Burimi origjinal: Houcheng Liu. Statusi i zhvillimit dhe trendi i industrisë së ndriçimit të impianteve LED [J]. Revista e Inxhinierisë së Ndriçimit, 2018, 29 (04): 8-9.
Burimi i artikullit: Material Once Deep

Drita është faktori bazë mjedisor i rritjes dhe zhvillimit të bimëve. Drita jo vetëm që furnizon energji për rritjen e bimëve përmes fotosintezës, por është gjithashtu një rregullator i rëndësishëm i rritjes dhe zhvillimit të bimëve. Shtesa e dritës artificiale ose rrezatimi i plotë artificial i dritës mund të nxisë rritjen e bimëve, të rrisë rendimentin, të përmirësojë formën dhe ngjyrën e produktit, të përmirësojë komponentët funksionalë dhe të zvogëlojë shfaqjen e sëmundjeve dhe dëmtuesve. Sot, do të ndaj me ju statusin e zhvillimit dhe trendin e industrisë së ndriçimit të bimëve.
Teknologjia e burimeve artificiale të dritës po përdoret gjithnjë e më gjerësisht në fushën e ndriçimit të bimëve. LED ka shumë përparësi, të tilla si efikasitet i lartë i dritës, prodhim i ulët i nxehtësisë, madhësi e vogël, jetëgjatësi dhe shumë përparësi të tjera. Ka përparësi të dukshme në fushën e ndriçimit të bimëve. Industria e ndriçimit të bimëve do të përdorë gradualisht pajisjet e ndriçimit LED për kultivimin e bimëve.

A. Statusi i zhvillimit të industrisë së ndriçimit LED 

1. Paketa LED për ndriçim të rritjes

Në fushën e paketimit LED për ndriçimin e rritjes, ekzistojnë shumë lloje pajisjesh paketimi dhe nuk ka një sistem të unifikuar standard matjeje dhe vlerësimi. Prandaj, krahasuar me produktet vendase, prodhuesit e huaj përqendrohen kryesisht në drejtimet me fuqi të lartë, me kalli dhe modul, duke marrë parasysh serinë e dritës së bardhë të ndriçimit të rritjes, duke marrë parasysh karakteristikat e rritjes së bimëve dhe mjedisin e ndriçimit të humanizuar, kanë përparësi më të mëdha teknike në besueshmërinë, efikasitetin e dritës, karakteristikat e rrezatimit fotosintetik të bimëve të ndryshme në cikle të ndryshme rritjeje, duke përfshirë lloje të ndryshme të bimëve me fuqi të lartë, të mesme dhe të ulët të produkteve me madhësi të ndryshme, për të përmbushur nevojat e një shumëllojshmërie bimësh në mjedise të ndryshme rritjeje, duke pritur të arrijnë qëllimin e maksimizimit të rritjes së bimëve dhe kursimit të energjisë.

Një numër i madh patentash kryesore për pllakat epitaksiale të çipave janë ende në duart e kompanive të hershme kryesore, të tilla si Nichia e Japonisë dhe American Career. Prodhuesit vendas të çipave ende nuk kanë produkte të patentuara me konkurrencë në treg. Në të njëjtën kohë, shumë kompani po zhvillojnë gjithashtu teknologji të reja në fushën e çipave të paketimit të ndriçimit të rritjes. Për shembull, teknologjia e çipave me film të hollë e Osram mundëson që çipat të paketohen afër njëra-tjetrës për të krijuar një sipërfaqe ndriçimi me sipërfaqe të madhe. Bazuar në këtë teknologji, një sistem ndriçimi LED me efikasitet të lartë me një gjatësi vale prej 660 nm mund të zvogëlojë 40% të konsumit të energjisë në zonën e kultivimit.

2. Rritni spektrin dhe pajisjet e ndriçimit
Spektri i ndriçimit të bimëve është më kompleks dhe i larmishëm. Bimë të ndryshme kanë ndryshime të mëdha në spektrat e kërkuara në cikle të ndryshme rritjeje dhe madje edhe në mjedise të ndryshme rritjeje. Për të përmbushur këto nevoja të diferencuara, aktualisht ekzistojnë skemat e mëposhtme në industri: ① Skema të shumëfishta kombinimi të dritës monokromatike. Tre spektrat më efektivë për fotosintezën e bimëve janë kryesisht spektri me maja në 450nm dhe 660nm, brezi 730nm për nxitjen e lulëzimit të bimëve, plus drita jeshile prej 525nm dhe brezi ultravjollcë nën 380nm. Kombinoni këto lloje spektrash sipas nevojave të ndryshme të bimëve për të formuar spektrin më të përshtatshëm. ② Skema e spektrit të plotë për të arritur mbulim të plotë të spektrit të kërkesës së bimëve. Ky lloj spektri që korrespondon me çipin SUNLIKE të përfaqësuar nga Seoul Semiconductor dhe Samsung mund të mos jetë më efikasi, por është i përshtatshëm për të gjitha bimët, dhe kostoja është shumë më e ulët se ajo e zgjidhjeve të kombinimit të dritës monokromatike. ③ Përdorni dritën e bardhë me spektër të plotë si bazë, plus dritën e kuqe 660nm si skemë kombinimi për të përmirësuar efektivitetin e spektrit. Kjo skemë është më ekonomike dhe praktike.

Pajisjet e paketimit me çipa LED me dritë monokromatike për ndriçimin e bimëve (gjatësitë kryesore të valës janë 450nm, 660nm, 730nm) mbulohen nga shumë kompani vendase dhe të huaja, ndërsa produktet vendase janë më të larmishme dhe kanë më shumë specifikime, dhe produktet e prodhuesve të huaj janë më të standardizuara. Në të njëjtën kohë, për sa i përket fluksit të fotoneve fotosintetike, efikasitetit të dritës, etj., ekziston ende një hendek i madh midis prodhuesve vendas dhe të huaj të paketimit. Për pajisjet e paketimit me dritë monokromatike për ndriçimin e bimëve, përveç produkteve me breza kryesorë gjatësi vale 450nm, 660nm dhe 730nm, shumë prodhues po zhvillojnë gjithashtu produkte të reja në breza të tjerë gjatësi vale për të realizuar mbulimin e plotë për gjatësinë e valës së rrezatimit fotosintetik aktiv (PAR) (450-730nm).

Dritat LED monokromatike të rritjes së bimëve nuk janë të përshtatshme për rritjen e të gjitha bimëve. Prandaj, theksohen avantazhet e LED-ve me spektër të plotë. Spektri i plotë duhet së pari të arrijë mbulim të plotë të spektrit të plotë të dritës së dukshme (400-700nm) dhe të rrisë performancën e këtyre dy brezave: dritë blu-jeshile (470-510nm), dritë e kuqe e thellë (660-700nm). Përdorni LED të zakonshëm blu ose çip LED ultravjollcë me fosfor për të arritur spektrin "e plotë", dhe efikasiteti i tij fotosintetik ka nivelin e vet të lartë dhe të ulët. Shumica e prodhuesve të pajisjeve të paketimit LED të bardhë për ndriçimin e bimëve përdorin çip blu + fosfor për të arritur spektrin e plotë. Përveç mënyrës së paketimit të dritës monokromatike dhe dritës blu ose çipit ultravjollcë plus fosfor për të realizuar dritën e bardhë, pajisjet e paketimit të ndriçimit të bimëve kanë gjithashtu një mënyrë paketimi të përbërë që përdor dy ose më shumë çipa gjatësie vale, të tilla si e kuqe dhjetë blu/ultravjollcë, RGB, RGBW. Kjo mënyrë paketimi ka avantazhe të mëdha në errësim.

Për sa i përket produkteve LED me gjatësi vale të ngushtë, shumica e furnizuesve të paketimit mund t'u ofrojnë klientëve produkte të ndryshme gjatësi vale në bandën 365-740nm. Lidhur me spektrin e ndriçimit të bimëve të konvertuar nga fosforet, shumica e prodhuesve të paketimit kanë një larmi spektrash për klientët për të zgjedhur. Krahasuar me vitin 2016, shkalla e rritjes së shitjeve në vitin 2017 ka arritur një rritje të konsiderueshme. Midis tyre, shkalla e rritjes së burimit të dritës LED 660nm është përqendruar në 20%-50%, dhe shkalla e rritjes së shitjeve të burimit të dritës LED të konvertuar në fosfor për bimë arrin 50%-200%, domethënë, shitjet e burimeve të dritës LED të konvertuara në fosfor për bimë po rriten më shpejt.

Të gjitha kompanitë e paketimit mund të ofrojnë produkte paketimi të përgjithshëm 0.2-0.9 W dhe 1-3 W. Këto burime drite u lejojnë prodhuesve të ndriçimit të kenë fleksibilitet të mirë në projektimin e ndriçimit. Përveç kësaj, disa prodhues ofrojnë edhe produkte paketimi të integruar me fuqi më të lartë. Aktualisht, më shumë se 80% e dërgesave të shumicës së prodhuesve janë 0.2-0.9 W ose 1-3 W. Midis tyre, dërgesat e kompanive kryesore ndërkombëtare të paketimit janë të përqendruara në 1-3 W, ndërsa dërgesat e kompanive të vogla dhe të mesme të paketimit janë të përqendruara në 0.2-0.9 W.

3. Fushat e zbatimit të ndriçimit për rritjen e bimëve

Nga fusha e aplikimit, pajisjet e ndriçimit për rritjen e bimëve përdoren kryesisht në ndriçimin e serrave, ndriçimin tërësisht artificial të fabrikave të bimëve, kulturën e indeve bimore, ndriçimin e fushave bujqësore në natyrë, mbjelljen e perimeve dhe luleve shtëpiake, si dhe në kërkime laboratorike.

①Në serrat diellore dhe serrat me shumë hapësira, përqindja e dritës artificiale për ndriçim plotësues është ende e ulët, dhe llambat halide metalike dhe llambat natriumi me presion të lartë janë kryesoret. Shkalla e depërtimit të sistemeve të ndriçimit LED për rritje është relativisht e ulët, por shkalla e rritjes fillon të përshpejtohet ndërsa kostoja bie. Arsyeja kryesore është se përdoruesit kanë përvojë afatgjatë në përdorimin e llambave halide metalike dhe llambave natriumi me presion të lartë, dhe përdorimi i llambave halide metalike dhe llambave natriumi me presion të lartë mund të sigurojë rreth 6% deri në 8% të energjisë së nxehtësisë për serrën duke shmangur djegiet e bimëve. Sistemi i ndriçimit LED për rritje nuk ofroi udhëzime specifike dhe efektive dhe mbështetje të të dhënave, gjë që vonoi zbatimin e tij në serrat me dritë dite dhe serrat me shumë hapësira. Aktualisht, aplikimet demonstruese në shkallë të vogël janë ende shtylla kryesore. Meqenëse LED është një burim drite e ftohtë, ai mund të jetë relativisht afër kurorës së bimëve, duke rezultuar në më pak ndikim në temperaturë. Në serrat me dritë dite dhe serrat me shumë hapësira, ndriçimi LED për rritje përdoret më shpesh në kultivimin ndërbimëtar.

②Zbatimi i ndriçimit të bimëve në bujqësinë e jashtme. Depërtimi dhe zbatimi i ndriçimit të bimëve në bujqësinë e objekteve ka qenë relativisht i ngadaltë, ndërsa zbatimi i sistemeve LED të ndriçimit të bimëve (kontrolli i fotoperiodës) për kulturat e jashtme ditore me vlerë të lartë ekonomike (siç është fruti i dragoit) ka arritur një zhvillim të shpejtë.

③Fabrikat e bimëve. Aktualisht, sistemi më i shpejtë dhe më i përdorur gjerësisht i ndriçimit të bimëve është fabrika e bimëve tërësisht artificiale, e cila është e ndarë në fabrika të centralizuara shumështresore dhe fabrika të shpërndara të lëvizshme të bimëve. Zhvillimi i fabrikave të bimëve të dritës artificiale në Kinë është shumë i shpejtë. Organi kryesor i investimeve të fabrikës së centralizuar shumështresore tërësisht artificiale të bimëve të dritës nuk janë kompanitë tradicionale bujqësore, por janë më shumë kompani të angazhuara në produkte gjysmëpërçuese dhe elektronike të konsumit, të tilla si Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, si dhe COFCO dhe Xi Cui dhe kompani të tjera të reja moderne bujqësore. Në fabrikat e shpërndara dhe të lëvizshme të bimëve, kontejnerët e transportit (kontejnerë të rinj ose rindërtim i kontejnerëve të dorës së dytë) përdoren ende si transportues standardë. Sistemet e ndriçimit të bimëve të të gjitha bimëve artificiale përdorin kryesisht sisteme ndriçimi lineare ose me panel të sheshtë, dhe numri i varieteteve të mbjella vazhdon të zgjerohet. Burime të ndryshme të dritës LED me formulë eksperimentale të dritës kanë filluar të përdoren gjerësisht. Produktet në treg janë kryesisht perime me gjethe jeshile.

④Mbjellja e bimëve shtëpiake. LED mund të përdoret në llambat e tavolinës për bimë shtëpiake, raftet e mbjelljes së bimëve shtëpiake, makinat e kultivimit të perimeve shtëpiake, etj.

⑤Kultivimi i bimëve medicinale. Kultivimi i bimëve medicinale përfshin bimë të tilla si Anoectochilus dhe Lithospermum. Produktet në këto tregje kanë vlerë më të lartë ekonomike dhe aktualisht janë një industri me më shumë aplikime për ndriçimin e bimëve. Përveç kësaj, legalizimi i kultivimit të kanabisit në Amerikën e Veriut dhe pjesë të Evropës ka promovuar zbatimin e ndriçimit LED për rritjen e bimëve në fushën e kultivimit të kanabisit.

⑥ Dritat për lulëzim. Si një mjet i domosdoshëm për rregullimin e kohës së lulëzimit të luleve në industrinë e kopshtarisë së luleve, aplikimi më i hershëm i dritave për lulëzim ishin llambat inkandeshente, të ndjekura nga llambat fluoreshente që kursejnë energji. Me zhvillimin e industrializimit LED, më shumë pajisje ndriçimi për lulëzim të tipit LED kanë zëvendësuar gradualisht llambat tradicionale.

⑦Kultura e indeve bimore. Burimet tradicionale të dritës për kulturën e indeve janë kryesisht llambat fluoreshente të bardha, të cilat kanë efikasitet të ulët ndriçues dhe gjenerim të madh të nxehtësisë. LED-et janë më të përshtatshme për kulturë efikase, të kontrollueshme dhe kompakte të indeve bimore për shkak të karakteristikave të tyre të shquara, siç janë konsumi i ulët i energjisë, gjenerimi i ulët i nxehtësisë dhe jetëgjatësia e lartë. Aktualisht, tubat LED të bardhë po zëvendësojnë gradualisht llambat fluoreshente të bardha.

4. Shpërndarja rajonale e kompanive të ndriçimit për rritjen e bimëve

Sipas statistikave, aktualisht në vendin tim ka më shumë se 300 kompani ndriçimi për rritje në zonën e Deltës së Lumit Pearl, dhe kompanitë e ndriçimit për rritje në zonën e Deltës së Lumit Pearl përbëjnë më shumë se 50%, dhe ato tashmë janë në një pozicion të rëndësishëm. Kompanitë e ndriçimit për rritje në Deltën e Lumit Jance përbëjnë rreth 30%, dhe është ende një zonë e rëndësishme prodhimi për produktet e ndriçimit për rritje. Kompanitë tradicionale të llambave për rritje janë të shpërndara kryesisht në Deltën e Lumit Jance, Deltën e Lumit Pearl dhe Rimën Bohai, nga të cilat Delta e Lumit Jance përbën 53%, dhe Delta e Lumit Pearl dhe Rimën Bohai përbëjnë përkatësisht 24% dhe 22%. Zonat kryesore të shpërndarjes së prodhuesve të ndriçimit për rritje LED janë Delta e Lumit Pearl (62%), Delta e Lumit Jance (20%) dhe Rimën Bohai (12%).

B. Trendi i zhvillimit të industrisë së ndriçimit LED

1. Specializim

Ndriçimi LED për rritjen e bimëve ka karakteristikat e spektrit dhe intensitetit të dritës të rregullueshëm, gjenerimit të ulët të nxehtësisë së përgjithshme dhe performancës së mirë të papërshkueshmërisë nga uji, kështu që është i përshtatshëm për ndriçimin e rritjes së bimëve në skena të ndryshme. Në të njëjtën kohë, ndryshimet në mjedisin natyror dhe ndjekja e njerëzve për cilësinë e ushqimit kanë nxitur zhvillimin e fuqishëm të bujqësisë dhe fabrikave të kultivimit, dhe e kanë çuar industrinë e ndriçimit LED për rritjen e bimëve në një periudhë zhvillimi të shpejtë. Në të ardhmen, ndriçimi LED për rritjen e bimëve do të luajë një rol të rëndësishëm në përmirësimin e efikasitetit të prodhimit bujqësor, përmirësimin e sigurisë ushqimore dhe përmirësimin e cilësisë së frutave dhe perimeve. Burimi i dritës LED për ndriçimin e rritjes do të zhvillohet më tej me specializimin gradual të industrisë dhe do të lëvizë në një drejtim më të synuar.

2. Efikasitet i lartë

Përmirësimi i efikasitetit të dritës dhe efikasitetit të energjisë është çelësi për të ulur ndjeshëm kostot operative të ndriçimit të bimëve. Përdorimi i LED-ve për të zëvendësuar llambat tradicionale dhe optimizimi dinamik dhe rregullimi i mjedisit të dritës sipas kërkesave të formulës së dritës së bimëve nga faza e fidanëve deri në fazën e korrjes janë trendet e pashmangshme të bujqësisë së rafinuar në të ardhmen. Për sa i përket përmirësimit të rendimentit, ajo mund të kultivohet në faza dhe rajone të kombinuara me formulën e dritës sipas karakteristikave të zhvillimit të bimëve për të përmirësuar efikasitetin e prodhimit dhe rendimentin në secilën fazë. Për sa i përket përmirësimit të cilësisë, rregullimi i të ushqyerit dhe rregullimi i dritës mund të përdoren për të rritur përmbajtjen e lëndëve ushqyese dhe përbërësve të tjerë funksionalë të kujdesit shëndetësor.

Sipas vlerësimeve, kërkesa aktuale kombëtare për fidanë perimesh është 680 miliardë, ndërsa kapaciteti prodhues i fidanëve të fabrikës është më pak se 10%. Industria e fidanëve ka kërkesa më të larta mjedisore. Sezoni i prodhimit është kryesisht dimër dhe pranverë. Drita natyrale është e dobët dhe nevojitet dritë shtesë artificiale. Ndriçimi për rritjen e bimëve ka një input dhe prodhim relativisht të lartë dhe një shkallë të lartë pranimi të inputit. LED ka përparësi unike, sepse frutat dhe perimet (domate, kastravecë, shalqinj, etj.) duhet të shartohen, dhe spektri specifik i plotësimit të dritës në kushte të lagështisë së lartë mund të nxisë shërimin e fidanëve të shartuar. Drita shtesë për mbjelljen e perimeve në serë mund të kompensojë mungesën e dritës natyrore, të përmirësojë efikasitetin fotosintetik të bimëve, të nxisë lulëzimin dhe frytëzimin, të rrisë rendimentin dhe të përmirësojë cilësinë e produktit. Ndriçimi LED për rritjen e bimëve ka një perspektivë të gjerë aplikimi në fidanët e perimeve dhe prodhimin në serra.

3. Inteligjent

Ndriçimi për rritjen e bimëve ka një kërkesë të fortë për kontroll në kohë reale të cilësisë dhe sasisë së dritës. Me përmirësimin e teknologjisë së kontrollit inteligjent dhe zbatimin e Internetit të Gjërave, një shumëllojshmëri spektrash monokromatikë dhe sistemesh inteligjente kontrolli mund të realizojnë kontrollin e kohës, kontrollin e dritës dhe, sipas statusit të rritjes së bimëve, rregullimi në kohë i cilësisë dhe prodhimit të dritës me siguri do të bëhet trendi kryesor në zhvillimin e ardhshëm të teknologjisë së ndriçimit për rritjen e bimëve.