ūkis ir sodinimo poveikis: tikslusis žemdirbystė ir tradicinis sodinimas
1. LED augalų šviesa: būdas auginti augalus sluoksniais ir kontroliuoti šviesos kokybę
Trijų matmenų sodinimo privalumai: Žemos šiluminės savybės leidžia auginti augalus sluoksniais, kurių atstumas yra 0,8 metro. Vertikalus ūkis Šendžene naudoja 12 sluoksnių LED auginimo rėmą. Dėl to žemė 10 kartų našesnė, o derlius iš kvadratinio metro tris kartus didesnis nei standartiniuose šiltnamiuose.
Gebėjimas valdyti kokybę: veikia antrinių metabolitų susidarymą spektriniu deriniu. Remiantis Nandzingo žemės ūkio universiteto eksperimentu, pomidorus apdorojant LED lemputėmis, kurių raudonos-mėlynos spalvos santykis yra 4:1, tirpaus cukraus kiekis vaisiuose padidėjo 18%, o vitamino C - 22%.
Šviesos diodai gali būti naudojami netikros šviesos ekosistemoms kurti ankštose erdvėse, įskaitant poliarinių tyrimų stotis ir aeronautikos ekologines gyvybės palaikymo sistemas. Antarktidoje, Kinijoje, Zhongshan stoties šiltnamyje salotos auginamos ištisus metus naudojant LED lemputes. Viename ploto vienete pagaminama 0,8 kg/m² per mėnesį salotų.
2. Aukšto slėgio-natrio lempa: įprasta alternatyva papildomam apšvietimui didelėse vietose
Sodinimo plačiu mastu privalumai: viena lemputė gali uždengti iki 30 kvadratinių metrų plotą, o tai tinka šiltnamiams, kuriuose yra tik vienas sluoksnis. 10 -akrų pomidorų šiltnamyje Shouguang mieste, Šandonge, naudojama 400 W aukšto slėgio natrio lempų matrica. Tai sumažina paleidimo sąnaudas 40%, palyginti su LED sistema.
Stipri šviesos spinduliuotė gali prasiskverbti per storą vainiką ir padėti apatiniams lapams fotosintezuoti suaugus. Vageningeno universiteto Nyderlanduose atliktas tyrimas parodė, kad aukšto slėgio natrio lempose pridėjus šviesą, bendras pomidorų augalų sausųjų medžiagų kaupimasis padidėjo 12 %, palyginti su LED apdorojimu.
Technologinė branda: visame pasaulyje yra daugiau nei 200 milijonų įrenginių, o tai sudaro standartizuotą paramos sistemą. „Philips GreenPower“ serijos aukšto slėgio natrio lempų balasto{2}} gedimų dažnis yra mažesnis nei 0,5 %, o pramonė pripažino, kad sistema yra stabili.
