Originele bron: Houcheng Liu. Ontwikkelingsstatus en trend van LED-industrie voor plantenverlichting [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018,29 (04): 8-9.
Artikelbron: Materiaal eens diep

Licht is de fundamentele omgevingsfactor van plantengroei en ontwikkeling. Licht levert niet alleen energie voor plantengroei door fotosynthese, maar is ook een belangrijke regulator van plantengroei en ontwikkeling. Kunstlichtsupplement of volledige bestraling met kunstlicht kan de groei van planten bevorderen, de opbrengst verhogen, de productvorm, kleur verbeteren, functionele componenten verbeteren en het optreden van ziekten en ongedierte verminderen. Vandaag zal ik de ontwikkelingsstatus en trend van de plantenverlichtingsindustrie met u delen.
Artificial Light Source -technologie wordt steeds groter gebruikt op het gebied van plantverlichting. LED heeft veel voordelen, zoals hoog lichtefficiëntie, lage warmte -generatie, klein formaat, lange levensduur en vele andere voordelen. Het heeft voor de hand liggende voordelen op het gebied van groeiverlichting. Kweeklichtindustrie zal geleidelijk LED -verlichtingsarmaturen gebruiken voor plantenteelt.

A 

1. LED -pakket voor kweekverlichting

Op het gebied van LED -verpakkingen van groeiverlichtingsverlichting zijn er veel soorten verpakkingsapparaten en is er geen uniforme meet- en evaluatie -standaardsysteem. Daarom richten buitenlandse fabrikanten zich, vergeleken met binnenlandse producten, voornamelijk op krachtige, cob en moduledirecties, rekening houdend met de witte lichtverlichting, rekening houdend met de kenmerken van plantengroei en gehumaniseerde verlichtingsomgeving, meer technische voordelen in betrouwbaarheid, licht, licht Efficiëntie, fotosynthetische stralingskarakteristieken van verschillende planten in verschillende groeicycli, waaronder verschillende soorten krachtige, gemiddeld vermogen en lage krachtige planten van verschillende matenproducten, om te voldoen aan de behoeften van een verscheidenheid aan planten in verschillende Groeiomgevingen, in de verwachting het doel te bereiken om de groei van de planten en het energiebesparing te maximaliseren.

Een groot aantal kernpatenten voor chip epitaxiale wafels zijn nog steeds in handen van vroege toonaangevende bedrijven zoals de Japanse Nichia en de Amerikaanse carrière. Binnenlandse chipfabrikanten missen nog steeds gepatenteerde producten met marktconcurrentievermogen. Tegelijkertijd ontwikkelen veel bedrijven ook nieuwe technologieën op het gebied van kweekvergappakkingschips. Met de dunne filmchiptechnologie van Osram kunnen chips bijvoorbeeld nauw samen worden verpakt om een ​​lichtoppervlak met een groot area te creëren. Op basis van deze technologie kan een zeer efficiënt LED-verlichtingssysteem met een golflengte van 660 Nm 40% van het energieverbruik in het teeltgebied verminderen.

2. Kweek het verlichtingsspectrum en apparaten
Het spectrum van plantenverlichting is complexer en diverser. Verschillende planten hebben grote verschillen in de vereiste spectra in verschillende groeicycli en zelfs in verschillende groeiomgevingen. Om aan deze gedifferentieerde behoeften te voldoen, zijn er momenteel de volgende schema's in de industrie: ①Multiple monochromatische lichtcombinatieschema's. De drie meest effectieve spectra voor plantenfotosynthese zijn voornamelijk het spectrum met pieken bij 450 nm en 660 nm, de 730 nm band voor het induceren van plantenbloei, plus het groene licht van 525 nm en de ultraviolette band onder 380 nm. Combineer dit soort spectra volgens de verschillende behoeften van planten om het meest geschikte spectrum te vormen. ②vol spectrumschema om de volledige dekking van de vraagspectrum van het planten te bereiken. Dit type spectrum dat overeenkomt met de zonachtige chip die wordt weergegeven door Seoul Semiconductor en Samsung is misschien niet de meest efficiënte, maar het is geschikt voor alle planten, en de kosten zijn veel lager dan die van monochromatische lichtcombinatieoplossingen. ③ Gebruik volledig spectrum wit licht als de steunpilaar, plus 660 nm rood licht als combinatieschema om de effectiviteit van het spectrum te verbeteren. Dit schema is zuiniger en praktischer.

Plant Grow Lighting Monochromatic Light LED -chips (de hoofdgolflengten zijn 450 nm, 660 nm, 730 nm) verpakkingsapparaten worden gedekt door veel binnenlandse en buitenlandse bedrijven, terwijl binnenlandse producten meer divers zijn en meer specificaties hebben, en producten van buitenlandse fabrikanten zijn meer gestandaardiseerd. Tegelijkertijd, in termen van fotosynthetische fotonflux, lichtefficiëntie, enz., Is er nog steeds een grote kloof tussen binnenlandse en buitenlandse verpakkingsfabrikanten. Voor plantenverlichting Monochromatische lichtverpakkingsapparaten, naast producten met de hoofdgolflengtebanden van 450 nm, 660 nm en 730 nm, ontwikkelen veel fabrikanten ook nieuwe producten in andere golflengtebanden om de volledige dekking te realiseren voor foto-synthetisch actieve straling (PAR) Golflengte (450-730 nm).

Monochromatische LED -plantengroeilampen zijn niet geschikt voor de groei van alle planten. Daarom worden de voordelen van Full-Spectrum LED's gemarkeerd. Het volledige spectrum moet eerst de volledige dekking van het volledige spectrum van zichtbaar licht (400-700 nm) bereiken en de prestaties van deze twee banden verhogen: blauwgroen licht (470-510 nm), diep rood licht (660-700 nm). Gebruik gewone blauwe LED of ultraviolette LED -chip met fosfor om het "volledig" spectrum te bereiken, en de fotosynthetische efficiëntie heeft zijn eigen hoog en laag. De meeste fabrikanten van plantenverlichting Witte LED -verpakkingsapparaten gebruiken blauwe chip + fosforen om het volledige spectrum te bereiken. Naast de verpakkingsmodus van monochromatisch licht en blauw licht of ultraviolet chip plus fosfor om wit licht te realiseren, hebben plantenverlichtingverpakkingsapparaten ook een composiet verpakkingsmodus die twee of meer golflengtchips gebruikt, zoals rode tien blauw/ultraviolet, RGB, RGBW. Deze verpakkingsmodus heeft grote voordelen bij het dimmen.

In termen van LED-producten met smallegtenlengte kunnen de meeste verpakkingsleveranciers klanten verschillende golflengtproducten bieden in de 365-740 Nm-band. Met betrekking tot het plantverlichtingsspectrum omgezet door fosforen, hebben de meeste verpakkingsfabrikanten verschillende spectrums waar klanten uit kunnen kiezen. In vergelijking met 2016 heeft de omzetgroei in 2017 een aanzienlijke toename bereikt. Onder hen is de groeisnelheid van 660 Nm LED-lichtbron geconcentreerd in 20%-50%, en de omzetgroei van fosfor-omgezette plant-LED-lichtbron bereikt 50%-200%, dat wil zeggen de verkoop van fosfor-geconverteerde plant LED -lichtbronnen groeien sneller.

Alle verpakkingsbedrijven kunnen 0,2-0,9 W en 1-3 W algemene verpakkingsproducten leveren. Met deze lichtbronnen kunnen verlichtingsfabrikanten een goede flexibiliteit hebben in het lichtontwerp. Bovendien bieden sommige fabrikanten ook een hoger vermogen geïntegreerde verpakkingsproducten. Momenteel zijn meer dan 80% van de zendingen van de meeste fabrikanten 0,2-0,9 W of 1-3 W. Onder hen zijn de verzendingen van toonaangevende internationale verpakkingsbedrijven geconcentreerd in 1-3 W, terwijl de verzendingen van kleine en gemiddelde Pakbedrijven met een grootte zijn geconcentreerd in 0,2-0,9 W.

3. Velden van toepassing van plantenkweekverlichting

Uit het toepassingsgebied worden plantkweekverlichtingsarmaturen voornamelijk gebruikt bij broeikasverlichting, all-artificiële verlichtingsfabrieken, plantenweefselcultuur, buitenlandse veldverlichting, huishoudelijke groenten en bloemenplanting en laboratoriumonderzoek.

①In zonne-kassen en multi-span-kassen, het aandeel kunstlicht voor aanvullende verlichting is nog steeds laag, en metalen halidlampen en hoge druk natriumlampen zijn de belangrijkste. De penetratiesnelheid van LED -kweeklampsystemen is relatief laag, maar de groeisnelheid begint te versnellen naarmate de kosten dalen. De belangrijkste reden is dat gebruikers langdurige ervaring hebben met het gebruik van metalen halidemampen en hoge druk natriumlampen, en het gebruik van metalen halidemalen en hoge druk natriumlampen kan ongeveer 6% tot 8% van de warmte-energie voor de kas terwijl u brandwonden voor planten vermijdt. Het LED Grow Lighting System gaf geen specifieke en effectieve instructies en gegevensondersteuning, die de toepassing ervan in daglicht- en multi-span-kassen vertraagden. Momenteel zijn kleinschalige demonstratietoepassingen nog steeds de steunpilaar. Aangezien LED een koud lichtbron is, kan deze relatief dicht bij het luifel van planten zijn, wat resulteert in minder temperatuurimpact. In daglicht- en multi-span-kassen wordt LED-groeiverlichting vaker gebruikt bij de teelt tussen fabrieken.

②outdoor landbouwveldtoepassing. De penetratie en toepassing van plantenverlichting in faciliteitslandbouw is relatief traag geweest, terwijl de toepassing van LED-plantverlichtingssystemen (fotoperiode controle) voor buitenlanggewassen met hoge economische waarde (zoals drakenfruit) een snelle ontwikkeling heeft bereikt.

③plantfabrieken. Momenteel is het snelste en meest gebruikte plantenverlichtingssysteem de All-Artificial Light Plant Factory, die is verdeeld in gecentraliseerde multi-layer en gedistribueerde beweegbare plantfabrieken per categorie. De ontwikkeling van kunstmatige fabrieken van de planten in China is zeer snel. De belangrijkste investeringsinstantie van de gecentraliseerde multi-layer all-Artificial Light Plant Factory is geen traditionele landbouwbedrijven, maar zijn meer bedrijven die zich bezighouden met halfgeleider- en consumentenelektronische producten, zoals Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, en ook COFCO en XI CUI en andere nieuwe moderne landbouwbedrijven. In gedistribueerde en mobiele fabrieken worden zeecontainers (nieuwe containers of reconstructie van tweedehands containers) nog steeds gebruikt als standaarddragers. De plantverlichtingssystemen van alle kunstmatige planten gebruiken meestal lineaire of platte panel array-verlichtingssystemen, en het aantal geplante variëteiten blijft uitbreiden. Verschillende experimentele lichtformule -LED -lichtbronnen zijn begonnen op grote schaal en op grote schaal te worden gebruikt. De producten op de markt zijn voornamelijk groene bladgroenten.

④planting van huishoudens planten. LED kan worden gebruikt in huishoudelijke plantenlampen, plantenplantenrekken, machines voor het groeien van huishoudelijke groenten, enz.

⑤Cultivatie van medicinale planten. De teelt van medicinale planten omvat planten zoals Anoectochilus en lithospermum. Producten in deze markten hebben een hogere economische waarde en zijn momenteel een industrie met meer plantenverlichtingstoepassingen. Bovendien heeft de legalisatie van de cannabisteelt in Noord -Amerika en delen van Europa de toepassing van LED -groeiverlichting op het gebied van cannabisteelt bevorderd.

⑥ Flooding Lights. Als een onmisbaar hulpmiddel voor het aanpassen van de bloeitijd van bloemen in de bloementuiningsindustrie, waren de vroegste toepassing van bloeiende lampen gloeilampen, gevolgd door energiebesparende fluorescentielampen. Met de ontwikkeling van LED-industrialisatie hebben meer LED-type bloeiende verlichtingsarmaturen geleidelijk traditionele lampen vervangen.

⑦plantweefselcultuur. Traditionele weefselcultuurlichtbronnen zijn voornamelijk witte fluorescentielampen, die een lage lichtgevende efficiëntie hebben en grote warmte -generatie. LED's zijn meer geschikt voor efficiënte, controleerbare en compacte plantenweefselcultuur vanwege hun uitstekende kenmerken zoals een laag stroomverbruik, het genereren van lage warmte en een lange levensduur. Momenteel vervangen witte LED -buizen geleidelijk witte fluorescentielampen.

4. Regionale distributie van groeiverlichtingsbedrijven

Volgens de statistieken zijn er momenteel meer dan 300 kweeklichtbedrijven in mijn land en verbouwen verlichtingsbedrijven in het Pearl River Delta -gebied goed voor meer dan 50%, en ze bevinden zich al in een belangrijke positie. Kweeklichtbedrijven in de Yangtze River Delta zijn goed voor ongeveer 30%, en het is nog steeds een belangrijk productiegebied voor groeiverlichtingsproducten. Traditionele groeilampbedrijven worden voornamelijk verdeeld in de Yangtze River Delta, de Pearl River Delta en de Bohai Rim, waarvan de Yangtze River Delta goed is voor 53%, en de Pearl River Delta en de Bohai Rim zijn respectievelijk 24% en 22% voor 24% en 22% . De belangrijkste distributiegebieden van LED -groeiverlichtingfabrikanten zijn de Pearl River Delta (62%), de Yangtze River Delta (20%) en de Bohai Rim (12%).

B. Ontwikkelingstrend van LED -kweeklichtindustrie

1. Specialisatie

LED -kweekverlichting heeft de kenmerken van verstelbaar spectrum en lichtintensiteit, lage algehele warmteopwekking en goede waterdichte prestaties, dus het is geschikt voor kweekverlichting in verschillende scènes. Tegelijkertijd hebben veranderingen in de natuurlijke omgeving en het streven van mensen naar voedselkwaliteit de krachtige ontwikkeling van faciliteitslandbouw en groeifabrieken bevorderd en de LED -kweeklichtindustrie in een periode van snelle ontwikkeling geleid. In de toekomst zal LED -groeiverlichting een belangrijke rol spelen bij het verbeteren van de efficiëntie van de landbouwproductie, het verbeteren van de voedselveiligheid en het verbeteren van de kwaliteit van fruit en groenten. De LED -lichtbron voor kweekverlichting zal zich verder ontwikkelen met de geleidelijke specialisatie van de industrie en in een meer gerichte richting bewegen.

2. Hoog rendement

De verbetering van de lichtefficiëntie en energie -efficiëntie is de sleutel tot het aanzienlijk verlagen van de bedrijfskosten van plantverlichting. Het gebruik van LED's om traditionele lampen en de dynamische optimalisatie en aanpassing van de lichtomgeving te vervangen volgens de lichtformulevereisten van de planten van de zaailingsfase naar de oogstfase zijn de onvermijdelijke trends van verfijnde landbouw in de toekomst. In termen van het verbeteren van de opbrengst, kan het worden gekweekt in fasen en regio's gecombineerd met lichte formule volgens de ontwikkelingskenmerken van planten om de productie -efficiëntie en opbrengst in elke fase te verbeteren. In termen van het verbeteren van de kwaliteit, kunnen voedingsregulatie en lichtregulatie worden gebruikt om het gehalte aan voedingsstoffen en andere functionele ingrediënten in de gezondheidszorg te vergroten.

Volgens schattingen is de huidige nationale vraag naar plantaardige zaailingen 680 miljard, terwijl de productiecapaciteit van fabriekszaailingen minder dan 10%is. De zaailingsindustrie heeft hogere ecologische eisen. Het productieseizoen is meestal winter en lente. Natuurlijk licht is zwak en kunstmatig aanvullend licht is nodig. Plantengroepverlichting heeft een relatief hoge ingang en output en een hoge mate van acceptatie van input. LED heeft unieke voordelen, omdat fruit en groenten (tomaten, komkommers, meloenen, enz.) Moeten worden geënt, en het specifieke spectrum van lichtsuppletie onder omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid kan de genezing van geënte zaailingen bevorderen. Greenhouse Vegetable Planting Aanvullend licht kan het gebrek aan natuurlijk licht goedmaken, de fotosynthetische efficiëntie van planten verbeteren, bloeit en vruchten bevorderen, de opbrengst verhogen en de productkwaliteit verbeteren. LED Grow Lighting heeft een brede toepassingsperspectieven in groentezaailingen en broeikasproductie.

3. Intelligent

Plantengroepverlichting heeft een sterke vraag naar realtime controle van lichtkwaliteit en lichte hoeveelheid. Met de verbetering van intelligente controletechnologie en de toepassing van het Internet of Things kunnen een verscheidenheid aan monochromatische spectrums en intelligente besturingssystemen tijdregeling, lichtbeheersing en volgens de groeimannen van planten realiseren, tijdige aanpassing van de lichtkwaliteit en lichtuitvoer is zeker de belangrijkste trend in de toekomstige ontwikkeling van plantenkweekverlichtingstechnologie.