Orihinal na Pinagmulan: Houcheng Liu. Katayuan ng pag-unlad at kalakaran ng industriya ng pag-iilaw ng halaman ng LED[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Pinagmulan ng Artikulo: Material Once Deep

Ang liwanag ay ang pangunahing kadahilanan sa kapaligiran ng paglago at pag-unlad ng halaman. Ang liwanag ay hindi lamang nagbibigay ng enerhiya para sa paglago ng halaman sa pamamagitan ng photosynthesis, ngunit ito rin ay isang mahalagang regulator ng paglago at pag-unlad ng halaman. Ang artificial light supplement o full artificial light irradiation ay maaaring magsulong ng paglago ng halaman, pataasin ang ani, pagandahin ang hugis ng produkto, kulay, pagandahin ang mga functional na bahagi, at bawasan ang paglitaw ng mga sakit at peste. Ngayon, ibabahagi ko sa iyo ang katayuan ng pag-unlad at kalakaran ng industriya ng pag-iilaw ng halaman.
Ang teknolohiya ng artipisyal na pinagmumulan ng liwanag ay higit at mas malawak na ginagamit sa larangan ng pag-iilaw ng halaman. Ang LED ay may maraming mga pakinabang tulad ng mataas na kahusayan sa liwanag, mababang henerasyon ng init, maliit na sukat, mahabang buhay at maraming iba pang mga pakinabang. Ito ay may malinaw na mga pakinabang sa larangan ng paglaki ng pag-iilaw. Ang paglago ng industriya ng ilaw ay unti-unting magpapatibay ng mga LED lighting fixture para sa paglilinang ng halaman.

A. Ang katayuan ng pag-unlad ng industriya ng pag-iilaw ng LED na lumalaki 

1.LED na pakete para sa pagpapalaki ng ilaw

Sa larangan ng grow lighting LED packaging, maraming uri ng packaging device, at walang pinag-isang sistema ng pagsukat at pagsusuri. Samakatuwid, kumpara sa mga domestic na produkto, ang mga dayuhang tagagawa ay pangunahing nakatuon sa mga direksyon ng high-power, cob at module, na isinasaalang-alang ang white light series ng grow lighting, isinasaalang-alang ang mga katangian ng paglago ng halaman at humanized na kapaligiran sa pag-iilaw, ay may higit na teknikal na mga pakinabang sa pagiging maaasahan, liwanag. kahusayan, mga katangian ng photosynthetic radiation ng iba't ibang mga halaman sa iba't ibang mga cycle ng paglago, kabilang ang iba't ibang uri ng mga high-power, medium power at low-power na mga halaman ng iba't ibang laki ng mga produkto, upang matugunan ang mga pangangailangan ng iba't ibang mga halaman sa iba't ibang mga kapaligiran sa paglago, na umaasang makamit ang layunin ng pag-maximize ng paglago ng halaman at pagtitipid ng enerhiya.

Ang isang malaking bilang ng mga pangunahing patent para sa mga chip epitaxial wafer ay nasa kamay pa rin ng mga naunang nangungunang kumpanya tulad ng Nichia ng Japan at American Career. Ang mga domestic chip manufacturer ay kulang pa rin sa mga patentadong produkto na may competitiveness sa merkado. Kasabay nito, maraming mga kumpanya ang bumubuo din ng mga bagong teknolohiya sa larangan ng paglaki ng mga chips ng packaging ng pag-iilaw. Halimbawa, ang teknolohiya ng thin film chip ng Osram ay nagbibigay-daan sa mga chips na mai-package nang malapit nang magkasama upang lumikha ng isang malawak na lugar na ibabaw ng ilaw. Batay sa teknolohiyang ito, ang isang high-efficiency LED lighting system na may wavelength na 660nm ay makakabawas ng 40% ng konsumo ng enerhiya sa cultivation area.

2. Palakihin ang lighting spectrum at mga device
Ang spectrum ng pag-iilaw ng halaman ay mas kumplikado at magkakaibang. Ang iba't ibang mga halaman ay may malaking pagkakaiba sa kinakailangang spectra sa iba't ibang mga siklo ng paglago at maging sa iba't ibang mga kapaligiran ng paglago. Upang matugunan ang magkakaibang pangangailangang ito, kasalukuyang may mga sumusunod na scheme sa industriya: ①Maramihang monochromatic light combination scheme. Ang tatlong pinaka-epektibong spectra para sa photosynthesis ng halaman ay pangunahin ang spectrum na may mga taluktok sa 450nm at 660nm, ang 730nm band para sa pag-udyok sa pamumulaklak ng halaman, kasama ang berdeng ilaw na 525nm at ang ultraviolet band sa ibaba 380nm. Pagsamahin ang mga ganitong uri ng spectra ayon sa iba't ibang pangangailangan ng mga halaman upang mabuo ang pinaka-angkop na spectrum. ②Full spectrum scheme para makamit ang buong saklaw ng plant demand spectrum. Ang ganitong uri ng spectrum na tumutugma sa SUNLIKE chip na kinakatawan ng Seoul Semiconductor at Samsung ay maaaring hindi ang pinaka-epektibo, ngunit ito ay angkop para sa lahat ng mga halaman, at ang gastos ay mas mababa kaysa sa mga monochromatic light combination na solusyon. ③Gumamit ng full-spectrum na puting ilaw bilang mainstay, kasama ang 660nm na pulang ilaw bilang scheme ng kumbinasyon upang mapabuti ang pagiging epektibo ng spectrum. Ang pamamaraan na ito ay mas matipid at praktikal.

Plant grow lighting monochromatic light LED chips (ang pangunahing wavelength ay 450nm, 660nm, 730nm) na mga packaging device ay sakop ng maraming domestic at foreign company, habang ang mga domestic na produkto ay mas magkakaibang at may mas maraming mga detalye, at ang mga produkto ng mga banyagang tagagawa ay mas standardized. Kasabay nito, sa mga tuntunin ng photosynthetic photon flux , Light efficiency, atbp, mayroon pa ring malaking agwat sa pagitan ng mga domestic at foreign packaging manufacturer. Para sa pag-iilaw ng halaman na mga monochromatic light packaging device, bilang karagdagan sa mga produkto na may pangunahing wavelength band na 450nm, 660nm, at 730nm, maraming mga tagagawa ay gumagawa din ng mga bagong produkto sa iba pang mga wavelength band upang mapagtanto ang kumpletong saklaw para sa photo-synthetically active radiation (PAR) wavelength (450-730nm).

Ang monochromatic LED na mga ilaw sa paglago ng halaman ay hindi angkop para sa paglago ng lahat ng mga halaman. Samakatuwid, ang mga pakinabang ng full-spectrum LEDs ay naka-highlight. Ang buong spectrum ay dapat munang makamit ang buong saklaw ng buong spectrum ng nakikitang liwanag (400-700nm), at pataasin ang pagganap ng dalawang banda na ito: asul-berdeng ilaw (470-510nm), malalim na pulang ilaw (660-700nm). Gumamit ng ordinaryong asul na LED o ultraviolet LED chip na may phosphor upang makamit ang "buong" spectrum, at ang kahusayan ng photosynthetic nito ay may sarili nitong mataas at mababa. Karamihan sa mga tagagawa ng planta lighting white LED packaging device ay gumagamit ng Blue chip + phosphors upang makamit ang buong spectrum. Bilang karagdagan sa packaging mode ng monochromatic light at blue light o ultraviolet chip plus phosphor para magkaroon ng puting liwanag, ang mga plant lighting packaging device ay mayroon ding composite packaging mode na gumagamit ng dalawa o higit pang wavelength chips, tulad ng red ten blue/ultraviolet, RGB, RGBW . Ang packaging mode na ito ay may malaking pakinabang sa dimming.

Sa mga tuntunin ng makitid na wavelength na mga produkto ng LED, karamihan sa mga supplier ng packaging ay maaaring magbigay sa mga customer ng iba't ibang wavelength na produkto sa 365-740nm band. Tungkol sa spectrum ng pag-iilaw ng halaman na na-convert ng mga phosphor, karamihan sa mga tagagawa ng packaging ay may iba't ibang spectrum na mapagpipilian ng mga customer. Kung ikukumpara sa 2016, ang rate ng paglago ng mga benta nito noong 2017 ay nakamit ng malaking pagtaas. Kabilang sa mga ito, ang rate ng paglago ng 660nm LED light source ay puro sa 20% -50%, at ang rate ng paglago ng benta ng phosphor-converted plant LED light source ay umabot sa 50% -200 %, iyon ay, ang mga benta ng phosphor-converted plant Ang mga pinagmumulan ng ilaw ng LED ay lumalaki nang mas mabilis.

Ang lahat ng kumpanya ng packaging ay maaaring magbigay ng 0.2-0.9 W at 1-3 W na pangkalahatang mga produkto ng packaging. Ang mga light source na ito ay nagpapahintulot sa mga tagagawa ng ilaw na magkaroon ng mahusay na flexibility sa disenyo ng ilaw. Bilang karagdagan, ang ilang mga tagagawa ay nagbibigay din ng mas mataas na kapangyarihan na pinagsama-samang mga produkto ng packaging. Sa kasalukuyan, higit sa 80% ng mga padala ng karamihan sa mga tagagawa ay 0.2-0.9 W o 1-3 W. Kabilang sa mga ito, ang mga padala ng mga nangungunang internasyonal na kumpanya ng packaging ay puro sa 1-3 W, habang ang mga padala ng maliliit at katamtamang- ang laki ng mga kumpanya ng packaging ay puro sa 0.2-0.9 W.

3. Mga patlang ng paglalapat ng halamang lumalagong ilaw

Mula sa larangan ng aplikasyon, ang mga plant grow lighting fixtures ay pangunahing ginagamit sa greenhouse lighting, all-artificial lighting plant factory, plant tissue culture, outdoor farming field lighting, household vegetables at flower planting, at laboratory research.

①Sa solar greenhouses at multi-span greenhouses, ang proporsyon ng artipisyal na ilaw para sa karagdagang pag-iilaw ay mababa pa rin, at ang mga metal halide lamp at high pressure sodium lamp ang mga pangunahing. Ang penetration rate ng LED grow lighting system ay medyo mababa, ngunit ang growth rate ay nagsisimula nang bumilis habang bumababa ang gastos. Ang pangunahing dahilan ay ang mga user ay may pangmatagalang karanasan sa paggamit ng mga metal halide lamp at high-pressure sodium lamp, at ang paggamit ng metal halide lamp at high-pressure sodium lamp ay maaaring magbigay ng humigit-kumulang 6% hanggang 8% ng init na enerhiya para sa greenhouse habang iniiwasan ang pagkasunog sa mga halaman. Ang LED grow lighting system ay hindi nagbigay ng tukoy at epektibong mga tagubilin at suporta sa data, na naantala ang paggamit nito sa mga greenhouses sa liwanag ng araw at multi-span. Sa kasalukuyan, ang mga small-scale demonstration application pa rin ang pangunahin. Dahil ang LED ay isang malamig na pinagmumulan ng liwanag, maaari itong medyo malapit sa canopy ng mga halaman, na nagreresulta sa mas kaunting epekto sa temperatura. Sa daylight at multi-span greenhouses, ang LED grow lighting ay mas karaniwang ginagamit sa inter-plant cultivation.

②Aplikasyon sa larangan ng pagsasaka sa labas. Ang pagtagos at aplikasyon ng pag-iilaw ng halaman sa agrikultura ng pasilidad ay medyo mabagal, habang ang paggamit ng mga sistema ng pag-iilaw ng halaman ng LED (photoperiod control) para sa panlabas na pang-araw na pananim na may mataas na halaga sa ekonomiya (tulad ng dragon fruit) ay nakamit ang mabilis na pag-unlad.

③Mga pabrika ng halaman. Sa kasalukuyan, ang pinakamabilis at pinakamalawak na ginagamit na sistema ng pag-iilaw ng halaman ay ang lahat-ng-artipisyal na pabrika ng halamang ilaw, na nahahati sa sentralisadong multi-layer at ipinamahagi na mga pabrika ng movable plant ayon sa kategorya. Napakabilis ng pag-unlad ng mga pabrika ng halamang artipisyal na ilaw sa Tsina. Ang pangunahing investment body ng centralized multi-layer all-artificial light plant factory ay hindi tradisyunal na kumpanya ng agrikultura, ngunit mas maraming kumpanya ang nakikibahagi sa semiconductor at consumer electronic na mga produkto, tulad ng Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, at gayundin. COFCO at Xi Cui at iba pang bagong modernong kumpanya ng agrikultura. Sa mga pabrika ng distributed at mobile na planta, ang mga shipping container (mga bagong container o muling pagtatayo ng mga second-hand container) ay ginagamit pa rin bilang karaniwang carrier. Ang mga sistema ng pag-iilaw ng halaman ng lahat ng mga artipisyal na halaman ay kadalasang gumagamit ng mga linear o flat-panel array na sistema ng pag-iilaw, at ang bilang ng mga nakatanim na varieties ay patuloy na lumalaki. Nagsimula nang malawakan at malawakang ginagamit ang iba't ibang formula ng pang-eksperimentong ilaw. Ang mga produkto sa merkado ay pangunahing mga berdeng madahong gulay.

④Pagtatanim ng mga halaman sa bahay. Maaaring gamitin ang LED sa mga table lamp ng halaman sa sambahayan, mga rack ng pagtatanim ng halaman sa bahay, mga makinang nagtatanim ng gulay sa bahay, atbp.

⑤Paglilinang ng mga halamang gamot. Ang paglilinang ng mga halamang panggamot ay kinabibilangan ng mga halaman tulad ng Anoectochilus at Lithospermum. Ang mga produkto sa mga pamilihang ito ay may mas mataas na pang-ekonomiyang halaga at kasalukuyang isang industriya na may mas maraming aplikasyon sa pag-iilaw ng halaman. Bilang karagdagan, ang legalisasyon ng paglilinang ng cannabis sa North America at mga bahagi ng Europa ay nagsulong ng aplikasyon ng LED grow lighting sa larangan ng paglilinang ng cannabis.

⑥Mga namumulaklak na ilaw. Bilang isang kailangang-kailangan na tool para sa pagsasaayos ng oras ng pamumulaklak ng mga bulaklak sa industriya ng paghahardin ng bulaklak, ang pinakamaagang paggamit ng mga Flowering light ay mga incandescent lamp, na sinusundan ng mga fluorescent lamp na nakakatipid ng enerhiya. Sa pag-unlad ng LED industrialization, unti-unting pinalitan ng mas maraming LED-type na flowering lighting fixtures ang mga tradisyonal na lamp.

⑦ Kultura ng tissue ng halaman. Pangunahing mga puting fluorescent lamp ang tradisyonal na tissue culture na pinagmumulan ng liwanag, na may mababang kahusayan sa liwanag at malaking henerasyon ng init. Ang mga LED ay mas angkop para sa mahusay, nakokontrol at compact na plant tissue culture dahil sa kanilang mga natatanging tampok tulad ng mababang paggamit ng kuryente, mababang init na henerasyon at mahabang buhay. Sa kasalukuyan, ang mga puting LED na tubo ay unti-unting pinapalitan ang mga puting fluorescent lamp.

4. Panrehiyong pamamahagi ng mga kumpanyang nagpapalaki ng ilaw

Ayon sa mga istatistika, kasalukuyang may higit sa 300 lumalagong kumpanya ng ilaw sa aking bansa, at lumalaki ang mga kumpanya ng ilaw sa lugar ng Pearl River Delta na higit sa 50%, at sila ay nasa isang pangunahing posisyon. Ang mga kumpanya ng pagpapalaki ng ilaw sa Yangtze River Delta ay humigit-kumulang 30%, at isa pa rin itong mahalagang lugar ng produksyon para sa pagpapalago ng mga produktong pang-ilaw. Ang mga tradisyunal na kumpanya ng grow lamp ay pangunahing ipinamamahagi sa Yangtze River Delta, Pearl River Delta at Bohai Rim, kung saan ang Yangtze River Delta ay nagkakahalaga ng 53%, at ang Pearl River Delta at Bohai Rim ay nagkakahalaga ng 24% at 22% ayon sa pagkakabanggit. . Ang mga pangunahing lugar ng pamamahagi ng mga tagagawa ng LED grow lighting ay ang Pearl River Delta (62%), Yangtze River Delta (20%) at ang Bohai Rim (12%).

B. Development trend ng LED grow lighting industry

1. Espesyalisasyon

Ang LED grow lighting ay may mga katangian ng adjustable spectrum at light intensity, mababang pangkalahatang heat generation, at magandang waterproof performance, kaya angkop ito para sa grow lighting sa iba't ibang eksena. Kasabay nito, ang mga pagbabago sa natural na kapaligiran at pagtugis ng mga tao sa kalidad ng pagkain ay nagsulong ng masiglang pag-unlad ng pasilidad ng agrikultura at pagpapalago ng mga pabrika, at pinangunahan ang LED na lumago ang industriya ng pag-iilaw sa isang panahon ng mabilis na pag-unlad. Sa hinaharap, ang LED grow lighting ay gaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapabuti ng kahusayan sa produksyon ng agrikultura, pagpapabuti ng kaligtasan sa pagkain, at pagpapabuti ng kalidad ng mga prutas at gulay. Ang pinagmumulan ng LED na ilaw para sa paglaki ng pag-iilaw ay higit na bubuo sa unti-unting pagdadalubhasa ng industriya at lilipat sa isang mas naka-target na direksyon.

2. Mataas na kahusayan

Ang pagpapabuti ng liwanag na kahusayan at kahusayan ng enerhiya ay ang susi sa lubos na pagbawas sa mga gastos sa pagpapatakbo ng pag-iilaw ng halaman. Ang paggamit ng mga LED upang palitan ang mga tradisyonal na lamp at ang pabago-bagong pag-optimize at pagsasaayos ng liwanag na kapaligiran ayon sa mga kinakailangan ng liwanag na formula ng mga halaman mula sa yugto ng punla hanggang sa yugto ng pag-aani ay ang mga hindi maiiwasang uso ng pinong agrikultura sa hinaharap. Sa mga tuntunin ng pagpapabuti ng ani, maaari itong linangin sa mga yugto at rehiyon na sinamahan ng magaan na formula ayon sa mga katangian ng pag-unlad ng mga halaman upang mapabuti ang kahusayan ng produksyon at ani sa bawat yugto. Sa mga tuntunin ng pagpapabuti ng kalidad, ang regulasyon ng nutrisyon at ang magaan na regulasyon ay maaaring gamitin upang madagdagan ang nilalaman ng mga sustansya at iba pang mga sangkap na gumagana sa pangangalaga sa kalusugan.

Ayon sa mga pagtatantya, ang kasalukuyang pambansang pangangailangan para sa mga punla ng gulay ay 680 bilyon, habang ang kapasidad ng produksyon ng mga punla ng pabrika ay mas mababa sa 10%. Ang industriya ng punla ay may mas mataas na pangangailangan sa kapaligiran. Ang panahon ng produksyon ay halos taglamig at tagsibol. Mahina ang natural na liwanag at kailangan ang artipisyal na pandagdag na liwanag. Ang plant grow lighting ay may medyo mataas na input at output at isang mataas na antas ng pagtanggap ng input. Ang LED ay may natatanging mga pakinabang, dahil ang mga prutas at gulay (mga kamatis, pipino, melon, atbp.) ay kailangang ihugpong, at ang tiyak na spectrum ng light supplementation sa ilalim ng mataas na mga kondisyon ng halumigmig ay maaaring magsulong ng pagpapagaling ng mga grafted seedlings. Ang pandagdag na liwanag ng pagtatanim ng gulay sa greenhouse ay maaaring makabawi sa kakulangan ng natural na liwanag, mapabuti ang kahusayan ng photosynthetic ng halaman, itaguyod ang pamumulaklak at pamumunga, pataasin ang ani, at pagbutihin ang kalidad ng produkto. Ang LED grow lighting ay may malawak na prospect ng aplikasyon sa mga seedlings ng gulay at produksyon ng greenhouse.

3. Matalino

Ang plant grow lighting ay may matinding pangangailangan para sa real-time na kontrol sa kalidad ng liwanag at dami ng liwanag. Sa pagpapabuti ng teknolohiya ng matalinong kontrol at paggamit ng Internet of Things, ang iba't ibang mga monochromatic spectrum at mga intelligent na sistema ng kontrol ay maaaring mapagtanto ang kontrol sa oras, kontrol ng liwanag, at ayon sa katayuan ng paglago ng mga halaman, napapanahong pagsasaayos ng kalidad ng liwanag at output ng liwanag ay nakasalalay sa maging ang pangunahing kalakaran sa hinaharap na pag-unlad ng planta grow lighting technology.