一, Işık kaynağı özelliklerinin karşılaştırılması: LED tek seçenek değildir ancak birçok faydası vardır.
1. Spektrumu değiştirme yeteneği: LED'in "kesin vuruşu" ve diğer ışık kaynağı türlerinin "geniş-spektrum kapsamı"
Yarı iletken lüminesans kullanan LED bitki ışıkları, kırmızı ışık (600–700 nm) ve mavi ışık (400–500 nm) gibi temel dalga boyu bantlarını doğru bir şekilde eşleştirebilir. Araştırmalar, domateslerin çiçeklenme döneminde kırmızı/mavi ışık oranı 4:1 olan LED ışık kaynaklarının kullanılmasının meyve tutumunu %27 oranında artırabildiğini ve C vitamini içeriğini %15 oranında artırabildiğini göstermektedir. Yüksek-basınçlı sodyum lambaların spektrumu güneş ışığınınkine benzer, ancak ışığın yalnızca %30'u kırmızıdır ve %5'ten azı mavidir. Bu nedenle spektrumu değiştirmek için bir filtre kullanılması gerekir, bu da %40'tan fazla enerji kaybına neden olur.
Lazer sentez spektroskopisi tekniği, lazer ışığının birçok dalga boyunu kullanarak spektrumu özelleştirmenin yeni bir yoludur. Uzak kırmızı ışık (700-750nm) eklemek için özellikle iyi çalışır. Bir fabrika fabrikası deneyinde, lazer dolgu ışığına sahip marul, LED ışığına sahip maruldan %8 daha fazla klorofil içeriyordu, ancak lazer dolgu ışığı ekipmanının maliyeti üç kat daha fazlaydı. Şu anda yalnızca çok fazla değer katan mahsuller için iyidir.
2. Enerji verimliliği ve ısı kontrolü: LED'in "soğuk ışık kaynağının" çalışma şeklini değiştirerek daha iyi çalışmasını sağlayın
LED'ler aldıkları ışığın %50 ila %60'ını elektriğe dönüştürebilmektedir. Bu, aldıkları ışığın yalnızca %30'unu dönüştüren yüksek-basınçlı sodyum lambalardan iki kat daha iyidir. Örneğin, 400 W'lık bir LED ek aydınlatma sistemi, bir dönümlük serada yılda yaklaşık 1200 kWh güç kullanır. Aynı parlaklığa sahip 1000 W'lık yüksek-basınçlı bir sodyum lamba sistemi, yılda 3600 kWh güç kullanır. Daha da önemlisi LED, yüzey sıcaklığı 40 derecenin altında ise bitkiye 10 cm yakın mesafeden ışınlanabilmektedir. Bununla birlikte, yüksek-basınçlı sodyum lambasının yüzey sıcaklığı 200 derecenin üzerindeyse tesisten 1,5 metreden daha uzakta durması gerekir; bu, kullandığı ışık enerjisinin yalnızca %60'ının verimli olduğu anlamına gelir.
3. Kullanım ömrü ve bakım maliyetleri: LED'in "uzun vadeli" faydası
LED tesis ışıkları 50.000 saat dayanır; bu, 20.000 saat dayanan yüksek-basınçlı sodyum ışıklarından 2,5 kat daha uzundur. LED'ler, günde 16 saatlik kullanımla 8,5 yıl dayanır, ancak yüksek-basınçlı sodyum lambaların her 3 yılda bir değiştirilmesi gerekir. Büyük bir sebze tabanı, bir LED sisteminin bakımının ortalama yıllık maliyetinin metrekare başına 0,8 yuan olduğunu, yüksek{13}}basınçlı sodyum lamba sisteminin bakımının maliyetinin ise metrekare başına 2,3 yuan olduğunu ortaya koyuyor.
2, Uygulama senaryolarının farklılaştırılması: Farklı ihtiyaçlara göre ışık kaynaklarının seçilmesine yönelik teknikler
1. Yüksek-değerli ürünler: LED artık standart bir özelliktir.
Çiçekler ve tıbbi bitkiler gibi yüksek-değere sahip alanlarda LED'in spektrumu hassas bir şekilde düzenleme yeteneği, doğrudan ekonomik faydalar sağlar. Yunnan'daki belirli bir orkide ekim merkezinde tam spektrumlu LED ek aydınlatmanın kullanılmasının ardından çiçeklenme dönemi 15 gün arttı ve ihracat birim fiyatı %40 arttı. LED ışıklar doku kültürü fidelerinin yetiştirilmesi için eşit ışık sunabilir. Doku kültürü şişesi içindeki ışık yoğunluğu farkını ±%5 dahilinde tutabilirler, bu da çoğalma katsayısını büyük ölçüde artırır.
2. Çok fazla sebze yetiştirmek: Paranın kısıtlı olduğu zamanlar için birçok seçenek
Kışın sebze yetiştirilen kuzeyde, LED dolgu ışık sisteminin ilk maliyeti metrekare başına yaklaşık 80 yuan'dır; bu da yüksek-basınçlı sodyum lamba sisteminin maliyetinin (metrekare başına 30 yuan) 2,7 katıdır. Ancak daha az enerji kullandığı için LED ışıklar kendilerini üç yılda amorti edebiliyor. Maddi durumu sınırlı olan çiftçiler, "LED üst dolgu ışığı + yüksek-basınçlı sodyum lamba yan dolgu ışığı"ndan oluşan karma bir çözüm kullanabilir. En düşük maliyetle en iyi sonuçları elde etmek için önemli büyüme aşamalarında LED ışıklar kullanabilir ve günlük bakım aralıklarında yüksek-basınçlı sodyum lambalara geçiş yapabilirler.
3. Aşırı çevresel tepki: LED'in esnekliği
Kuzeydoğu Çin'de kış aylarında kasvetli ve karlı hava yaygındır, bu da yeterli güneş ışığı olmadığı anlamına gelir. Heilongjiang Eyaletindeki bir sebze üssünde lazer tamamlayıcı ışık sistemi kullanılıyor. -30 derecede hala iyi performans gösterebilir. Toprak kaynaklı ısı pompasıyla birlikte kullanıldığında sıcaklığı ve ışığı birlikte kontrol edebiliyor, bu da salatalık veriminin açık havada yetiştirilmesine göre 2,3 kat daha fazla olmasını sağlıyor. Ancak eski moda ışık kaynaklarının, başlatılmasının zor olması ve düşük sıcaklıklarda ışığın daha hızlı kaybolması gibi dezavantajları vardır.
3, Teknolojik evrimdeki eğilim: LED'in "Evrim Teorisi"nde ve diğer seçeneklerde bir atılım
1. LED teknolojisi tek ışık kaynağından akıllı sistemlere dönüştü.
Yeni LED bitki ışıklarında yerleşik ışık sensörleri ve yapay zeka algoritmaları bulunur. Bunlar, bitkilerin büyümesine bağlı olarak spektrumu otomatik olarak değiştirebilir. Akıllı bir sera deneyi, dinamik spektrum kontrollü LED sisteminin kullanılmasının marulun büyüme döngüsünü %20 oranında azalttığını ve azotlu gübre kullanımını %18 oranında daha verimli hale getirdiğini buldu. Katlanabilir LED filmler ve esnek LED şeritler gibi yeni yenilikler de klasik aydınlatma armatürlerinin kalıplarını yıkıyor.
2. Alternatif Teknolojilerde Atılım: OLED ve Lazerle İlgili Olası Sorunlar
Lazer destekli aydınlatma, koyu yapraklı mahsuller için belirgin faydalar sunmasına rağmen maliyetlidir. Bir araştırma grubu, lazer dolgunun ıspanağın demir içeriğini %22 oranında artırabildiğini ortaya çıkardı. Ekipman hacmi LED'in yalnızca 1/5'i kadardır. OLED bitki ışıkları, herhangi bir gölge oluşturmadıkları için onları üç-boyutlu yetiştirme için mükemmel kılan yüzey ışık kaynaklarına sahiptir. Ancak yalnızca 10.000 saat dayandıkları için henüz pazar eşiğine ulaşamadılar.
3. Politika ve Pazar Odaklı: LED'in Benimsenmesinin Hızlandırılması
Pek çok bölgede, "çift karbon" hedefine yönelik çabaların bir parçası olarak tesis tarımına yönelik enerji{0}tasarrufu sübvansiyon politikaları uygulamaya konmuştur. Bu politikalar LED dolgu ışık sistemlerine %30-%50 satın alma sübvansiyonu sağlar. LED bitki ışıklarının fiyatı 2018'de watt başına 5 yuan'dan 2025'te watt başına 1,2 yuan'a düştü; bu da yüksek-basınçlı sodyum lambaların fiyatına yakın. Bir sektör araştırması, 2028 yılına kadar tesis aydınlatmasının %75'inin LED kullanacağını söylüyor.
4, Karar çerçevesi: En iyi aydınlatma seçeneğini nasıl seçersiniz?
Mahsul türü: Yüksek-değerli-katma mahsuller LED'de önce gelir ve toplu mahsuller kullanım için bir araya harmanlanabilir.
Çok soğuk yerlerde lazer veya LED ışıklar, çok soğuk olmayan yerlerde ise yüksek-basınçlı sodyum lambalar kullanılabilir.
Yatırım döngüsü: Uzun-vadeli ekim çalışmalarında LED ışıklar kullanılabilir, ancak kısa-vadeli projelerde normal ışıklar kullanılabilir.
Teknik yetenek: Dinamik spektrumlu LED'ler akıllı kontrol özelliklerine sahip bazalar tarafından kullanılırken, sabit spektral ürünler geleneksel bazlar tarafından kullanılır.
