Originalkilde: Houcheng Liu.Udviklingsstatus og trend for LED-plantebelysningsindustrien[J].Journal of Illumination Engineering,2018,29(04):8-9.
Artikelkilde: Material Once Deep

Lys er den grundlæggende miljøfaktor for planters vækst og udvikling.Lys leverer ikke kun energi til plantevækst gennem fotosyntese, men er også en vigtig regulator for planters vækst og udvikling.Kunstigt lystilskud eller fuld kunstig lysbestråling kan fremme plantevækst, øge udbyttet, forbedre produktets form, farve, forbedre funktionelle komponenter og reducere forekomsten af ​​sygdomme og skadedyr.I dag vil jeg dele udviklingsstatus og trend for plantebelysningsindustrien med dig.
Kunstig lyskildeteknologi er mere og mere udbredt inden for plantebelysning.LED har mange fordele såsom høj lyseffektivitet, lav varmeudvikling, lille størrelse, lang levetid og mange andre fordele.Det har åbenlyse fordele inden for vækstbelysning.Grow belysningsindustrien vil gradvist vedtage LED-belysningsarmaturer til plantedyrkning.

A. Udviklingsstatus for LED-vækstbelysningsindustrien 

1.LED-pakke til vækstbelysning

Inden for vækstbelysning LED-emballage er der mange slags emballageenheder, og der er ikke noget samlet måle- og evalueringsstandardsystem.Derfor, sammenlignet med indenlandske produkter, fokuserer udenlandske producenter hovedsagelig på højeffekt-, kolbe- og modulretninger, under hensyntagen til den hvide lysserie af vækstbelysning, i betragtning af plantevækstkarakteristika og humaniseret belysningsmiljø, har større tekniske fordele i pålidelighed, lys effektivitet, fotosyntetiske strålingskarakteristika for forskellige planter i forskellige vækstcyklusser, herunder forskellige typer højeffekt-, medium- og laveffektanlæg af forskellige størrelsesprodukter, for at opfylde behovene hos en række planter i forskellige vækstmiljøer, der forventer at opnå målet om at maksimere plantevækst og energibesparelse.

Et stort antal kernepatenter for chip-epitaksiale wafere er stadig i hænderne på tidlige førende virksomheder som Japans Nichia og American Career.Indenlandske chipproducenter mangler stadig patenterede produkter med markedskonkurrenceevne.Samtidig udvikler mange virksomheder også nye teknologier inden for vækstbelysningsemballagechips.For eksempel gør Osrams tyndfilmschipteknologi det muligt at pakke chips tæt sammen for at skabe en lysoverflade med stort område.Baseret på denne teknologi kan et højeffektivt LED-belysningssystem med en bølgelængde på 660nm reducere 40% af energiforbruget i dyrkningsområdet.

2. Udvid lysspektret og enheder
Spektret af plantebelysning er mere komplekst og forskelligartet.Forskellige planter har store forskelle i de nødvendige spektre i forskellige vækstcyklusser og endda i forskellige vækstmiljøer.For at imødekomme disse differentierede behov er der i øjeblikket følgende ordninger i branchen: ①Flere monokromatiske lyskombinationsskemaer.De tre mest effektive spektre til plantefotosyntese er hovedsageligt spektret med toppe ved 450nm og 660nm, 730nm-båndet til at inducere planteblomstring, plus det grønne lys på 525nm og det ultraviolette bånd under 380nm.Kombiner disse slags spektre i henhold til planters forskellige behov for at danne det bedst egnede spektrum.②Fuldspektrumsordning for at opnå fuld dækning af planteefterspørgselsspektrum.Denne type spektrum svarende til SUNLIKE-chippen repræsenteret af Seoul Semiconductor og Samsung er måske ikke den mest effektive, men den er velegnet til alle planter, og prisen er meget lavere end for monokromatiske lyskombinationsløsninger.③Brug fuldspektret hvidt lys som grundpillen plus 660nm rødt lys som kombinationsskema for at forbedre effektiviteten af ​​spektret.Denne ordning er mere økonomisk og praktisk.

Plantevækstbelysning monokromatisk lys LED-chips (de vigtigste bølgelængder er 450nm, 660nm, 730nm) emballageenheder er dækket af mange indenlandske og udenlandske virksomheder, mens indenlandske produkter er mere forskellige og har flere specifikationer, og udenlandske producenters produkter er mere standardiserede.På samme tid, hvad angår fotosyntetisk fotonflux, lyseffektivitet osv., er der stadig en stor kløft mellem indenlandske og udenlandske emballageproducenter.Til monokromatisk lysemballeringsenheder til plantebelysning udvikler mange producenter udover produkter med de vigtigste bølgelængdebånd på 450 nm, 660 nm og 730 nm også nye produkter i andre bølgelængdebånd for at realisere den komplette dækning for fotosyntetisk aktiv stråling (PAR) bølgelængde (450-730 nm).

Monokromatiske LED plantevækstlys er ikke egnede til vækst af alle planterne.Derfor fremhæves fordelene ved fuldspektrum LED'er.Det fulde spektrum skal først opnå fuld dækning af det fulde spektrum af synligt lys (400-700nm) og øge ydeevnen af ​​disse to bånd: blågrønt lys (470-510nm), dybrødt lys (660-700nm).Brug almindelig blå LED eller ultraviolet LED-chip med fosfor for at opnå "fuldt" spektrum, og dens fotosynteseeffektivitet har sin egen høj og lav.De fleste producenter af hvide LED-emballageenheder til plantebelysning bruger Blue chip + fosfor for at opnå fuldt spektrum.Ud over emballagetilstanden med monokromatisk lys og blåt lys eller ultraviolet chip plus fosfor til at realisere hvidt lys, har plantebelysningsemballageenheder også en sammensat emballagetilstand, der bruger to eller flere bølgelængdechips, såsom rød ti blå/ultraviolet, RGB, RGBW.Denne emballeringstilstand har store fordele ved dæmpning.

Hvad angår LED-produkter med smal bølgelængde, kan de fleste emballageleverandører give kunderne forskellige bølgelængdeprodukter i 365-740nm-båndet.Med hensyn til plantebelysningsspektret omdannet af fosfor, har de fleste emballageproducenter en række forskellige spektrum, som kunderne kan vælge imellem.Sammenlignet med 2016 har salgsvæksten i 2017 opnået en væsentlig stigning.Blandt dem er vækstraten for 660nm LED-lyskilde koncentreret i 20% -50%, og salgsvæksthastigheden for fosforkonverteret plante LED-lyskilde når 50% -200%, det vil sige salget af fosforkonverteret plante LED-lyskilder vokser hurtigere.

Alle emballagevirksomheder kan levere 0,2-0,9 W og 1-3 W generelle emballageprodukter.Disse lyskilder gør det muligt for lysproducenter at have god fleksibilitet i lysdesign.Derudover leverer nogle producenter også integrerede emballageprodukter med højere effekt.På nuværende tidspunkt er mere end 80 % af de fleste producenters forsendelser på 0,2-0,9 W eller 1-3 W. Blandt dem er forsendelserne fra førende internationale emballagevirksomheder koncentreret i 1-3 W, mens forsendelserne af små og mellem- store emballagevirksomheder er koncentreret i 0,2-0,9 W.

3. Anvendelsesområder for plantevækstbelysning

Fra anvendelsesområdet bruges belysningsarmaturer til plantedyrkning hovedsageligt i drivhusbelysning, plantefabrikker med udelukkende kunstig belysning, plantevævskultur, udendørs landbrugsbelysning, husholdningsgrøntsager og blomsterplantning og laboratorieforskning.

①I solcelledrivhuse og multi-span drivhuse er andelen af ​​kunstigt lys til supplerende belysning stadig lav, og metalhalogenlamper og højtryksnatriumlamper er de vigtigste.Indtrængningshastigheden for LED-vækstbelysningssystemer er relativt lav, men vækstraten begynder at accelerere, efterhånden som omkostningerne falder.Hovedårsagen er, at brugerne har langvarig erfaring med at bruge metalhalogenlamper og højtryksnatriumlamper, og brugen af ​​metalhalogenlamper og højtryksnatriumlamper kan give omkring 6% til 8% af varmeenergien til drivhus og samtidig undgå forbrændinger på planter.LED-vækstbelysningssystemet gav ikke specifikke og effektive instruktioner og dataunderstøttelse, hvilket forsinkede dets anvendelse i dagslys og drivhuse med flere spænd.På nuværende tidspunkt er små demonstrationsapplikationer stadig grundpillen.Da LED er en kold lyskilde, kan den være relativt tæt på planternes krone, hvilket resulterer i mindre temperaturpåvirkning.I dagslys og drivhuse med flere spændvidder er LED-vækstbelysning mere almindeligt anvendt i dyrkning mellem planter.

②Udendørs landbrugsmarkanvendelse.Indtrængning og anvendelse af plantebelysning i anlægslandbrug har været relativt langsom, mens anvendelsen af ​​LED plantebelysningssystemer (fotoperiodestyring) til udendørs langdagsafgrøder med høj økonomisk værdi (såsom dragefrugt) har opnået en hurtig udvikling.

③ Anlægsfabrikker.I øjeblikket er det hurtigste og mest udbredte plantebelysningssystem den helt kunstige lysfabrik, som er opdelt i centraliserede flerlags- og distribuerede bevægelige plantefabrikker efter kategori.Udviklingen af ​​kunstigt lys plantefabrikker i Kina er meget hurtig.Hovedinvesteringsorganet for den centraliserede flerlags kunstige lysfabrik er ikke traditionelle landbrugsvirksomheder, men er flere virksomheder beskæftiget med halvleder- og forbrugerelektronikprodukter, såsom Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong og også COFCO og Xi Cui og andre nye moderne landbrugsvirksomheder.I distribuerede og mobile anlægsfabrikker bruges forsendelsescontainere (nye containere eller rekonstruktion af brugte containere) stadig som standardtransportører.Alle kunstige planters plantebelysningssystemer bruger for det meste lineære eller fladskærms-array-belysningssystemer, og antallet af plantede sorter fortsætter med at vokse.Forskellige eksperimentelle lysformler LED-lyskilder er begyndt at blive vidt og bredt brugt.Produkterne på markedet er hovedsageligt grønne bladgrøntsager.

④Plantning af husholdningsplanter.LED kan bruges i husholdningsplantebordlamper, plantestativer til husholdningsplanter, husholdningsmaskiner til grøntsagsdyrkning osv.

⑤ Dyrkning af lægeplanter.Dyrkning af lægeplanter involverer planter som Anoectochilus og Lithospermum.Produkter på disse markeder har højere økonomisk værdi og er i øjeblikket en industri med flere plantebelysningsapplikationer.Derudover har legaliseringen af ​​cannabisdyrkning i Nordamerika og dele af Europa fremmet anvendelsen af ​​LED-vækstbelysning inden for cannabisdyrkning.

⑥Blomstrende lys.Som et uundværligt værktøj til at justere blomstringstiden for blomster i blomsterhaveindustrien, var den tidligste anvendelse af blomstrende lys glødelamper, efterfulgt af energibesparende fluorescerende lamper.Med udviklingen af ​​LED-industrialisering har mere LED-type blomstrende belysningsarmaturer gradvist erstattet traditionelle lamper.

⑦ Plantevævskultur.Traditionelle vævskultur lyskilder er hovedsageligt hvide lysstofrør, som har lav lyseffektivitet og stor varmeudvikling.LED'er er mere velegnede til effektiv, kontrollerbar og kompakt plantevævskultur på grund af deres enestående egenskaber såsom lavt strømforbrug, lav varmeudvikling og lang levetid.På nuværende tidspunkt erstatter hvide LED-rør gradvist hvide lysstofrør.

4. Regional distribution af vækstbelysningsvirksomheder

Ifølge statistikker er der i øjeblikket mere end 300 vækstbelysningsvirksomheder i mit land, og vækstbelysningsvirksomheder i Pearl River Delta-området står for mere end 50 %, og de er allerede i en stor position.Grow belysningsvirksomheder i Yangtze River Delta tegner sig for omkring 30%, og det er stadig et vigtigt produktionsområde for vækstbelysningsprodukter.Traditionelle vækstlampevirksomheder er hovedsageligt distribueret i Yangtze River Delta, Pearl River Delta og Bohai Rim, hvoraf Yangtze River Delta tegner sig for 53%, og Pearl River Delta og Bohai Rim tegner sig for henholdsvis 24% og 22%. .De vigtigste distributionsområder for producenter af LED vækstbelysning er Pearl River Delta (62%), Yangtze River Delta (20%) og Bohai Rim (12%).

B. Udviklingstendens for LED-belysningsindustrien

1. Specialisering

LED vækstbelysning har egenskaberne af justerbart spektrum og lysintensitet, lav samlet varmeudvikling og god vandtæt ydeevne, så den er velegnet til vækstbelysning i forskellige scener.Samtidig har ændringer i det naturlige miljø og folks stræben efter fødevarekvalitet fremmet den kraftige udvikling af anlægslandbrug og vækstfabrikker og ført LED-belysningsindustrien ind i en periode med hurtig udvikling.I fremtiden vil LED-dyrkningsbelysning spille en vigtig rolle i at forbedre landbrugsproduktionens effektivitet, forbedre fødevaresikkerheden og forbedre kvaliteten af ​​frugt og grøntsager.LED-lyskilden til vækstbelysning vil videreudvikles med den gradvise specialisering af industrien og bevæge sig i en mere målrettet retning.

2. Høj effektivitet

Forbedringen af ​​lyseffektivitet og energieffektivitet er nøglen til kraftigt at reducere driftsomkostningerne ved anlægsbelysning.Brugen af ​​LED'er til at erstatte traditionelle lamper og den dynamiske optimering og justering af lysmiljøet i henhold til planternes lysformelkrav fra frøplantestadiet til høststadiet er de uundgåelige tendenser for raffineret landbrug i fremtiden.Med hensyn til at forbedre udbyttet kan det dyrkes i etaper og regioner kombineret med let formel i henhold til planters udviklingsegenskaber for at forbedre produktionseffektiviteten og udbyttet på hvert trin.Med hensyn til at forbedre kvaliteten kan ernæringsregulering og lysregulering bruges til at øge indholdet af næringsstoffer og andre sundhedsfaglige funktionelle ingredienser.

Ifølge estimater er den nuværende nationale efterspørgsel efter grøntsagsfrøplanter 680 milliarder, mens produktionskapaciteten for fabriksfrøplanter er mindre end 10%.Frøplanteindustrien har højere miljøkrav.Produktionssæsonen er for det meste vinter og forår.Naturligt lys er svagt, og der er behov for kunstigt supplerende lys.Plantedyrkningsbelysning har et relativt højt input og output og en høj grad af accept af input.LED har unikke fordele, fordi frugter og grøntsager (tomater, agurker, meloner osv.) skal podes, og det specifikke spektrum af lystilskud under høje luftfugtighedsforhold kan fremme helingen af ​​podede frøplanter.Supplerende lys til plantning af grøntsager i drivhus kan kompensere for manglen på naturligt lys, forbedre plantens fotosyntetiske effektivitet, fremme blomstring og frugtsætning, øge udbyttet og forbedre produktkvaliteten.LED vækstbelysning har en bred anvendelsesmuligheder i grøntsagsfrøplanter og drivhusproduktion.

3. Intelligent

Plantedyrkningsbelysning har et stærkt behov for realtidsstyring af lyskvalitet og lysmængde.Med forbedringen af ​​intelligent kontrolteknologi og anvendelsen af ​​tingenes internet kan en række monokromatiske spektrum og intelligente kontrolsystemer realisere tidsstyring, lysstyring og i henhold til planters vækststatus rettidig justering af lyskvalitet og lysudbytte er bundet til at blive den vigtigste tendens i den fremtidige udvikling af plantevækst belysningsteknologi.