Undanfarin ár hefur tækni LED vaxa ljós þróast hratt, sérstaklega á sviði ræktunar gróðurhúsa. Möguleikar LED plöntuljósanna til að koma í stað natríumlampa hafa orðið mikilvægt umræðuefni í greininni. Í fortíðinni töldu margir iðkendur iðnaðarmenn almennt að þegar ljóstillífun ljóseindar skilvirkni (skammtafræðileg skilvirkni, QE) af LED ræktuðu lampa yfir natríumlampa, myndi „vorið“ markaðsuppbótar þess koma. Hins vegar, með ítarlegri könnun tækni, hefur hugmyndin um að mæla árangur ljósgjafa með QE smám saman verið talin of einhliða.
Skilgreining og munur á skammtafræðilegri skilvirkni (QE) og PPE
Skammta skilvirkni QE er mikilvægur færibreytur til að mæla árangur ljósgjafa. Það gefur til kynna hve mikið ljóstillífandi ljóseindarstreymi (PPF) er hægt að búa til á hverja watt af raforkuinntaki, í einingum μmól\/j. Formúlan er eftirfarandi:
QE=ppf\/máttur
PPF (ljóstillífandi ljóseindarstreymi) gefur til kynna fjölda ljóseinda sem gefnar eru út á sekúndu af ljósgjafanum, í einingum μmól\/s. Fyrir breytur fyrir plöntulampa er QE jafngild PPE (ljóstillífandi ljóseindarvirkni), en í víðtækri tilfinningu líffræðilegrar tækni er notkun QE alhliða vegna þess að hún á við um alla líffræðilega svörunarferla með bylgjulengdarsvið 300-800 nm.
Notkun líffræðilegra aðila er ekki takmörkuð við ljóstillífun plantna heldur nær einnig til alifuglabúskapar, fiskeldi, húðvörur, augnheilsu og ljóseindalækningum. Þessir reitir hafa mismunandi áherslu á viðbrögð við bylgjulengd ljósgjafans, þannig að notkun alhliða QE skilgreiningar getur forðast hugmyndar rugl. Til dæmis, fyrir húðmeðferð eða sjónræn ljósfræðimeðferð, getur PPE ekki lýst nákvæmlega afköst ljósgjafans, á meðan QE getur endurspeglað að fullu mismuninn á ljóseind skilvirkni.
Núverandi skammtavirkni stig LED og HPS lampa
Nútíma LED umbúðatækni getur nú þegar náð eftirfarandi skammtastærðum:
· Blátt ljós: Qe> 2. 0 μmol\/j
· Rauður ljós: QE> 3,5 μmól\/j
· Venjulega vaxa ljós: QE svið er 1,8 μmól\/j ~ 3,3 μmól\/j
Aftur á móti er QE natríumlampa á markaðnum venjulega um 2,1 μmól\/j. Þrátt fyrir að LED lampar hafi farið fram úr natríumlampa í skammtavirkni, þá er enn vandamál með rangar merkingar í greininni og sum fyrirtæki ýkja skammta skilvirkni þeirra til að keppa. JT vaxa ljós til að tryggja nákvæmni mælinganiðurstaðna, við munum krefjast þess að umbúðafyrirtæki leggi fram nákvæmar skammtamælingarskýrslur og villumat. Til að tryggja að QE gögn okkar séu í samræmi við kynningu okkar. Svo þú getur verið viss um að kaupa JT Grow's Plant Lights, við ábyrgjumst gæði.
PPFD og DLA: Lykilvísir um skilvirkni ljóstillífunar
Til viðbótar við Quantum skilvirkni QE, eru ljóstillífandi ljóseindarþéttleiki (PPFD) og dagleg ljós uppsöfnun (DLA) tveir kjarnavísar til að meta árangur plöntulampa:
- PPFD: Einingin er μmól\/m² · s, sem gefur til kynna fjölda ljóstillífunar ljóseindir sem berast á sekúndu á hverja einingarsvæði.
- DLA: Einingin er mól\/dag, sem gefur til kynna fjölda ljóstillífunar ljóseindir sem safnast upp á hverja einingu á einum degi.
Taktu 400- watt lampa sem dæmi, miðað við að ljósdreifing lampans sé Lambertian, er skilvirkni lampans 15%og ljóseindirnar sem gefnar eru út af ljósgjafanum eru alveg þaknar á hringlaga svæði 3,14 fermetrar í fjarlægð 1 metra fjarlægð:
- Þegar Qe af LED vaxa ljós =2. 1 μmól\/j, ppfd =227. 39 μmól\/m² · s.
- · Þegar QE LED vaxa ljós er 2,3 μmól\/J, PPFD =249. 04 μmól\/m² · s.
Það má sjá að munurinn á QE hefur lítil áhrif á PPFD. Hins vegar, þegar ljósritun (td 14 klukkustunda ljós á dag) er tekið tillit til, eru áhrif þess á DLA mikilvægari:
- Natríumlampi með QE =2. 1: DLA =11. 46 mól\/dag
- LED plöntuljós með QE =2. 3: dla =12. 55 mól\/dag
Mismunurinn á DLA milli þessara tveggja er 1,09 mól\/dag, sem þýðir að natríumlampinn þarf að vinna 1,33 klukkustundir lengur til að ná sama ljósaskammt af LED plöntuljósinu.
Frá sjónarhóli orkusparnaðar jafngildir þetta natríumlampa sem neytir um 0. 532 kWst meira rafmagn á dag.
Ljós gæði: Lykillinn að notkunar skilvirkni plöntuljósanna
Þrátt fyrir að QE og PPFD séu mikilvægir vísbendingar til að meta árangur ljósgjafa, sýna tilraunir að LED vaxa ljós með QE =1. 8 sýna betri gróðursetningarárangur en natríumlampar með QE =2. 1 við sömu aðstæður. Lykilatriðið á bak við þetta erLjós gæði, það er, hlutfall ljóseindir hverrar bylgjulengd í ljósgjafanum.
Ljósgæði eru dreifingarhlutfall ljóss sem birt er af ljósgjafa við mismunandi bylgjulengdir. Fyrir plöntuvöxt er ljós innan sviðs ljóstillífunar virka geislunar (PAR) (300-800 nm) mikilvægt fyrir ljóstillífun. Ljóseindir af mismunandi bylgjulengdum hafa ekki aðeins bein áhrif á ljóstillífunarvirkni plantna, heldur gegna einnig reglugerðarhlutverki í formfræðilegri smíði þeirra og vaxtarhringrás.
Mikilvægi ljósgæða
Plöntur hafa mismunandi kröfur um ljós á mismunandi vaxtarstigum. Nákvæm samsvörun ljósgæða getur:
1. Bæta skilvirkni ljóstillífunar (hæfileikinn til að umbreyta ljósorku í efnaorku).
2. Fínstilltu formgerð plantna (plöntutegund, fjöldi útibúa, lengd internode osfrv.).
3. Bættu uppskeru gæði (til dæmis, auka sykur, vítamín eða litarefni).
4. Stjórna blómstrandi og ávaxtahringnum til að ná aukinni framleiðslu og skilvirkni.
Litrófs frásog ljóstillífunar er aðallega einbeitt á milli 300-800 nm, og mismunandi bylgjulengdir hafa mismunandi áhrif á plöntur, til dæmis:

Blátt ljós (400-500 nm)
1) örva vöxt laufs og auka virkni ljóstillífandi ensíma;
2) stuðla að opnun Stomata og bæta skilvirkni ljóstillífunar;
3) hindra vexti og móta samsniðna plöntubyggingu;
Það er aðallega hentugur fyrir snemma ungplöntustigið og er mjög gagnlegt fyrir vöxt laufræktar (svo sem spínat og salat).
Rautt ljós (600-700 nm)
Örva frásog ljóstillífandi litarefna, stuðla að blómgun plantna, ávaxtar og þroska ávaxta og auka þar með ávöxtun.
Þetta litróf er mjög hentugt fyrir blómgun og ávaxtatímaplöntur, sérstaklega fyrir ávexti og blóm gróðursetningu.


Far red light (>700nm)
Taktu þátt í smíði formgerðar plantna, stjórna blómstrandi hringrás, örva vöxt plantna og hafa áhrif á dreifingu greina og laufs.
Það gegnir mikilvægu hlutverki við að hámarka plöntutegundina af hári ræktun (svo sem tómötum og gúrkum).
Fjólublátt ljós (315-400 nm)
1) hindrar vöxt plöntubuxur og lauf, sem kemur í veg fyrir óhóflegan vöxt;
2) Spennir blóma litarefni plantna, stuðlar að betri lit plöntublaða og bætir gæði
LED plöntuljós geta náð sérstökum ljósgæðasamsetningum með því að stjórna nákvæmlega litrófinu og þar með bætt ljóstun skilvirkni plantna. Litrófsdreifing natríumlampa er aðallega einbeitt á gulu ljóssvæðinu og skortir sveigjanleika bláa og rautt ljóss.

HPS lampar vs LED vaxa ljós
|
Frammistöðuþátt |
HPS lampar |
LED vaxa ljós |
|
Hitauppgeislun |
Sendir frá verulegum hita, hækkar umhverfishita og þarfnast viðbótar kælibúnaðar til að koma á stöðugleika í gróðurhúsalofti. |
Lítil hitauppstreymi, dregur úr áhrifum á umhverfishita og sparar kælingarkostnað. |
|
Létt gæði hagræðingar |
Takmarkað litróf, fyrst og fremst rautt ljós, minna aðlögunarhæft að sérstökum plöntuþörfum. |
Stillanlegt litróf, sem gerir kleift að sérsníða rauð og blá ljóshlutföll og önnur litróf fyrir mismunandi plöntur og vaxtarstig. |
|
Orkunýtni |
Ljóstillífun ljóseindarvirkni (PPE) er um 2,1 μmól\/J, með tiltölulega litla orkubreytingu. |
PPE getur náð 2. 3-3. 5 μmól\/j, verulega meiri skilvirkni. |
|
Líftími |
Stuttur líftími, um það bil 10, 000-20, 000 klukkustundir. |
Langur líftími, yfir 50, 000 klukkustundir, draga úr tíðni og viðhaldskostnaði. |
|
Umsóknarkostnaður |
Lægri kostnaður fyrir framan, en mikil orkunotkun og tíð skipti leiða til hærri langtímakostnaðar. |
Hærri upphafskostnaður, en lítil orkunotkun og langur líftími leiðir til lægri heildar rekstrarkostnaðar. |
|
Ljóstillífun skilvirkni |
Óákveðinn litróf, sem leiðir til lægri ljóstillífunar skilvirkni á hverja orkueiningu. |
Bjartsýni litróf og ljósritun eykur verulega gróðursetningar skilvirkni á hverja orkueiningu. |
|
Varmaáhrif á ræktun |
Hitageislun getur valdið laufbruna eða ójafnri hitastigsdreifingu, sem hefur áhrif á heilsu plöntu. |
Lítil hita geislun lágmarkar hættuna á uppskeruskemmdum, sérstaklega fyrir hitaviðkvæmar plöntur. |
|
Umhverfisvænni |
Inniheldur kvikasilfur, sem krefst sérstakra förgunarferla og stafar af hugsanlegri umhverfisáhættu. |
Mercury-frjáls, umhverfisvænni og auðveldara að endurvinna. |
|
Viðhald þægindi |
Tíð skipti auka launakostnað; Þyngri innrétting flækir uppsetningu. |
Sjaldgæfar skipti, einfalt viðhald og léttar innréttingar til að auðvelda uppsetningu. |
|
Aðlögunarhæfni plantna |
Hönnun eins litbrigða uppfyllir kannski ekki allar uppskerukröfur og takmarka fjölhæfni þess. |
Sveigjanleg litrófshönnun styður fjölbreytt úrval af ræktun og ræktunarlíkönum (td lóðréttum búskap, gróðurhúsum). |
|
Langtíma efnahagslegur ávinningur |
Mikill orkunotkun og viðhaldskostnaður dregur úr hagkvæmni, sem gerir það minna hentugt fyrir stórum búskap. |
Lítil orkunotkun, löng líftími og betri efnahagslegur árangur, eru tilvalin fyrir stórfellda búskap eða verðmæt ræktun. |
Þrátt fyrir að natríumlampar hafi ákveðna kosti í upphafskostnaði eru þeir verulega á bak við LED plöntulampa hvað varðar orkunýtni, léttan sveigjanleika, líf og viðhald. Frá sjónarhóli langtímanotkunar sýna LED vaxandi lampar hærra notkunargildi og efnahagslegan ávinning í nútíma landbúnaðarframleiðslu.
Niðurstaða
Tæknilegir kostir LED plöntulampa endurspeglast ekki aðeins í því að bæta skammtavirkni heldur mikilvægara, í sveigjanleika þess í ljósgæðastjórnun. Með framgangi umbúðatækni verður skilvirkni og áreiðanleiki ljósgjafa enn frekar bætt og vísindaleg og hæfileg ljósgæðahönnun verður kjarnastefna til að bæta skilvirkni plöntulampa. Þróun LED vaxa ljós sem kemur í stað HPS lampa er óafturkræf.


