Problem z typowym oświetleniem polega na tym, że zużywa dużo energii, nie daje dobrego światła i wytwarza dużo ciepła.
Wysoko-wysokoprężne lampy sodowe (HPS) i świetlówki to główne rodzaje światła stosowane w szklarniach. Jednak te źródła światła mają trzy główne problemy:
Niezbyt energooszczędne: lampy HPS przekształcają tylko około 30% zużywanej energii elektrycznej w światło widzialne. Pozostała część energii zamieniana jest na ciepło. Na przykład w mieście Shouguang tradycyjna szklarnia potrzebuje dodatkowych 30% energii elektrycznej do ochłodzenia zimą, gdy włączone są światła, co podnosi całkowity koszt zużycia energii o 45%.
Nie ma możliwości kontrolowania widma: świetlówki mają stałe widmo, które nie sprawdza się we wszystkich fazach wzrostu roślin. Na przykład światło niebieskie jest potrzebne, aby sadzonki pomidorów wypuściły korzenie, a światło czerwone, aby pomóc pąkom kwiatowym rosnąć podczas kwitnienia. Dynamiczna regulacja nie jest możliwa w przypadku tradycyjnych źródeł światła.
Zakłócenia promieniowania cieplnego: Lampy HPS mogą nagrzać się do temperatury przekraczającej 200 stopni Celsjusza na swoich powierzchniach, co może podnieść temperaturę w szklarni o 5 do 8 stopni Celsjusza. Sprawia to, że rolnicy muszą częściej włączać urządzenia wentylacyjne, co powoduje marnowanie jeszcze większej ilości energii.
2, Oświetlenie LED do roślin to duży krok naprzód w technologii, ponieważ pozwala bardzo precyzyjnie kontrolować światło i oszczędzać energię.
Technologia LED jest już na tyle dojrzała, że-zmienia zasady gry w uprawach szklarniowych. Jego główne zalety widoczne są w następujących obszarach:
1. Dostosowywanie widma: przejście od „jednego rozmiaru dla wszystkich” do „dostaw-na żądanie”. Fotosynteza roślin zależy głównie od światła czerwonego (630–660 nm) i światła niebieskiego (450–470 nm), jednak różne uprawy i etapy wzrostu mają bardzo zmienne potrzeby widmowe. Na przykład:
W przypadku warzyw liściastych, takich jak sałata, biomasa jest najwyższa, gdy stosunek koloru czerwonego do niebieskiego wynosi 7:3. Zbyt dużo niebieskiego światła może spowodować ich zbyt szybki wzrost;
Owoce psiankowate, takie jak pomidory, potrzebują ponad 60% czerwonego światła w okresie owocowania, aby owoce mogły urosnąć. Dodanie dalekiego światła czerwonego (730 nm) może również pomóc w przełamaniu ograniczeń fotoperiodu i umożliwić-produkcję poza sezonem. -Rośliny lecznicze, takie jak pachnotka, mogą wytwarzać więcej antocyjanów pod wpływem światła UV LED (385 nm), co zwiększa ilość związków aktywnych o 35%.
„Regulowana spektralna lampa LED do hodowli tkankowej” wyprodukowana przez Uniwersytet Rolniczy w Nanjing zmienia współczynnik koloru czerwonego-niebieskiego w czasie rzeczywistym za pomocą platformy w chmurze. Podnosi to jakość sadzonek hodowli tkankowej Phalaenopsis z 68% do 92% i skraca cykl sadzonek o 40%.
2. Oszczędzaj energię i zwiększaj jej efektywność: przejdź z „wysokiego zużycia i niskiej wydajności” na „ekologiczną i niskoemisyjną-”.
Diody LED mogą przekształcić 40-50% otrzymywanego światła w energię elektryczną, czyli o ponad 50% mniej energii niż lampy HPS. Pionowa farma Sky Greens w Singapurze wykorzystuje- wielowarstwowy system sadzenia LED. Produkuje 100 razy więcej żywności na jednostkę powierzchni niż typowe gospodarstwa, ale zużywa tylko jedną trzecią energii. Niskie właściwości cieplne diod LED są jeszcze ważniejsze, ponieważ zapobiegają zmianom temperatury w szklarni o więcej niż 2 stopnie Celsjusza, co oznacza, że klimatyzacja nie musi być używana tak często, co pozwala zaoszczędzić jeszcze więcej energii.
Historia Songjia Daozhuang w mieście Daotian w mieście Shouguang jest bardziej przekonująca. Hodowca warzyw przeszedł ze starych lamp HPS na systemy oświetlenia LED, co zmniejszyło roczne zapotrzebowanie jednej szklarni na energię elektryczną z 12 000 kWh do 6000 kWh. Roczny dochód pojedynczej szklarni wzrósł o 25%, ponieważ zużyto mniej pestycydów (widma LED mogą zatrzymać niektóre działania bakterii).
3. Optymalizacja przestrzeni: od „płaskiego sadzenia” do „trój-fabryki trójwymiarowej”
Lampy LED świetnie sprawdzają się w rolnictwie pionowym, ponieważ są cienkie (tylko 3–5 cm grubości) i nie wydzielają dużo ciepła. Na farmie Yuntai w Lianyungang inteligentna komora hodowlana dla Phalaenopsis jest wyposażona w paski świetlne LED nad każdym stojakiem do uprawy. Szczelina między warstwami została zmniejszona z 1,5 metra do 0,8 metra, co zwiększyło wykorzystanie przestrzeni o 47%. Urządzenie może automatycznie zmieniać natężenie światła (0–2000 μmol/m²/s) i współczynnik widmowy w przypadku współpracy z czujnikami IoT. Skraca to cykl kwitnienia Phalaenopsis o 15 dni i sprawia, że kolor płatków jest bardziej jednolity o 30%.
3. Głęboka logika modernizacji przemysłu: interakcja polityk, rynków i technologii
Powszechne stosowanie lamp LED do instalacji oświetleniowych wynika nie tylko z udoskonalenia technologii, ale także z regulacji rządowych, zapotrzebowania rynku i kondycji całej branży.
1. Dywidenda polityczna: od „dotowanej” do „standardowej”
Chińskie Ministerstwo Rolnictwa i Spraw Wsi „14. pięcioletni plan na rzecz zielonego rozwoju krajowego rolnictwa” stwierdza, że do 2025 r. 60% gospodarstw rolnych będzie musiało korzystać z oświetlenia LED. Aby zachęcić do korzystania z technologii, samorządy lokalne stosują strategię „nagradzania zamiast dotacji”. Na przykład prowincja Shandong przyznaje szklarniom wykorzystującym światło wypełniające LED dotację w wysokości 2000 juanów na mu i ustanawia standardowy system technologii regulacji widma.
2. Popyt rynkowy: od „na pierwszym miejscu jest produkcja” do „najważniejsza jest jakość”
Zapotrzebowanie rynku na-wysokiej jakości warzywa, rośliny lecznicze i atrakcyjne kwiaty rośnie średnio o 12% rocznie, w miarę jak ludzie zaczynają kupować droższe rzeczy. Technologia kontroli widma LED może precyzyjnie zarządzać morfologią upraw (np. zagęszczaniem warzyw liściastych), składnikami odżywczymi (np. zwiększaniem zawartości witaminy C w pomidorach o 20%) i związkami smakowymi (np. optymalizacją stosunku cukru-w truskawkach), spełniając określone wymagania.
3. Ekologia przemysłowa: od „przełomu jednopunktowego” do „integracji systemowej”
Oświetlenie LED do roślin dobrze współpracuje z Internetem rzeczy, dużymi zbiorami danych i sztuczną inteligencją. Na przykład system sterowania GrowWise firmy Philips w Holandii może automatycznie tworzyć plany oświetlenia w oparciu o modele wzrostu roślin i umożliwiać zdalne monitorowanie za pośrednictwem sieci 5G. „Smart Light Environment Platform” chińskiej firmy KeRui Microchip łączy dane, takie jak widmo, temperatura, wilgotność i poziomy CO₂, tworząc system sterowania w-zamkniętej pętli, który zwiększa wydajność produkcji szklarniowej o 18%.
