一, Valgusallika funktsioonide võrdlus: LED ei ole ainus võimalus, kuid sellel on palju eeliseid.
1. Spektriga manipuleerimise võimalus: LED-i "täpne löök" ja muud tüüpi valgusallikate "lai{1}}spekterkatvus".
Kasutades pooljuhtluminestsentsi, suudavad LED taimevalgustid täpselt sobitada oluliste lainepikkuste ribadega, nagu punane valgus (600–700 nm) ja sinine valgus (400–500 nm). Uuringud näitavad, et LED-valgusallikate kasutamine, mille punase ja sinise valguse suhe on 4:1 tomatite õitsemise ajal, võib suurendada viljade tardumist 27% ja C-vitamiini sisaldust 15%. Kõrgsurve naatriumlampide spekter on sarnane päikesevalgusele, kuid ainult 30% valgusest on punane ja vähem kui 5% sinine. Seega tuleb spektri muutmiseks kasutada filtrit, mis põhjustab enam kui 40% energiakadu.
Lasersünteesi spektroskoopia tehnika on uus viis spektri kohandamiseks, kasutades paljusid laservalguse lainepikkusi. See töötab eriti hästi kaugpunase valguse (700–750 nm) lisamiseks. Tehasetehase katses oli lasertäitevalgusega salatis 8% rohkem klorofülli kui LED-valgusega salatis, kuid lasertäitevalguse seadmed maksid kolm korda rohkem. See on kasulik ainult põllukultuuridele, mis lisavad praegu palju väärtust.
2. Energiatõhusus ja soojuse juhtimine: LED-i "külma valgusallika" tööviisi muutmine, et see paremini toimiks
LED-id suudavad 50–60% saadavast valgusest elektriks muundada. See on kaks korda parem kui kõrgsurve-naatriumlambid, mis muundavad vaid 30% saadavast valgusest. Näiteks 400 W LED-lisavalgustussüsteem kasutab üheaakrilises kasvuhoones ligikaudu 1200 kWh võimsust aastas. Sama heledusega 1000 W kõrgsurve{11}}naatriumlambisüsteem kasutab aastas 3600 kWh võimsust. Veelgi olulisem on see, et LED-i saab kiiritada 10 cm kaugusel taime lähedalt, kui selle pinnatemperatuur on alla 40 kraadi. Kõrgsurve naatriumlamp peab aga jääma taimest kaugemale kui 1,5 meetrit, kui selle pinnatemperatuur on üle 200 kraadi, mis tähendab, et ainult 60% selle kasutatavast valgusenergiast on efektiivne.
3. Eluiga ja hoolduskulud: LED-i "pikaajaline" eelis
LED taimevalgustid kestavad 50 000 tundi, mis on 2,5 korda kauem kui kõrgsurve-naatriumvalgustid, mis kestavad 20 000 tundi. LED-id peavad vastu 8,5 aastat 16-tunnise igapäevase kasutusega, kuid kõrgsurve{9}}naatriumlampe tuleb vahetada iga 3 aasta järel. Suur juurviljabaas näitab, et LED-süsteemi keskmine aastane hoolduskulu on 0,8 jüaani ruutmeetri kohta, samas kui kõrgsurvega naatriumlampide süsteemi ülalpidamine on 2,3 jüaani ruutmeetri kohta.
2. Rakendusstsenaariumide eristamine: valgusallikate valiku tehnikad erinevate vajaduste alusel
1. Suure-väärtusega kärpid: LED on nüüd standardfunktsioon.
Väärtuslikes valdkondades, nagu lilled ja ravimtaimed, toob LED-i võime spektrit täpselt reguleerida otsest majanduslikku kasu. Pärast täisspektriga LED-lisavalgustuse kasutamist teatud orhideede istutusbaasis Yunnanis nihutati õitsemisperioodi 15 päeva võrra ja ekspordiühiku hind tõusis 40%. LED-valgustid suudavad pakkuda ühtlast valgust koekultuuri seemikute kasvatamiseks. Nad suudavad hoida valguse intensiivsuse erinevust koekultuuri pudelis ± 5% piires, mis suurendab oluliselt proliferatsioonikoefitsienti.
2. Suure hulga köögiviljade kasvatamine: palju võimalusi, kui raha napib
Põhjas, kus talvel köögivilju kasvatatakse, on LED-täitevalgustite süsteemi esimene maksumus umbes 80 jüaani ruutmeetri kohta, mis on 2,7 korda suurem kui kõrgrõhu{2}}naatriumlambi süsteemi hind (30 jüaani ruutmeetri kohta). Kuid kuna see kasutab vähem energiat, võivad LED-tuled end ära tasuda kolme aastaga. Piiratud rahaliste vahenditega põllumehed saavad kasutada hübriidlahendust "LED-ülemine täitevalgusti + kõrgrõhu{7}}naatriumlambi külgtäitevalgusti". Nad saavad kasutada LED-tulesid olulistes kasvufaasides ja lülituda üle-kõrgsurve naatriumlampidele igapäevaste hooldusintervallide ajal, et saavutada parimad tulemused madalaima kuluga.
3. Äärmuslik keskkonnareaktsioon: LED-i paindlikkus
Kirde-Hiinas on talvel tavaline sünge ja lumine ilm, mis tähendab, et päikesevalgust pole piisavalt. Heilongjiangi provintsi köögiviljabaasis kasutatakse laserlisavalgusüsteemi. See töötab hästi ka -30 kraadi juures. Maasoojuspumbaga kasutamisel saab see reguleerida temperatuuri ja valgust koos, mis annab kurgisaagi, mis on 2,3 korda suurem kui avamaal kasvatamisel. Kuid vanamoodsatel valgusallikatel on puudusi, nagu näiteks raske käivitamine ja valguse kadumine madalatel temperatuuridel.
3, tehnoloogilise evolutsiooni suundumus: läbimurre LED-i "evolutsiooniteoorias" ja muudes võimalustes
1. LED-tehnoloogia on muutunud ühest valgusallikast nutikateks süsteemideks.
Uutel LED-taimevalgustitel on sisseehitatud valgusandurid ja AI-algoritmid. Need võivad taimede kasvust lähtuvalt automaatselt spektrit muuta. Nutikas kasvuhoonekatses leiti, et dünaamilise spektrikontrolli LED-süsteemi kasutamine vähendas salati kasvutsüklit 20% ja muutis lämmastikväetise kasutamise 18% tõhusamaks. Uued uuendused nagu kokkupandavad LED-kiled ja painduvad LED-ribad purustavad ka klassikaliste valgustite vormi.
2. Läbimurre alternatiivsetes tehnoloogiates: võimalikud probleemid OLED-i ja laseriga
Laser-lisavalgustus on kulukas, kuigi pakub tumedate lehtedega põllukultuuridele selgeid eeliseid. Uurimisrühm on avastanud, et lasertäitmine võib spinati rauasisaldust tõsta 22%. Seadme maht on vaid 1/5 LED-i mahust. OLED-i taimevalgustitel on pinnavalgusallikad, mis muudavad need suurepäraseks kolmemõõtmeliseks-harimiseks, kuna need ei heida varje. Kuid need kestavad vaid 10 000 tundi, seega pole nad veel turuläve saavutanud.
3. Poliitika ja turupõhine: LED-ide kasutuselevõtu kiirendamine
Paljud valdkonnad on kehtestanud energiasäästu{0}toetuse poliitika rajatiste põllumajandusele, mis on osa kahe süsinikuheite eesmärgi saavutamisest. Need poliitikad annavad LED-täitevalgustisüsteemidele 30–50% ostutoetust. LED-taimevalgustite hind on langenud 5 jüaanilt vati kohta 2018. aastal 1,2 jüaanile vati kohta 2025. aastal, mis on lähedal kõrgsurve-naatriumlampide hinnale. Tööstusuuringud näitavad, et aastaks 2028 kasutab 75% taimede valgustustest LED-e.
4, Otsuse raamistik: kuidas valida parim valgustus?
Põllukultuuri tüüp: kõrge -väärtusega-lisandkultuurid on esikohal LED-valgusdioodid ja suuremahulisi põllukultuure saab kasutamiseks segada.
Laser- või LED-valgusteid saab kasutada väga külmades kohtades ja kõrgsurve{0}}naatriumlampe saab kasutada kohtades, mis pole liiga külmad.
Investeeringute tsükkel: pikaajaliste{0}}istutustööde puhul võib kasutada LED-tulesid, kuid lühiajalistes-projektides tavalisi tulesid.
Tehniline võime: dünaamilise spektriga LED-e kasutavad nutikate juhtimisfunktsioonidega alused, traditsioonilised alused aga fikseeritud spektritooteid.
