Originele bron: Houcheng Liu. Ontwikkelingsstatus en trend van de LED-fabrieksverlichtingsindustrie [J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Artikelbron: Materiaal Once Deep

Licht is de fundamentele omgevingsfactor voor de groei en ontwikkeling van planten. Licht levert niet alleen energie voor de plantengroei door middel van fotosynthese, maar is ook een belangrijke regulator van de plantengroei en -ontwikkeling. Kunstlichtsupplementen of volledige bestraling met kunstlicht kunnen de plantengroei bevorderen, de opbrengst verhogen, de vorm en kleur van het product verbeteren, functionele componenten verbeteren en het optreden van ziekten en plagen verminderen. Vandaag zal ik de ontwikkelingsstatus en trend van de plantenverlichtingsindustrie met u delen.
Kunstlichtbrontechnologie wordt steeds vaker gebruikt op het gebied van plantenverlichting. LED heeft vele voordelen, zoals een hoge lichtefficiëntie, lage warmteontwikkeling, klein formaat, lange levensduur en vele andere voordelen. Het heeft duidelijke voordelen op het gebied van kweekverlichting. De groeiverlichtingsindustrie zal geleidelijk LED-verlichtingsarmaturen voor de plantenteelt adopteren.

A.De ontwikkelingsstatus van de LED-groeiverlichtingsindustrie 

1.LED-pakket voor kweekverlichting

Op het gebied van LED-verpakkingen voor groeiverlichting zijn er veel soorten verpakkingsapparaten en bestaat er geen uniform meet- en evaluatiestandaardsysteem. Daarom richten buitenlandse fabrikanten zich, vergeleken met binnenlandse producten, voornamelijk op krachtige, cob- en modulerichtingen, rekening houdend met de witte lichtseries van kweekverlichting, rekening houdend met de kenmerken van de plantengroei en de gehumaniseerde verlichtingsomgeving, hebben ze grotere technische voordelen op het gebied van betrouwbaarheid, licht efficiëntie, fotosynthetische stralingskarakteristieken van verschillende planten in verschillende groeicycli, inclusief verschillende soorten hoogvermogen, middelhoog vermogen en laagvermogen planten van verschillende grootteproducten, om te voldoen aan de behoeften van een verscheidenheid aan planten in verschillende groeiomgevingen, in de verwachting te bereiken het doel van het maximaliseren van de plantengroei en energiebesparing.

Een groot aantal kernoctrooien voor epitaxiale chipwafels is nog steeds in handen van vroege toonaangevende bedrijven zoals het Japanse Nichia en American Career. Binnenlandse chipfabrikanten hebben nog steeds geen gepatenteerde producten met concurrentievermogen op de markt. Tegelijkertijd ontwikkelen veel bedrijven ook nieuwe technologieën op het gebied van kweekverlichting-verpakkingschips. Dankzij de dunnefilmchiptechnologie van Osram kunnen chips bijvoorbeeld dicht bij elkaar worden verpakt om een ​​groot verlichtingsoppervlak te creëren. Op basis van deze technologie kan een hoog rendement LED-verlichtingssysteem met een golflengte van 660 nm het energieverbruik in de teeltruimte met 40% verminderen.

2. Laat het verlichtingsspectrum en de apparaten groeien
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: ①Meerdere monochromatische lichtcombinatieschema's. De drie meest effectieve spectra voor fotosynthese van planten 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 op basis van de verschillende behoeften van planten om het meest geschikte spectrum te vormen. ②Volledig spectrumschema om volledige dekking van het vraagspectrum van de fabriek te bereiken. Dit type spectrum dat overeenkomt met de SUNLIKE-chip, vertegenwoordigd door Seoul Semiconductor en Samsung, is misschien niet het meest efficiënt, maar het is geschikt voor alle fabrieken en de kosten zijn veel lager dan die van oplossingen voor monochromatische lichtcombinaties. ③Gebruik wit licht met volledig spectrum als steunpilaar, plus 660 nm rood licht als combinatieschema om de effectiviteit van het spectrum te verbeteren. Dit schema is economischer en praktischer.

Plantengroeiverlichting monochromatisch licht LED-chips (de belangrijkste golflengten zijn 450 nm, 660 nm, 730 nm) verpakkingsapparaten worden door veel binnenlandse en buitenlandse bedrijven gedekt, terwijl binnenlandse producten diverser zijn en meer specificaties hebben, en de producten van buitenlandse fabrikanten meer gestandaardiseerd zijn. Tegelijkertijd is er op het gebied van fotosynthetische fotonenflux, lichtefficiëntie, enz. nog steeds een grote kloof tussen binnenlandse en buitenlandse verpakkingsfabrikanten. Voor monochromatische lichtverpakkingsapparaten voor plantenverlichting ontwikkelen veel fabrikanten, naast producten met de belangrijkste golflengtebanden van 450 nm, 660 nm en 730 nm, ook nieuwe producten in andere golflengtebanden om de volledige dekking voor fotosynthetisch actieve straling (PAR) te realiseren. golflengte (450-730 nm).

Monochromatische LED-plantengroeilampen zijn niet geschikt voor de groei van alle planten. Daarom worden de voordelen van LED's met een volledig spectrum benadrukt. Het volledige spectrum moet eerst een volledige dekking van het volledige spectrum van zichtbaar licht (400-700 nm) bereiken en de prestaties van deze twee banden vergroten: blauwgroen licht (470-510 nm), dieprood licht (660-700 nm). Gebruik een gewone blauwe LED of ultraviolette LED-chip met fosfor om een ​​“volledig” spectrum te bereiken, en de fotosynthese-efficiëntie heeft zijn eigen hoge en lage. De meeste fabrikanten van witte LED-verpakkingsapparaten voor plantenverlichting gebruiken Blue chip + fosforen om het volledige spectrum te bereiken. Naast de verpakkingsmodus van monochromatisch licht en blauw licht of ultraviolette chip plus fosfor om wit licht te realiseren, hebben verpakkingsapparaten voor plantenverlichting ook een samengestelde verpakkingsmodus die twee of meer golflengtechips gebruikt, zoals rood tien blauw / ultraviolet, RGB, RGBW. Deze verpakkingsmodus heeft grote voordelen bij het dimmen.

Op het gebied van LED-producten met een smalle golflengte kunnen de meeste verpakkingsleveranciers klanten voorzien van producten met verschillende golflengten in de band van 365-740 nm. Wat het door fosforen geconverteerde plantenverlichtingsspectrum betreft, hebben de meeste verpakkingsfabrikanten een verscheidenheid aan spectrums waaruit klanten kunnen kiezen. Vergeleken met 2016 is de omzetgroei in 2017 substantieel gestegen. Onder hen is de groeisnelheid van 660 nm LED-lichtbron geconcentreerd in 20% -50%, en de verkoopgroei van de door fosfor geconverteerde LED-lichtbron bereikt 50% -200%, dat wil zeggen de verkoop van door fosfor geconverteerde planten LED-lichtbronnen groeien sneller.

Alle verpakkingsbedrijven kunnen algemene verpakkingsproducten van 0,2-0,9 W en 1-3 W leveren. Dankzij deze lichtbronnen beschikken verlichtingsfabrikanten over een goede flexibiliteit bij het verlichtingsontwerp. Bovendien bieden sommige fabrikanten ook geïntegreerde verpakkingsproducten met een hoger vermogen. Momenteel is meer dan 80% van de zendingen van de meeste fabrikanten 0,2-0,9 W of 1-3 W. Onder hen zijn de zendingen van toonaangevende internationale verpakkingsbedrijven geconcentreerd in 1-3 W, terwijl de zendingen van kleine en middelgrote bedrijven grote verpakkingsbedrijven zijn geconcentreerd in 0,2-0,9 W.

3. Toepassingsgebieden van plantengroeiverlichting

Vanuit het toepassingsgebied worden verlichtingsarmaturen voor plantengroei voornamelijk gebruikt in kasverlichting, volledig kunstmatige verlichtingsfabrieken, plantenweefselkweek, veldverlichting voor buitenlandbouw, huishoudelijke groenten en bloemenplanten, en laboratoriumonderzoek.

①In kassen op zonne-energie en kassen met meerdere overspanningen is het aandeel kunstlicht voor aanvullende verlichting nog steeds laag, en metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen zijn de belangrijkste. De penetratiegraad van LED-groeiverlichtingssystemen 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 metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen, en dat het gebruik van metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen ongeveer 6% tot 8% van de warmte-energie voor de kas terwijl brandwonden aan planten worden vermeden. Het LED-groeiverlichtingssysteem bood geen specifieke en effectieve instructies en gegevensondersteuning, waardoor de toepassing ervan in daglichtkassen en kassen met meerdere overspanningen werd vertraagd. Op dit moment vormen kleinschalige demonstratietoepassingen nog steeds de steunpilaar. Omdat LED een bron van koud licht is, kan deze zich relatief dicht bij het bladerdak van planten bevinden, wat resulteert in minder impact op de temperatuur. In daglichtkassen en meerkapkassen wordt LED-groeiverlichting vaker gebruikt bij de interplantteelt.

②Buitenlandbouwveldtoepassing. De penetratie en toepassing van plantenverlichting in de facilitaire landbouw is relatief langzaam verlopen, terwijl de toepassing van LED-plantenverlichtingssystemen (fotoperiodecontrole) voor langedaggewassen met hoge economische waarde (zoals drakenfruit) een snelle ontwikkeling heeft doorgemaakt.

③Plantfabrieken. Momenteel is het snelste en meest gebruikte plantenverlichtingssysteem de volledig kunstmatige lichtfabriek, die per categorie is onderverdeeld in gecentraliseerde meerlaagse en gedistribueerde verplaatsbare fabrieksfabrieken. De ontwikkeling van kunstlichtfabrieken in China gaat zeer snel. Het belangrijkste investeringsorgaan van de gecentraliseerde meerlaagse, volledig kunstmatige lichtfabriek bestaat niet uit traditionele landbouwbedrijven, maar uit bedrijven die zich bezighouden met halfgeleider- en consumentenelektronicaproducten, zoals Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong en ook COFCO en Xi Cui en andere nieuwe moderne landbouwbedrijven. In gedistribueerde en mobiele fabrieksfabrieken worden zeecontainers (nieuwe containers of reconstructie van tweedehands containers) nog steeds als standaardvervoerders gebruikt. De plantverlichtingssystemen van alle kunstplanten maken meestal gebruik van lineaire of flat-panel array-verlichtingssystemen, en het aantal geplante variëteiten blijft groeien. Verschillende experimentele lichtformules LED-lichtbronnen worden op grote schaal en op grote schaal gebruikt. De producten op de markt zijn vooral groene bladgroenten.

④Planten van huishoudelijke planten. LED kan worden gebruikt in tafellampen voor huishoudelijke planten, plantrekken voor huishoudelijke planten, huishoudelijke groenteteeltmachines, enz.

⑤Teelt van geneeskrachtige planten. Bij de teelt van geneeskrachtige planten zijn planten als Anoectochilus en Lithospermum betrokken. Producten in deze markten hebben een hogere economische waarde en vormen momenteel een industrie met meer toepassingen voor fabrieksverlichting. Daarnaast heeft de legalisering van de cannabisteelt in Noord-Amerika en delen van Europa de toepassing van LED-groeiverlichting op het gebied van de cannabisteelt bevorderd.

⑥Bloeiende lichten. Als onmisbaar hulpmiddel voor het aanpassen van de bloeitijd van bloemen in de bloementuinbouw, waren gloeilampen de eerste toepassing van bloeilampen, gevolgd door energiebesparende fluorescentielampen. Met de ontwikkeling van de LED-industrialisatie hebben geleidelijk meer bloeiende verlichtingsarmaturen van het LED-type de traditionele lampen vervangen.

⑦Plantweefselkweek. Traditionele lichtbronnen voor weefselkweek zijn voornamelijk witte fluorescentielampen, die een laag lichtrendement en een grote warmteontwikkeling hebben. LED's zijn meer geschikt voor efficiënte, regelbare en compacte plantenweefselkweek vanwege hun uitstekende eigenschappen, zoals een laag energieverbruik, lage warmteontwikkeling en een lange levensduur. Momenteel vervangen witte LED-buizen geleidelijk de witte fluorescentielampen.

4. Regionale distributie van groeiverlichtingsbedrijven

Volgens de statistieken zijn er momenteel meer dan 300 groeiverlichtingsbedrijven in mijn land, en groeiverlichtingsbedrijven in het Pearl River Delta-gebied zijn goed voor meer dan 50%, en zij bevinden zich al in een belangrijke positie. Kweekverlichtingsbedrijven in de Yangtze River Delta zijn goed voor ongeveer 30% en het is nog steeds een belangrijk productiegebied voor kweekverlichtingsproducten. Traditionele kweeklampenbedrijven worden voornamelijk gedistribueerd in de Yangtze River Delta, de Pearl River Delta en de Bohai Rim, waarvan de Yangtze River Delta 53% voor zijn rekening neemt, en de Pearl River Delta en de Bohai Rim respectievelijk 24% en 22% vertegenwoordigen. . De belangrijkste distributiegebieden van fabrikanten van LED-groeiverlichting zijn de Pearl River Delta (62%), de Yangtze River Delta (20%) en de Bohai Rim (12%).

B. Ontwikkelingstrend van de LED-groeiverlichtingsindustrie

1. Specialisatie

LED-kweekverlichting heeft de kenmerken van een instelbaar spectrum en lichtintensiteit, een lage totale warmteontwikkeling en goede waterdichte prestaties, waardoor het geschikt is voor kweekverlichting in verschillende scènes. Tegelijkertijd hebben veranderingen in de natuurlijke omgeving en het streven van mensen naar voedselkwaliteit de krachtige ontwikkeling van de facilitaire landbouw en kweekfabrieken bevorderd, en de LED-groeiverlichtingsindustrie naar 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 groenten en fruit. De LED-lichtbron voor kweekverlichting zal zich met de geleidelijke specialisatie van de industrie verder ontwikkelen en in een meer gerichte richting bewegen.

2. Hoog rendement

De verbetering van de lichtefficiëntie en energie-efficiëntie is de sleutel tot het sterk verlagen van de bedrijfskosten van fabrieksverlichting. Het gebruik van LED's ter vervanging van traditionele lampen en de dynamische optimalisatie en aanpassing van de lichtomgeving volgens de lichtformulevereisten van de planten vanaf het zaailingstadium tot het oogststadium 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 in combinatie met een 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 voor de gezondheidszorg te verhogen.

Volgens schattingen bedraagt ​​de huidige nationale vraag naar groentezaailingen 680 miljard, terwijl de productiecapaciteit van fabriekszaailingen minder dan 10% bedraagt. De pootgoedindustrie stelt hogere milieueisen. Het productieseizoen is voornamelijk winter en lente. Natuurlijk licht is zwak en kunstmatig aanvullend licht is nodig. Plantengroeiverlichting heeft een relatief hoge input 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 hoge luchtvochtigheid kan de genezing van geënte zaailingen bevorderen. Aanvullend licht bij het planten van kasgroenten kan het gebrek aan natuurlijk licht compenseren, de fotosynthese-efficiëntie van planten verbeteren, de bloei en vruchtvorming bevorderen, de opbrengst verhogen en de productkwaliteit verbeteren. LED-groeiverlichting heeft brede toepassingsmogelijkheden in groentezaailingen en glastuinbouw.

3. Intelligent

Voor plantengroeiverlichting bestaat een sterke vraag naar real-time controle over de lichtkwaliteit en de lichtkwantiteit. Met de verbetering van intelligente besturingstechnologie en de toepassing van het internet der dingen kan een verscheidenheid aan monochromatische spectrums en intelligente besturingssystemen tijdcontrole, lichtregeling en, afhankelijk van de groeistatus van planten, tijdige aanpassing van de lichtkwaliteit en lichtopbrengst realiseren. zal ongetwijfeld de belangrijkste trend worden in de toekomstige ontwikkeling van de verlichtingstechnologie voor plantengroei.