Oorspronkelijke bron: Houcheng Liu.Ontwikkelingsstatus en trend van de LED-installatieverlichtingsindustrie[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Bron artikel: Materiaal eens diep

Licht is de fundamentele omgevingsfactor voor de groei en ontwikkeling van planten.Licht levert niet alleen energie voor plantengroei door middel van fotosynthese, maar is ook een belangrijke regulator van plantengroei en -ontwikkeling.Kunstlichtsupplement of volledige kunstmatige lichtbestraling kan 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.
Kunstmatige lichtbrontechnologie wordt steeds vaker gebruikt op het gebied van plantenverlichting.LED heeft veel voordelen zoals een hoge lichtopbrengst, lage warmteontwikkeling, kleine afmetingen, lange levensduur en vele andere voordelen.Het heeft duidelijke voordelen op het gebied van kweekverlichting.De groeiverlichtingsindustrie zal geleidelijk LED-verlichtingsarmaturen voor de plantenteelt gaan gebruiken.

A.De ontwikkelingsstatus van de LED-groeiverlichtingsindustrie 

1.LED-pakket voor kweekverlichting

Op het gebied van LED-verpakkingen voor kweekverlichting zijn er veel soorten verpakkingsapparaten en is 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 witlichtreeks van kweekverlichting, rekening houdend met plantengroeikenmerken en gehumaniseerde verlichtingsomgeving, hebben grotere technische voordelen op het gebied van betrouwbaarheid, licht efficiëntie, fotosynthetische stralingskenmerken van verschillende planten in verschillende groeicycli, waaronder verschillende soorten high-power, medium power en low-power planten van verschillende groottes producten, 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 plantengroei en energiebesparing.

Een groot aantal kernoctrooien voor epitaxiale chipwafels is nog steeds in handen van vroege toonaangevende bedrijven zoals het Japanse Nichia en het Amerikaanse Career.Binnenlandse chipfabrikanten missen nog steeds gepatenteerde producten met concurrentievermogen op de markt.Tegelijkertijd ontwikkelen veel bedrijven ook nieuwe technologieën op het gebied van kweekverlichtingsverpakkingschips.De dunne-filmchiptechnologie van Osram maakt het bijvoorbeeld mogelijk om chips dicht op elkaar te verpakken om zo een groot verlichtingsoppervlak te creëren.Op basis van deze technologie kan een hoog rendement LED-verlichtingssysteem met een golflengte van 660nm 40% van het energieverbruik in de teeltruimte 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 branche: ①Meerdere monochromatische lichtcombinatieschema's.De drie meest effectieve spectra voor fotosynthese bij planten zijn voornamelijk het spectrum met pieken bij 450 nm en 660 nm, de 730 nm-band voor het induceren van plantbloei, 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.②Volledig spectrumschema om volledige dekking van het vraagspectrum van de plant te bereiken.Dit type spectrum dat overeenkomt met de SUNLIKE-chip die wordt vertegenwoordigd door Seoul Semiconductor en Samsung, is misschien niet het meest efficiënte, maar het is geschikt voor alle planten en de kosten zijn veel lager dan die van monochromatische lichtcombinatieoplossingen.③ Gebruik wit licht met volledig spectrum als steunpilaar, plus 660nm rood licht als combinatieschema om de effectiviteit van het spectrum te verbeteren.Dit schema is zuiniger en praktischer.

Planten groeien verlichting monochromatisch licht LED-chips (de belangrijkste golflengten zijn 450nm, 660nm, 730nm) verpakkingsapparaten worden gedekt door veel binnenlandse en buitenlandse bedrijven, terwijl binnenlandse producten diverser zijn en meer specificaties hebben, en producten van buitenlandse fabrikanten meer gestandaardiseerd zijn.Tegelijkertijd is er op het gebied van fotosynthetische fotonenflux, lichtefficiëntie, enz. nog steeds een grote kloof tussen binnen- 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 (450-730nm).

Monochromatische LED plantengroeilampen zijn niet geschikt voor de groei van alle planten.Daarom worden de voordelen van full-spectrum LED's benadrukt.Het volledige spectrum moet eerst volledige dekking van het volledige spectrum van zichtbaar licht (400-700 nm) bereiken en de prestaties van deze twee banden verbeteren: blauwgroen licht (470-510 nm), dieprood licht (660-700 nm).Gebruik een gewone blauwe LED of ultraviolette LED-chip met fosfor om het "volledige" spectrum te bereiken, en de fotosynthese-efficiëntie heeft zijn eigen hoge en lage.De meeste fabrikanten van witte LED-verpakkingen 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 verpakkingsinrichtingen 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.

Wat LED-producten met een smalle golflengte betreft, kunnen de meeste verpakkingsleveranciers klanten voorzien van verschillende golflengteproducten in de 365-740nm-band.Wat betreft het spectrum van plantenverlichting dat wordt omgezet door fosforen, hebben de meeste verpakkingsfabrikanten een verscheidenheid aan spectrums waaruit klanten kunnen kiezen.In vergelijking met 2016 is de omzetgroei in 2017 aanzienlijk gestegen.Onder hen is de groeisnelheid van 660nm LED-lichtbron geconcentreerd in 20% -50%, en de omzetgroei van fosfor-geconverteerde 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.Deze lichtbronnen bieden verlichtingsfabrikanten een goede flexibiliteit bij het ontwerpen van verlichting.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 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, fabrieken voor volledig kunstmatige verlichting, plantenweefselkweek, buitenlandbouwveldverlichting, huishoudelijke groenten en bloemenplanten, en laboratoriumonderzoek.

①In zonnekassen en meerkapserassen is het aandeel kunstlicht voor aanvullende verlichting nog laag en zijn metaalhalogeenlampen en hogedruknatriumlampen de belangrijkste.De penetratiegraad van LED-groeiverlichtingssystemen is relatief laag, maar de groei begint te versnellen naarmate de kosten dalen.De belangrijkste reden is dat gebruikers langdurige ervaring hebben met het gebruik van metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen, en het gebruik van metaalhalogenidelampen en hogedruknatriumlampen kan ongeveer 6% tot 8% van de warmte-energie leveren voor de broeikas en vermijdt brandwonden aan planten.Het LED-groeiverlichtingssysteem bood geen specifieke en effectieve instructies en gegevensondersteuning, waardoor de toepassing ervan in daglicht- en meerkapserassen vertraagde.Op dit moment vormen kleinschalige demonstratietoepassingen nog de pijler.Aangezien LED een koude lichtbron is, kan het relatief dicht bij het bladerdak van planten worden geplaatst, wat resulteert in minder invloed op de temperatuur.In daglicht- en meerkapkassen wordt LED-groeiverlichting vaker toegepast bij de interplantteelt.

②Toepassing buitenlandbouw.De penetratie en toepassing van plantbelichting in de facilitaire landbouw is relatief traag verlopen, terwijl de toepassing van LED-plantbelichtingssystemen (fotoperioderegeling) voor langedaggewassen met een hoge economische waarde in de volle grond (zoals drakenfruit) een snelle ontwikkeling heeft doorgemaakt.

③Plant fabrieken.Momenteel is het snelste en meest gebruikte plantverlichtingssysteem de volledig kunstmatige lichtplantfabriek, die per categorie is onderverdeeld in gecentraliseerde meerlagige en gedistribueerde verplaatsbare plantfabrieken.De ontwikkeling van fabrieken voor kunstlichtplanten in China gaat razendsnel.Het belangrijkste investeringsorgaan van de gecentraliseerde meerlagige fabriek voor volledig kunstmatige lichtinstallaties zijn geen traditionele landbouwbedrijven, maar meer bedrijven die zich bezighouden met halfgeleiders en consumentenelektronica, zoals Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong en ook COFCO en Xi Cui en andere nieuwe moderne agrarische bedrijven.In gedistribueerde en mobiele fabrieken worden zeecontainers (nieuwe containers of reconstructie van tweedehands containers) nog steeds gebruikt als standaarddragers.De plantverlichtingssystemen van alle kunstplanten maken meestal gebruik van lineaire of flat-panel array-verlichtingssystemen, en het aantal geplante variëteiten blijft groeien.Verschillende experimentele lichtformule LED-lichtbronnen beginnen op grote schaal en op grote schaal te worden gebruikt.De producten op de markt zijn voornamelijk groene bladgroenten.

④Planting van huishoudelijke planten.LED kan worden gebruikt in tafellampen voor huishoudelijke planten, plantenrekken voor huishoudelijke planten, groenteteeltmachines voor huishoudelijk gebruik, 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 zijn momenteel een industrie met meer toepassingen voor plantenverlichting.Daarnaast heeft de legalisering van de cannabisteelt in Noord-Amerika en delen van Europa de toepassing van LED-kweekverlichting op het gebied van de cannabisteelt bevorderd.

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

⑦ Plantaardige weefselkweek.Traditionele lichtbronnen voor weefselkweek zijn voornamelijk witte fluorescentielampen, die een laag lichtrendement en een grote warmteontwikkeling hebben.LED's zijn meer geschikt voor een efficiënte, controleerbare en compacte weefselkweek van planten vanwege hun uitstekende eigenschappen zoals een laag stroomverbruik, lage warmteontwikkeling en een lange levensduur.Op dit moment vervangen witte led-buizen geleidelijk witte TL-lampen.

4. Regionale spreiding 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 ze hebben al 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 groeilampbedrijven worden voornamelijk gedistribueerd 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 respectievelijk goed voor 24% en 22% .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 instelbaar spectrum en lichtintensiteit, lage algehele warmteontwikkeling 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 facilitaire landbouw en kweekfabrieken bevorderd en de LED-groeiverlichtingsindustrie in een periode van snelle ontwikkeling gebracht.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 groeiverlichting 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 lichtformule-eisen van de planten vanaf het zaailingstadium tot het oogststadium zijn de onvermijdelijke trends van verfijnde landbouw in de toekomst.Wat betreft het verbeteren van de opbrengst, kan het in fasen en regio's worden gekweekt in combinatie met een lichte formule volgens de ontwikkelingskenmerken van planten om de productie-efficiëntie en opbrengst in elk stadium te verbeteren.In termen van kwaliteitsverbetering kunnen voedingsregulatie en lichtregulatie worden gebruikt om het gehalte aan voedingsstoffen en andere functionele ingrediënten voor de gezondheidszorg te verhogen.

Volgens schattingen is de huidige nationale vraag naar groentezaailingen 680 miljard, terwijl de productiecapaciteit van fabriekszaailingen minder dan 10% bedraagt.De zaailingenindustrie stelt hogere milieueisen.Het productieseizoen is meestal winter en lente.Natuurlijk licht is zwak en kunstmatig aanvullend licht is nodig.Plantenkweekverlichting heeft een relatief hoge input en output en een hoge mate van acceptatie van input.LED heeft unieke voordelen, omdat groenten en fruit (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.Extra licht voor het planten van kasgroenten kan het gebrek aan natuurlijk licht compenseren, de fotosynthese-efficiëntie van planten verbeteren, bloei en vruchtvorming bevorderen, de opbrengst verhogen en de productkwaliteit verbeteren.LED-kweekverlichting heeft brede toepassingsmogelijkheden in groentezaailingen en de teelt in kassen.

3. Intelligent

Plantenkweekverlichting heeft een sterke vraag naar real-time controle van lichtkwaliteit en lichtkwantiteit.Met de verbetering van intelligente regeltechnologie en de toepassing van het internet der dingen, kan een verscheidenheid aan monochromatische spectrums en intelligente regelsystemen tijdregeling, 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 verlichtingstechnologie voor plantengroei.