一,Det tekniske prinsippet er flere måter fotoner sendes ut på.
1. Hoveddelen av hvordan LED-lys fungerer
Lysdioder (Light Emitting Diodes) sender ut lys med visse bølgelengder ved å rekombinere elektroner og hull i halvlederhalvledere. Materialets båndgapbredde setter spektralområdet. For eksempel:
InGaN-basert brikke: sender ut blått lys mellom 450 og 470 nm, som brukes til plantevekststadiet når de trenger næringsstoffer;
AlGaInP-basert brikke: avgir rødt lys mellom 620 og 660 nm for å hjelpe blomstene med å blomstre og frukten modnes.
Teknologi for å konvertere fosfor: Når du skinner blått lys på gult fluorescerende pulver, lager det et fullt-hvitt lys som ser ut som naturlig lys.
Lysdioder kan produsere mer enn 200 lm/W lys, har lav lysnedbrytningshastighet og varer i mer enn 50 000 timer. Dette er mye bedre enn tradisjonelle lyskilder.
2. Spesialdesignede vokselamper for planter
En plantevekstlampe er en unik lyskilde laget for fotosyntese. Det er to typer tekniske veier for det:
Spesialisert LED-plantelys: bruk av en blanding av røde og blå brikker (som et 3:1-forhold) eller tilsetning av langt rødt lys (730nm) for å kontrollere hvordan planter vokser og endrer form.
Forbedringstyper for tradisjonelle lyskilder inkluderer høytrykksnatriumlamper (HPS) som øker mengden rødt spekterlys, eller fluorescerende lamper som inneholder fosfor fra sjeldne jordarter for å øke ytelsen til visse bånd.
Philips GrowWise-systemet endrer for eksempel mengden rødt (660 nm), blått (450 nm) og hvitt lys det bruker for å få 15 % høyere tomatproduksjon og 20 % høyere vitamin C-innhold.
2, Spectral Design: Finne en balanse mellom hva planter trenger og hvordan ting ser ut
1. Hvordan plantefotosyntese avhenger av bølgelengde
Planteklorofyll absorberer blått lys best mellom 400 og 500 nm og rødt lys best mellom 600 og 700 nm.
Blått lys (450nm) hindrer stammer i å vokse lenger, bidrar til å lage mer klorofyll og utnytter nitrogen bedre;
Rødt lys (660 nm) bidrar til å lage blomstrende hormoner som zeatin og får fruktsukker til å bygge seg opp raskere.
Langt rødt lys (730nm): Styrer responsen til å unngå skygge ved å endre R/FR-forholdet for å forbedre strukturen til planten.
Eksperimenter har vist at et rødt til blått lysforhold på 4:1 øker tørrstoffakkumuleringen i salat med 30 %, mens planter er mottakelige for ernæringsmessig ubalanse når de utsettes for monokromatisk lys.
2. Den spektrale strategien til LED-lys og belysning for plantevekst
Universal LED-lys bruker stort sett fullt spekter av hvitt lys, som dekker bølgelengdeområdet 400–700nm. Men fordi de har et fast forhold mellom rødt og blått lys (omtrent 1:2), er det vanskelig å matche behovene til plantevekstsyklusen.
En lampe for dyrking av planter: For eksempel kan en multi-brikkekombinasjon gjøre spekteret justerbart:
Ernæringsmessig vekstperiode: Forholdet mellom rødt og blått lys er 3:1, noe som hjelper bladene til å vokse.
Reproduktiv vekstperiode: For å få planter til å blomstre, øke mengden av langt rødt lys til 15 %.
Øk mengden rødt lys til 70 % under fruktsvellingsstadiet og gjør det lettere for sukker å endre seg.
Mirai-fabrikken i Japan bruker flerlags spektrumkontroll for å øke VC-innholdet i salat til 1,8 ganger det for å plante det ute og kutte produksjonssyklusen med 20 %.
3,Sammenligning av energieffektivitet: Hovedforskjeller i langsiktige-driftskostnader
1. Håndtering av varme- og lyseffektivitet
LED-lys: De har en elektro-optisk konverteringseffektivitet på omtrent 60 % og lager ikke mye varme, så de kan plasseres nærme plantekronen (10–30 cm) for å gjøre lysintensiteten per arealenhet 3–5 ganger sterkere;
Vanlig plantevekstlys:
HPS-lampe: Fordi den bare fungerer 30 % av tiden, må mye varme slippes ut gjennom klimaanlegget, noe som gjør at energibruken går opp med 40 %.
Fluorescerende lampe: Virkningsgraden er omtrent 50 %, men spekteret er spredt, så du må bruke mer enn én lampe for å få jobben gjort.
2. Analysere kostnadene ved livssyklusen
For eksempel, en vertikal gård i Shenzhen:
LED-system: Den opprinnelige kostnaden er betydelig, men det årlige strømforbruket er bare 120 000 kWh, og vedlikeholdet er billig.
HPS-systemet har en beskjeden startkostnad, men det bruker 280 000 kWh strøm hvert år og pærene må skiftes annethvert år, noe som gjør totalkostnaden svært høy.
De totale eierkostnadene (TCO) for LED-systemer er 35 % lavere enn for HPS-systemer over en 5-års periode, og mengden plass de bruker er 8 ganger større.
4, Anvendelse i industrien: flytting fra laboratoriet til kommersielle produksjonsinnstillinger
1. Plantefabrikk: en standard for å lage ting i fabrikker
Sky Greens i Singapore bruker et A-formet tre-vekststativ med LED-lysstriper på hvert lag som kan endres til forskjellige vinkler. Tilnærmingen med «rødt morgenlys + blått ettermiddagslys»-tids-delingslys øker utbyttet av grønne grønnsaker per arealenhet med fire ganger og reduserer vannforbruket med 92 %.
2. Vertikal jordbruk: En endring i hvordan byer bruker plass
Et LED-flerlagsdyrkingssystem brukes i et Dubai-prosjekt hvor det er lite vann. Denne teknikken bruker kun 2,5 liter vann per kilo grønnsaker, noe som sparer 98 % vann sammenlignet med tradisjonelle gårder. Den bruker også dynamisk spektrumkontroll for å holde produksjonen i gang hele året.
3. Hagearbeid hjemme: gjør personlig planting mer populært
AeroGarden-seriens produkter har røde, blå og hvite LED-lys som kan styres av en app. Dette kan kutte vekstsyklusen til vaniljeplanter med 30 % og gjøre planting på en balkong fem ganger mer effektiv.
4. Problemer og bruk av gamle-LED-lys
Universelle LED-lys kan forårsake en 7-dagers forsinkelse i blomstringsperioden for krysantemum fordi spekteret deres er fast. I stadiet med dyrking av salatfrøplanter, hvor stilkforlengelse må stoppes, vil LED-lys som ikke har langt rødt lys sannsynligvis vokse for mye og senke utbyttet av produktet.
