Jak dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania LED Spectrum zwiększają plony i jakość plonów

Podstawą badań światła jest spektroskopia, a jakość światła wymaga analizy spektralnej. Spektrum świateł LED do uprawy roślin jest szczególnie istotne i wymaga specjalistycznego projektu dostosowanego do technik uprawy, a nie zwykłej replikacji.

Technologia widma światła w uprawie roślin służy jako krytyczny interfejs pomiędzy sprzętem i technikami uprawy. Należy pamiętać, że procesy uprawy dyktują projekt widma. Projektowanie i produkcja lamp do roślin musi zapewniać optymalną wydajność światła wymaganego w technikach uprawy. Te cechy świateł roślinnych determinują złożoność i różnorodność nieodłącznie związaną z projektowaniem spektrum roślin.

Zastosowania widmowe dzielą się na kategorie wizualne i niewizualne. Oświetlenie stanowi zastosowanie wizualne, podczas gdy oświetlenie roślin stanowi zastosowanie-niewizualne. Fizyczne wymiary samego widma różnią się zasadniczo w zastosowaniach wizualnych i niewizualnych.

Badania spektralne fotosyntezy roślin zasadniczo analizują wzorce dystrybucji i wartości ilościowe (jakość światła) mocy promieniowania lub fotonów w różnych długościach fal. Analizę tę przeprowadza się na podstawie danych spektralnych i wykresów spektralnych.

1) Widmo słoneczne

Uprawa roślin wymaga badania widma słonecznego. Widmo słoneczne mierzone na poziomie gruntu jest widmem absorpcyjnym. Chociaż natężenie promieniowania widmowego zmienia się w zależności od położenia geograficznego i pory roku, kształt widma pozostaje niezmienny.

Widmo słoneczne stanowi kluczowy punkt odniesienia przy projektowaniu widm światła roślin, ale nie jest czynnikiem decydującym.

2) Spektrum światła LED do uprawy

Spektrum lamp LED do uprawy można zaprojektować tak, aby spełniało określone wymagania uprawy. Dodatkowo technologia ściemniania umożliwia zmienną kontrolę widma. Źródła światła LED to obecnie jedyna technologia oświetlenia uprawy zdolna do uzyskania zmiennych widm. Ta technologia o zmiennym spektrum ma na celu przede wszystkim kontrolę fotomorfogenezy, oferując ograniczone korzyści w zakresie-oszczędności energii. Konwencjonalne lampy do uprawy mogą zapewnić oszczędności energii poprzez dostosowanie fotoperiodu, natomiast wdrożenie technologii o zmiennym spektrum znacznie zwiększa koszty aplikacji.

Projekt widmowy lamp LED do uprawy roślin odzwierciedla zdolność sprzętu do wspierania wymagań procesu uprawy. Ma to bezpośredni wpływ na konkurencyjność rynkową producenta i służy jako główny wskaźnik jego wiedzy technicznej i procesów produkcyjnych. Ten projekt odzwierciedla wybór chipów i opakowań LED przez producenta. Odzwierciedla także możliwości producenta w zakresie analizy i obliczeń widmowych, projektowania dystrybucji optycznej, kontroli równomierności pola kwantowego światła, technologii sterowników, technologii rozpraszania ciepła, kontroli niezawodności produktu i projektowania konstrukcji instalacji. Ten kompleksowy poziom produkcji świadczy o sile technologicznej producenta na rynku.

1) Proces produkcyjny wpływa na wartości PPFD

Zazwyczaj techniki uprawy wymagają dziennych poziomów promieniowania w oparciu o określone właściwości światła lub wartości PPFD na powierzchni uprawy (niektóre techniki wymagają wartości YPFD) w połączeniu z fotoperiodami. Dobowe promieniowanie determinuje wartości PPFD i fotoperiody. Projektanci obliczają wartości PPF (lub YPF) źródeł światła LED na podstawie wartości PPFD, a następnie przystępują do projektowania widma. Należy zauważyć, że przy identycznych wartościach PPF dla źródła światła różnice w projekcie rozsyłu optycznego, zarządzaniu ciepłem i konstrukcji sterownika mogą prowadzić do znacznych różnic w wartościach PPFD.

Procesy produkcyjne znacząco wpływają na efektywność energetyczną oświetlenia roślinnego, którą można zmierzyć za pomocą wartości PPF i PPFD na wat energii elektrycznej. Wyższe wartości wskazują na większą wydajność.

Dla źródeł światła LED: PPF/wat; dla powierzchni uprawnych: PPFD/wat. Porównanie tych dwóch wskaźników w przypadku oświetlenia roślinnego o identycznych profilach widmowych umożliwia ocenę jakości procesu produkcyjnego producenta.

2) Nie ma jednego „najlepszego” spektrum światła rośliny-jest tylko najbardziej odpowiednie

Ponieważ widma światła roślin LED można dostosowywać, wykazują one znaczną różnorodność. Podkreślamy: żadne widmo nie jest uniwersalnie optymalne; istnieje tylko najbardziej odpowiednie widmo dla określonej metody uprawy. Próba stworzenia uniwersalnego spektrum diod LED nie jest rozsądną praktyką projektową. Wysoce kompatybilne projekty widma kosztem zmniejszonej wydajności uprawy i marnowanej energii.

3) Ustaw priorytetowo równomierność pola promieniowania na oświetlonym obszarze

W przypadku lamp do roślin składających się z wielu diod LED-o pojedynczej długości fali należy wziąć pod uwagę jednorodność połączonego pola promieniowania na oświetlonym obszarze. Kluczowe czynniki obejmują rozmieszczenie diod LED, projekt rozsyłu optycznego i wysokość montażu oprawy. Jednorodność pola promieniowania wpływa na wydajność fotosyntezy. W przypadku wielopoziomowych-systemów rolnictwa pionowego najlepiej stosować rozkład Lamberta. W przypadku dodatkowego oświetlenia szklarni za pomocą soczewek równomierność promieniowania wymaga jeszcze większej uwagi. Należy pamiętać, że zwiększenie wysokości instalacji w celu poprawy jednorodności zmniejsza wartości PPFD w tempie proporcjonalnym do kwadratu odległości.

4) Nadaj priorytet wydajności opraw w oświetleniu roślin

Wydajność oprawy to stosunek współczynnika PPF oprawy do współczynnika PPF źródła światła. Wartość ta dotyczy projektu wtórnej dystrybucji optycznej. Wydajność opraw oświetleniowych LED do uprawy ogólnie mieści się w zakresie od 0,9 do 0,5. Wydajność oprawy wpływa zarówno na zużycie energii, jak i na wydajność uprawy. Oświetlenie roślinne wykorzystujące konstrukcję soczewek rzadko przekracza 0,8 wydajności oprawy.

5) Odnośnie składu widmowego

Do chwili obecnej wiele lamp do upraw nadal opisuje skład widmowy za pomocą współczynników chipów LED. Ponieważ współczynniki chipów nie odzwierciedlają strumienia promieniowania, zrozumienie specyfikacji zasilania chipów LED ma kluczowe znaczenie. Chipy LED są klasyfikowane i dostarczane na podstawie mocy promieniowania dla identycznych rozmiarów chipów. Dane spektralne dostarczane za pomocą współczynników chipów LED mogą wykazywać odchylenie do 30%, przyczyniając się do różnic w hodowli pomiędzy partiami identycznych produktów. Dokładny skład widmowy wymaga pomiaru współczynników mocy promieniowania w pasmach RGB w zakresie długości fal PAR, co zapewnia-dane techniczne produktu. Poniżej znajduje się nasza analiza danych konkretnego produktu w celach informacyjnych.

6) Wymagania dotyczące widm, w tym pasm UV i IR

Dodawanie segmentów widma UV i IR służy przede wszystkim kontroli fotomorfogenezy roślin w procesach uprawy. W przypadku lamp LED do uprawy wykorzystujących pasma UV i IR segmenty te nie powinny być wyrażane w mikromolach, ale raczej poprzez parametry promieniowania. Należy podać zarówno wartości PPF, jak i YPF; w przeciwnym razie nie można dokładnie przekazać wymagań dotyczących promieniowania UV i IR określonych w protokołach uprawy.

Projekt oświetlenia roślin opiera się na technikach uprawy. Na przykład nadmierne codzienne napromienianie sałaty może powodować zaburzenia fizjologicznego niedoboru wapnia i potencjalnie prowadzić do fotoinhibicji. Ustalenie odpowiedniego tempa fotosyntezy ma kluczowe znaczenie. Techniki uprawy obejmują dzienne promieniowanie potrzebne do fotosyntezy roślin, całkowite promieniowanie podczas cyklu uprawy, odmianę rośliny i źródło nasion (w tym LDP lub SDP), metody uprawy i podłoża, środowisko uprawy i kontrole itp. Profil widma światła rośliny i dzienne poziomy promieniowania, ściśle powiązane z uprawą, są określane przede wszystkim przez techniki uprawy określonej odmiany rośliny. Dzienne poziomy promieniowania decydują o PPFD i fotoperiodzie, PPFD określa PPF, PPF decyduje o projektowaniu i technologii oświetlenia roślin, PPFD określa wysokość i ilość instalacji opraw, a PPFD wpływa także na objętość wentylacji i uzupełnienie CO₂. Wszystkie te parametry można obliczyć, a całkowite poziomy promieniowania można wykorzystać do oszacowania kosztów uprawy. To pokazuje, że profile widmowe i poziomy promieniowania (jakość światła) muszą najpierw ustalić środowisko uprawy, metody i odmiany roślin, aby prawidłowo zaprojektować widma światła LED roślin. Techniki uprawy roślin są nieodłącznym czynnikiem łączącym produkcję rolniczą z kontrolą przemysłową. Dlatego projekt widma światła rośliny może opierać się wyłącznie na wymaganiach procesu uprawy.

1) Dodatkowe oświetlenie szklarni-typu mieszanego

W przypadku upraw szklarniowych i hybrydowych fabryk roślin łączących światło słoneczne z dodatkowym oświetleniem, precyzyjne podejście polega na przeprowadzeniu analizy spektralnej pola promieniowania światła naturalnego w celu określenia dodatkowego zapotrzebowania na światło. W przypadku miejsc, w których nie ma możliwości analizy widmowej, można zmierzyć średnie wartości natężenia oświetlenia. Dzieląc średnie natężenie oświetlenia przez 55, otrzymujemy wartość PPFD dla powierzchni uprawy wystawionej na działanie światła słonecznego. Wartość ta jest następnie wykorzystywana do określenia dodatkowego strumienia świetlnego świateł roślinnych. Ta uproszczona metoda okazuje się bardzo cenna przy planowaniu projektu i szacowaniu kosztów. Dodatkowe oświetlenie hybrydowe szklarni może zmniejszyć lub wyeliminować widmo światła zielonego. Konieczność suplementacji światłem zielonym należy określić, mierząc poziom promieniowania światła zielonego zarówno w świetle bezpośrednim, jak i rozproszonym.

2) Projekt widmowy dla w pełni kontrolowanych środowisk

W całkowicie kontrolowanych środowiskach, podczas gdy czerwone-niebieskie oświetlenie znacząco korzystnie wpływa na warzywa liściaste, tekstura warzyw hydroponicznych pozostaje kluczowa dla poprawy jakości. Zalecamy widmo białe-plus-czerwone. Projekt widma w takich środowiskach musi całościowo uwzględniać stężenie CO₂, współczynniki wentylacji, temperaturę otoczenia, zarządzanie substratami lub roztworami składników odżywczych oraz projekt konstrukcji stojaka. Wiele-wielopoziomowych systemów rolnictwa pionowego minimalizuje wysokość koryta pożywki w celu zwiększenia warstw sadzenia, co pogarsza równomierność dystrybucji składników odżywczych i zmniejsza wydajność absorpcji widmowej. Głównym celem projektowania spektralnego w całkowicie sztucznych środowiskach jest kontrola jakości-upraw, które jedynie kończą cykl wzrostu roślin i nie są konkurencyjne na rynku.

Niektóre lampy LED do uprawy oznaczone jako „pełne spektrum” mogą sugerować bogatą kompozycję widmową. Kluczową koncepcją jest to, jak „pełny”-jest definiowany przez kogo i jaki zakres długości fal stanowi „pełny”? Chociaż światło słoneczne oferuje najszersze spektrum, badania fotosyntezy roślin pod wpływem światła słonecznego opisują wartości PAR tylko w zakresie 400 nm-700 nm. Wiele lamp LED do uprawy oznaczonych jako „pełne spektrum” zawiera segmenty UV i IR, a mimo to nadal wykorzystuje PPFD jako główny parametr. Ponieważ PPFD nie uwzględnia poziomów promieniowania UV ani IR, ta parametryzacja świateł do uprawy o pełnym{10}}zakresie widma odzwierciedla podstawowy błąd. Twierdzimy, że zakres długości fal świateł roślinnych definiuje jedynie dziedzinę funkcji efektywności absorpcji widmowej, a nie jej zakres. Wydajność absorpcji widmowej pozostaje miarą oceny skuteczności fotosyntezy. Określanie widm szerokopasmowych lub wielopasmowych- jako „pełne widmo” nie oznacza skuteczności ani kompatybilności światła roślinnego. Używanie terminu „pełne widmo” do opisu oświetlenia roślin jest nieprecyzyjne i często wprowadza hodowców w błąd. Zakres definicji długości fal widmowych pozostaje powiązany z technikami uprawy – to metody uprawy określają domenę projektowania widma, a nie uprawa w danym widmie.

W przypadku źródeł światła LED: - Identyczne wartości PPFD mogą odpowiadać różnym profilom widmowym. - Identyczne PPFD wymagają różnych wartości PPF ze źródła światła, w zależności od wtórnej konstrukcji optycznej. - Identyczne wartości PPFD dają różne wartości PPFD ze względu na różną wydajność oprawy. - Identyczne wartości PPFD mogą skutkować różna wydajność uprawy, jeśli profil widmowy jest nieprawidłowo zaprojektowany.. -Nawet w identycznych warunkach wyniki uprawy różnią się w zależności od odmiany rośliny, środowiska wzrostu i podłoża. Co więcej, na identyczne lampy LED do uprawy wpływają czynniki środowiskowe, takie jak stężenie CO₂, stopień wentylacji i kontrola temperatury. Spełniając wymagania procesu uprawy w zakresie wydajności i jakości, najważniejszym aspektem świateł do uprawy są procesy produkcyjne, które minimalizują zużycie energii-, co jest niezwykle istotne. Złożoność badań spektralnych odzwierciedla obecną różnorodność świateł do uprawy. Bez ustalonych standardów oceny rynek prezentuje mnogość produktów walczących o uznanie.

Ostatecznie badania spektralne nie są jakimś wzniosłym zajęciem akademickim ograniczonym do laboratoriów. Jest to istotne ogniwo łączące techniki uprawy z technologią oświetleniową. Niezależnie od tego, czy stosuje się je w szklarniach, czy w całkowicie sztucznych gospodarstwach pionowych, nieoptymalny projekt widma zagraża zarówno plonom, jak i jakości. Ludzie często pytają: czy istnieje „spektrum uniwersalne”? Prawda jest taka, że ​​nie. Istnieje tylko rozwiązanie spektralne, które najlepiej pasuje do Twojego konkretnego procesu uprawy.

Włożyliśmy znaczny wysiłek w tę dziedzinę. Nie chodzi tylko o losowe łączenie długości fal. Najpierw oceniamy dzienne zapotrzebowanie Twojej uprawy na promieniowanie i ustawienia fotoperiodu, a następnie przeprowadzamy analizę danych w celu opracowania takich rozwiązań jak:Światła LED do uprawy o pełnym spektrumIRegulowane światła do uprawy widma. Nie dostarczamy tylko opraw oświetleniowych,-pomagamy znaleźć złoty środek pomiędzy efektywnością energetyczną a wysoką wydajnością.

Krótko mówiąc, dostosowujemy ekskluzywne rozwiązania w zakresie widma LED do Twoich potrzeb w zakresie uprawy. W przypadku operacji na dużą-skalę konfigurujemy komercyjne systemy uprawy LED. Aby zapewnić precyzyjną kontrolę, projektujemy profesjonalne-rozwiązania z regulowaną jasnością i widmem. Zajmij się swoimi technikami uprawy; zostaw nam projekt widma. Bezproblemowe-i niezawodne.