一, Comparació de les característiques de la font de llum: el LED no és l'única opció, però té molts avantatges.
1. La capacitat de manipular l'espectre: el "toc precís" del LED i la "-cobertura d'espectre àmplia" d'altres tipus de fonts de llum
Utilitzant la luminescència de semiconductors, les llums de les plantes LED poden coincidir amb precisió amb les bandes de longitud d'ona essencials com la llum vermella (600–700 nm) i la llum blava (400–500 nm). Els estudis indiquen que l'ús de fonts de llum LED amb una proporció de llum vermella a blava de 4:1 durant la fase de floració dels tomàquets pot millorar la taxa de cuança de la fruita en un 27% i augmentar el contingut de vitamina C en un 15%. L'espectre de les làmpades de sodi d'alta-pressió és similar al de la llum solar, però només el 30% de la llum és vermella i menys del 5% és blava. Per tant, cal utilitzar un filtre per canviar l'espectre, la qual cosa provoca una pèrdua de més del 40% de l'energia.
La tècnica d'espectroscòpia de síntesi làser és una nova manera de personalitzar l'espectre utilitzant moltes longituds d'ona de llum làser. Funciona especialment bé per afegir llum vermella llunyana (700–750 nm). En un experiment de fàbrica de plantes, l'enciam amb llum d'ompliment làser tenia un 8% més de clorofil·la que l'enciam amb llum LED, però l'equip de llum d'ompliment làser costava tres vegades més. Només és bo per a cultius que afegeixen molt valor ara mateix.
2. Eficiència energètica i control de la calor: canviant la forma en què funciona la "font de llum freda" del LED per fer-la funcionar millor
Els LED són capaços de convertir entre el 50% i el 60% de la llum que reben en electricitat. Això és el doble que les làmpades de sodi d'alta-pressió, que només converteixen el 30% de la llum que reben. Per exemple, un sistema d'il·luminació addicional LED de 400 W utilitza aproximadament 1.200 kWh d'energia a l'any en un hivernacle d'una -acre. Un sistema de làmpades de sodi d'alta pressió-1000 W amb la mateixa brillantor utilitza 3600 kWh d'energia a l'any. Més important encara, el LED es pot irradiar 10 cm a prop de la planta si la seva temperatura superficial és inferior a 40 graus. Tanmateix, la làmpada de sodi d'alta pressió-ha de mantenir-se a més d'1,5 metres de distància de la planta si la seva temperatura superficial és superior a 200 graus, la qual cosa significa que només el 60% de l'energia lumínica que utilitza és eficient.
3. Durada de la vida i costos de manteniment: el benefici "a llarg termini" del LED
Les llums LED de les plantes duren 50.000 hores, 2,5 vegades més que les llums de sodi d'alta-pressió, que duren 20.000 hores. Els LED duren 8,5 anys amb 16 hores d'ús diari, però les làmpades de sodi d'alta pressió-s'han de canviar cada 3 anys. Una gran base vegetal revela que el cost mitjà anual de manteniment d'un sistema LED és de 0,8 iuans per metre quadrat, mentre que el cost de mantenir un sistema de làmpades de sodi d'alta pressió-és de 2,3 iuans per metre quadrat.
2, Diferenciació d'escenaris d'aplicació: tècniques per triar fonts de llum en funció de necessitats diferents
1. Cultius d'alt-valor: ara el LED és una característica estàndard.
En camps d'alt-valor com les flors i les plantes medicinals, la capacitat del LED per regular l'espectre amb precisió comporta beneficis econòmics directes. Després d'utilitzar il·luminació suplementària LED d'espectre complet en una determinada base de plantació d'orquídies a Yunnan, el període de floració es va augmentar 15 dies i el preu unitari d'exportació va augmentar un 40%. Les llums LED poden oferir llum uniforme per al cultiu de plàntules de cultiu de teixits. Poden mantenir la diferència d'intensitat de la llum dins de l'ampolla de cultiu de teixits en un ± 5%, la qual cosa augmenta considerablement el coeficient de proliferació.
2. Cultivar moltes hortalisses: moltes opcions per quan els diners són escassos
Al nord, on es cultiven verdures a l'hivern, el primer cost d'un sistema de llum d'ompliment LED és d'uns 80 iuans per metre quadrat, que és 2,7 vegades el cost d'un sistema de làmpades de sodi d'alta pressió (30 iuans per metre quadrat). Però com que consumeix menys energia, els llums LED es poden pagar per si mateixos en tres anys. Els agricultors amb fons limitats poden utilitzar una solució híbrida de "llum d'ompliment superior LED + llum d'ompliment lateral de làmpada de sodi d'alta pressió". Poden utilitzar llums LED durant les fases importants de creixement i canviar a làmpades de sodi d'alta-pressió durant els intervals de manteniment diaris per obtenir els millors resultats al menor cost.
3. Resposta ambiental extrema: La flexibilitat del LED
Al nord-est de la Xina durant l'hivern, el clima ombrívol i nevat és comú, el que significa que no hi ha prou llum solar. S'utilitza un sistema de llum addicional làser en una base vegetal a la província de Heilongjiang. Encara pot funcionar bé a -30 graus . Quan s'utilitza amb una bomba de calor de font terrestre, pot controlar la temperatura i la llum junts, cosa que condueix a un rendiment de cogombre que és 2,3 vegades superior al de créixer a l'aire lliure. Però les fonts de llum antigues tenen inconvenients, com ser difícil d'engegar i perdre llum més ràpidament a baixes temperatures.
3, La tendència de l'evolució tecnològica: un avenç en la "Teoria evolutiva" de LED i altres opcions
1. La tecnologia LED ha canviat d'una única font de llum a sistemes intel·ligents.
Les noves llums LED de les plantes tenen sensors de llum i algorismes d'IA integrats. Aquests poden canviar automàticament l'espectre en funció de com creixen les plantes. Un experiment intel·ligent d'hivernacle va trobar que l'ús d'un sistema LED de control dinàmic de l'espectre va reduir el cicle de creixement de l'enciam en un 20% i va fer que l'ús de fertilitzants nitrogenats fos més eficient en un 18%. Noves innovacions com les pel·lícules LED plegables i les tires LED flexibles també estan destrossant el motlle dels accessoris d'il·luminació clàssics.
2. Avanç en tecnologies alternatives: possibles problemes amb OLED i làser
La il·luminació suplementària làser és costosa, tot i que ofereix diferents beneficis per als cultius de fulla fosca. Un grup d'investigació ha revelat que l'ompliment làser pot augmentar el contingut de ferro dels espinacs en un 22%. El volum de l'equip és només 1/5 del LED. Les llums de plantes OLED tenen fonts de llum superficials que les fan perfectes per al cultiu en tres-dimensionals perquè no fan cap ombra. Tanmateix, només duren 10.000 hores, per tant encara no han assolit el llindar del mercat.
3. Polítiques i impuls del mercat: l'acceleració de l'adopció de LED
Moltes àrees han implementat polítiques de subvencions-d'estalvi d'energia per a l'agricultura d'instal·lacions com a part de l'impuls de l'objectiu del "doble carboni". Aquestes polítiques donen als sistemes de llum d'ompliment LED una subvenció a la compra del 30% al 50%. El preu de les llums de plantes LED s'ha reduït de 5 iuans per watt el 2018 a 1,2 iuans per watt el 2025, cosa que s'acosta al preu de les làmpades de sodi d'alta-pressió. Una investigació del sector diu que el 2028, el 75% de la il·luminació de les plantes utilitzarà LED.
4, Marc de decisió: com escolliu la millor opció d'il·luminació?
Tipus de cultiu: els cultius d'alt-valor-afegit són els primers LED i els cultius a granel es poden combinar per utilitzar-los.
Els llums làser o LED es poden utilitzar en llocs molt freds i es poden utilitzar làmpades de sodi d'alta pressió-en llocs que no siguin massa freds.
Cicle d'inversió: els esforços de plantació-a llarg termini poden utilitzar llums LED, però els projectes a-curt termini poden utilitzar llums normals.
Capacitat tècnica: els LED d'espectre dinàmic són utilitzats per bases amb funcions de control intel·ligent, mentre que els productes espectrals fixos són utilitzats per bases tradicionals.
