Первоисточник: Хоучэн Лю.Состояние и тенденции развития индустрии светодиодного освещения [J]. Journal of Illumination Engineering, 2018, 29 (04): 8-9.
Источник статьи: Материал Once Deep

Свет является основным экологическим фактором роста и развития растений.Свет не только поставляет энергию для роста растений посредством фотосинтеза, но также является важным регулятором роста и развития растений.Добавка искусственного света или полное искусственное освещение могут способствовать росту растений, увеличивать урожайность, улучшать форму и цвет продукта, улучшать функциональные компоненты и уменьшать возникновение болезней и вредителей.Сегодня я поделюсь с вами состоянием развития и тенденциями индустрии освещения растений.
Технология искусственного источника света все более и более широко используется в области освещения растений.Светодиод имеет много преимуществ, таких как высокая светоотдача, низкое тепловыделение, небольшой размер, длительный срок службы и многие другие преимущества.Он имеет очевидные преимущества в области освещения для выращивания.Растущая светотехническая промышленность будет постепенно внедрять светодиодные светильники для выращивания растений.

A. Статус развития светодиодной индустрии освещения 

1. Светодиодный пакет для освещения растений

В области упаковки светодиодов для освещения растений существует множество видов упаковочных устройств, и нет единой стандартной системы измерения и оценки.Поэтому, по сравнению с отечественными продуктами, иностранные производители в основном ориентируются на направления высокой мощности, початков и модулей, принимая во внимание серию белого света для освещения для выращивания, учитывая характеристики роста растений и гуманизированную среду освещения, имеют большие технические преимущества в надежности, освещении эффективность, характеристики фотосинтетического излучения разных растений в разных циклах роста, включая различные типы мощных, средних и маломощных растений разных размеров, для удовлетворения потребностей различных растений в разных средах роста, ожидающих достижения целью максимизации роста растений и экономии энергии.

Большое количество основных патентов на эпитаксиальные пластины чипов до сих пор находятся в руках первых ведущих компаний, таких как японская Nichia и American Career.Отечественным производителям чипов по-прежнему не хватает запатентованных продуктов, конкурентоспособных на рынке.В то же время многие компании также разрабатывают новые технологии в области упаковки чипов для выращивания осветительных приборов.Например, технология тонкопленочных чипов Osram позволяет упаковывать чипы близко друг к другу, чтобы создать поверхность освещения большой площади.Основанная на этой технологии высокоэффективная система светодиодного освещения с длиной волны 660 нм позволяет снизить потребление энергии в зоне возделывания на 40%.

2. Расширение спектра освещения и устройств
Спектр освещения растений более сложен и разнообразен.Различные растения имеют большие различия в требуемых спектрах в разных циклах роста и даже в разных средах роста.Чтобы удовлетворить эти дифференцированные потребности, в настоящее время в отрасли используются следующие схемы: ①Множественные схемы комбинирования монохроматического света.Три наиболее эффективных спектра для фотосинтеза растений — это в основном спектр с пиками при 450 и 660 нм, полоса 730 нм для стимулирования цветения растений, плюс зеленый свет 525 нм и ультрафиолетовая полоса ниже 380 нм.Комбинируйте эти виды спектров в соответствии с различными потребностями растений, чтобы сформировать наиболее подходящий спектр.②Схема полного спектра для достижения полного охвата спектра потребностей растений.Этот тип спектра, соответствующий чипу SUNLIKE, представленному Seoul Semiconductor и Samsung, может быть не самым эффективным, но он подходит для всех растений, а стоимость намного ниже, чем у монохроматических комбинированных световых решений.③Используйте белый свет полного спектра в качестве основы, а также красный свет 660 нм в качестве комбинированной схемы для повышения эффективности спектра.Эта схема более экономична и практична.

Монохроматические светодиодные чипы для освещения растений (основные длины волн 450 нм, 660 нм, 730 нм) упаковочные устройства охватываются многими отечественными и зарубежными компаниями, в то время как отечественная продукция более разнообразна и имеет больше спецификаций, а продукция зарубежных производителей более стандартизирована.В то же время, с точки зрения фотосинтетического потока фотонов, светоотдачи и т. д., между отечественными и зарубежными производителями упаковки все еще существует большой разрыв.Для упаковочных устройств монохроматического света для освещения растений, в дополнение к продуктам с основными диапазонами длин волн 450 нм, 660 нм и 730 нм, многие производители также разрабатывают новые продукты в других диапазонах длин волн, чтобы реализовать полный охват фотосинтетически активного излучения (ФАР). длина волны (450-730нм).

Монохроматические светодиодные лампы для выращивания растений подходят не для всех растений.Поэтому подчеркиваются преимущества светодиодов полного спектра.Полный спектр должен сначала обеспечить полный охват всего спектра видимого света (400–700 нм) и повысить производительность этих двух диапазонов: сине-зеленого света (470–510 нм) и темно-красного света (660–700 нм).Используйте обычный синий светодиод или ультрафиолетовый светодиодный чип с люминофором для достижения «полного» спектра, и его фотосинтетическая эффективность имеет свои собственные высокие и низкие уровни.Большинство производителей упаковочных устройств с белыми светодиодами для освещения растений используют Blue Chip + люминофоры для достижения полного спектра.В дополнение к режиму упаковки монохроматического света и синего света или ультрафиолетового чипа плюс люминофор для реализации белого света, упаковочные устройства для освещения растений также имеют композитный режим упаковки, в котором используются чипы с двумя или более длинами волн, такие как красный десять синий/ультрафиолетовый, RGB, RGBW.Этот режим упаковки имеет большие преимущества при затемнении.

Что касается светодиодной продукции с узкой длиной волны, то большинство поставщиков упаковки могут предоставить клиентам продукцию с различной длиной волны в диапазоне 365–740 нм.Что касается спектра освещения растений, преобразованного люминофорами, то большинство производителей упаковки предлагают покупателям на выбор несколько спектров.По сравнению с 2016 годом темпы роста продаж в 2017 году значительно увеличились.Среди них темпы роста 660-нм светодиодных источников света сосредоточены на 20%-50%, а темпы роста продаж люминофорных заводских светодиодных источников света достигают 50%-200%, то есть продажи люминофорных заводов Светодиодные источники света растут быстрее.

Все упаковочные компании могут предоставить 0,2-0,9 Вт и 1-3 Вт общую упаковочную продукцию.Эти источники света позволяют производителям освещения иметь хорошую гибкость при проектировании освещения.Кроме того, некоторые производители также предлагают интегрированные упаковочные продукты с более высокой мощностью.В настоящее время более 80% отгрузок большинства производителей имеют мощность 0,2-0,9 Вт или 1-3 Вт. габаритные упаковочные предприятия сосредоточены в 0,2-0,9 Вт.

3. Области применения освещения для выращивания растений

Из области применения светильники для выращивания растений в основном используются для освещения теплиц, полностью искусственного освещения заводов, выращивания тканей растений, наружного сельскохозяйственного освещения, домашних овощей и цветов, а также лабораторных исследований.

① В солнечных теплицах и многопролетных теплицах доля искусственного света для дополнительного освещения по-прежнему невелика, и основными являются металлогалогенные лампы и натриевые лампы высокого давления.Уровень проникновения светодиодных систем освещения для выращивания растений относительно низок, но темпы роста начинают ускоряться по мере снижения стоимости.Основная причина заключается в том, что пользователи имеют многолетний опыт использования металлогалогенных ламп и натриевых ламп высокого давления, а использование металлогалогенных ламп и натриевых ламп высокого давления может обеспечить от 6% до 8% тепловой энергии для отопления. парник, избегая при этом ожогов растений.Система светодиодного освещения для выращивания не обеспечивала конкретных и эффективных инструкций и поддержки данных, что задержало ее применение в теплицах с дневным освещением и многопролетных теплицах.В настоящее время небольшие демонстрационные приложения по-прежнему являются основой.Поскольку светодиод является источником холодного света, он может располагаться относительно близко к кроне растений, что приводит к меньшему воздействию температуры.В теплицах дневного света и многопролетных теплицах светодиодное освещение для выращивания чаще используется при выращивании растений между растениями.

②Применение в сельском хозяйстве на открытом воздухе.Проникновение и применение освещения растений в сельском хозяйстве было относительно медленным, в то время как применение светодиодных систем освещения растений (управление фотопериодом) для культур длительного дня на открытом воздухе с высокой экономической ценностью (таких как драконий фрукт) достигло быстрого развития.

③Заводы.В настоящее время самой быстрой и наиболее широко используемой системой освещения растений является полностью искусственная световая фабрика, которая делится на централизованные многоуровневые и распределенные подвижные заводы по категориям.Развитие заводов по производству искусственного освещения в Китае идет очень быстро.Основным инвестиционным органом централизованного многоуровневого полностью искусственного светового завода являются не традиционные сельскохозяйственные компании, а компании, занимающиеся производством полупроводников и бытовой электроники, такие как Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong, а также COFCO и Xi Cui и другие новые современные сельскохозяйственные компании.На распределенных и мобильных предприятиях транспортные контейнеры (новые контейнеры или реконструкция бывших в употреблении контейнеров) по-прежнему используются в качестве стандартных носителей.В системах освещения растений всех искусственных растений в основном используются линейные или плоскопанельные системы освещения, и количество посаженных сортов продолжает расширяться.Начали широко и широко использоваться различные экспериментальные световые формулы светодиодных источников света.Продукты на рынке в основном зеленые листовые овощи.

④Посадка домашних растений.Светодиод можно использовать в настольных лампах для домашних растений, стеллажах для рассады домашних растений, бытовых машинах для выращивания овощей и т. д.

⑤ Выращивание лекарственных растений.В выращивании лекарственных растений участвуют такие растения, как Anoectochilus и Lithospermum.Продукты на этих рынках имеют более высокую экономическую ценность и в настоящее время представляют собой отрасль с большим количеством приложений для освещения растений.Кроме того, легализация выращивания каннабиса в Северной Америке и некоторых частях Европы способствовала применению светодиодного освещения для выращивания каннабиса.

⑥Цветущие огни.В качестве незаменимого инструмента для регулирования времени цветения цветов в цветоводстве самым ранним применением светильников для цветения были лампы накаливания, за которыми последовали энергосберегающие люминесцентные лампы.С развитием индустриализации светодиодов все больше цветущих светодиодных светильников постепенно вытесняют традиционные лампы.

⑦ Культура растительных тканей.Традиционными источниками света для тканевых культур являются в основном белые люминесцентные лампы, которые имеют низкую светоотдачу и большое тепловыделение.Светодиоды больше подходят для эффективной, контролируемой и компактной культуры тканей растений благодаря их выдающимся характеристикам, таким как низкое энергопотребление, низкое тепловыделение и длительный срок службы.В настоящее время белые светодиодные трубки постепенно вытесняют белые люминесцентные лампы.

4. Региональное распределение компаний по освещению растений

Согласно статистике, в настоящее время в моей стране насчитывается более 300 растущих осветительных компаний, а растущие осветительные компании в районе дельты Жемчужной реки составляют более 50%, и они уже занимают важное положение.На компании по производству осветительных приборов в дельте реки Янцзы приходится около 30%, и это по-прежнему важная производственная зона для продуктов для выращивания осветительных приборов.Компании, производящие традиционные лампы для выращивания растений, в основном расположены в дельте реки Янцзы, дельте Жемчужной реки и Бохайском крае, из которых на дельту реки Янцзы приходится 53%, а на дельту Жемчужной реки и Бохайский край — 24% и 22% соответственно. .Основными районами распространения производителей светодиодного освещения для выращивания растений являются дельта Жемчужной реки (62%), дельта реки Янцзы (20%) и Бохайский край (12%).

B. Тенденция развития отрасли светодиодного освещения

1. Специализация

Светодиодное освещение для выращивания растений имеет такие характеристики, как регулируемый спектр и интенсивность света, низкое общее тепловыделение и хорошие водонепроницаемые характеристики, поэтому оно подходит для освещения выращивания в различных сценах.В то же время изменения в окружающей среде и стремление людей к качеству продуктов питания способствовали энергичному развитию сельского хозяйства и выращиванию фабрик, а также привели к тому, что индустрия светодиодного освещения вступила в период быстрого развития.В будущем светодиодное освещение для выращивания растений будет играть важную роль в повышении эффективности сельскохозяйственного производства, повышении безопасности пищевых продуктов и улучшении качества фруктов и овощей.Светодиодный источник света для освещения растений будет развиваться дальше по мере постепенной специализации отрасли и двигаться в более целевом направлении.

2. Высокая эффективность

Повышение светоотдачи и энергоэффективности является ключом к значительному снижению эксплуатационных расходов на освещение растений.Использование светодиодов для замены традиционных ламп, а также динамическая оптимизация и регулировка световой среды в соответствии с требованиями световой формулы растений от стадии всходов до стадии сбора урожая — неизбежные тенденции рафинированного сельского хозяйства в будущем.Что касается повышения урожайности, его можно выращивать поэтапно и в регионах в сочетании с легкой формулой в соответствии с особенностями развития растений для повышения эффективности производства и урожайности на каждом этапе.С точки зрения улучшения качества, регулирование питания и регулирование света можно использовать для увеличения содержания питательных веществ и других функциональных ингредиентов, полезных для здоровья.

По оценкам, текущая национальная потребность в рассаде овощных культур составляет 680 млрд долларов, а производственная мощность заводской рассады составляет менее 10%.Рассадная промышленность предъявляет более высокие экологические требования.Сезон производства в основном зима и весна.Естественный свет слаб и необходим искусственный дополнительный свет.Освещение для выращивания растений имеет относительно высокие входные и выходные данные и высокую степень приемлемости входных данных.Светодиод имеет уникальные преимущества, так как фрукты и овощи (помидоры, огурцы, дыни и т. д.) нуждаются в прививке, а особый спектр световых добавок в условиях высокой влажности может способствовать заживлению привитых саженцев.Дополнительный свет для выращивания овощей в теплицах может компенсировать недостаток естественного света, повысить эффективность фотосинтеза растений, способствовать цветению и плодоношению, повысить урожайность и улучшить качество продукции.Светодиодное освещение для выращивания растений имеет широкие перспективы применения в выращивании рассады овощей и тепличном производстве.

3. Интеллектуальный

Освещение для выращивания растений имеет большой спрос на контроль качества и количества света в режиме реального времени.Благодаря совершенствованию технологии интеллектуального управления и применению Интернета вещей различные монохроматические спектры и интеллектуальные системы управления могут осуществлять контроль времени, управление освещением и, в зависимости от состояния роста растений, своевременную регулировку качества света и светоотдачи. обязательно станет основной тенденцией в будущем развитии технологий освещения для выращивания растений.