El estado de desarrollo y tendencia de la industria de iluminación de plantas LED

La luz es el factor ambiental básico para el crecimiento y desarrollo de las plantas. La luz no solo suministra energía para el crecimiento de las plantas a través de la fotosíntesis, sino que también es un importante regulador del crecimiento y desarrollo de las plantas. Al complementar la luz artificial o las plantas irradiadoras con luz artificial completa, puede promover el crecimiento de las plantas, aumentar el rendimiento, mejorar la forma del producto, colorear y mejorar los ingredientes funcionales, y también puede reducir la aparición de plagas y enfermedades. Hoy compartiré con ustedes el estado de desarrollo y las tendencias de la industria de iluminación vegetal.

La aplicación de la tecnología de fuentes de luz artificial en el campo de la iluminación vegetal se está volviendo cada vez más extensa. LED tiene muchas ventajas como la alta eficiencia luminosa, baja generación de calor, tamaño pequeño, larga vida, etc., y tiene ventajas obvias en el campo de la iluminación vegetal. Principalmente iluminación.

Primero, el estado de desarrollo de la industria de iluminación de plantas LED

1. Paquete de iluminación vegetal

En el campo de los envases de iluminación vegetal, existen muchos tipos de dispositivos de embalaje sin un sistema estándar de medición y evaluación unificado. Los principales fabricantes extranjeros están principalmente en la dirección de alta potencia, COB y módulos, teniendo en cuenta la serie de iluminación blanca de iluminación vegetal, combinada con características de crecimiento vegetal y entorno de iluminación humanizada. Los productos tienen grandes ventajas técnicas en fiabilidad, eficiencia lumínica, características de irradiación fotosintética de diferentes plantas en diferentes periodos de crecimiento, etc., incluyendo varios productos de alta potencia, media potencia y baja potencia de diferentes tamaños, según las necesidades de diferentes entornos de crecimiento, se espera lograr el objetivo de maximizar el crecimiento de las plantas y el ahorro de energía. Sin embargo, en los últimos años, las empresas nacionales también tienen el potencial de desarrollo y la ventaja de los precios laborales.

Una gran cantidad de patentes básicas para obleas epitaxiales de chip todavía están en manos de las primeras empresas líderes como Nichia y American Cree de Japón, y los fabricantes de chips domésticos aún carecen de productos patentados de mercado. Al mismo tiempo, muchas empresas también están desarrollando nuevas tecnologías en el campo de los chips de envasado de iluminación hortícola. Por ejemplo, la tecnología de chip de película delgada OSRAM permite que los chips se empaqueten de forma estrecha para crear una superficie de iluminación de gran área. El sistema de iluminación LED de alta eficiencia con una longitud de onda de 660 nm basado en esta tecnología puede reducir el 40% del consumo de energía en el área de cultivo.

2. Espectro y dispositivos de iluminación de la planta

El espectro de iluminación vegetal es complejo y diverso. Las diferentes plantas tienen diferentes ciclos de crecimiento e incluso diferentes entornos de crecimiento, y el espectro requerido es bastante diferente. Para satisfacer estas necesidades diferenciadas, existen actualmente los siguientes esquemas en la industria: ① Una variedad de esquemas de combinación de luz monocromáticas, con los picos más efectivos para la fotosíntesis vegetal con espectro de 450 nm y 660 nm y la banda de 730 nm para la inducción de la floración de plantas. Hay tres espectros principales, más la luz verde de 525 nm y la banda ultravioleta por debajo de 380 nm. Estos espectros se combinan para formar el espectro más adecuado según las diferentes necesidades de las plantas. ②Esquema de espectro completo, para lograr una cobertura total del espectro de demanda de la planta, como el sol representado por Seoul Semiconductor y Samsung, este tipo de espectro puede no ser el más eficiente, pero es adecuado para todas las plantas, y el costo es mucho más bajo que el esquema de combinación de luces monocromáticas. ③Principalmente luz blanca de espectro completo, más esquema de combinación de luces rojas de 660 nm, para mejorar la efectividad del espectro. Este esquema es más económico y práctico.

Iluminación de plantas Los dispositivos envasados de luz monocromática (principalmente 450nm, 660nm, 730nm) están cubiertos por muchas empresas nacionales y extranjeras, mientras que los productos domésticos son más complejos en variedad y especificaciones, y los productos de fabricantes extranjeros están más estandarizados. Todavía hay una gran brecha entre los fabricantes de envases nacionales y extranjeros, como la eficiencia de la luz. Además de los productos con las principales bandas de longitud de onda de 450 nm, 660 nm y 730 nm, muchos fabricantes también están desarrollando nuevos productos en otras bandas de longitud de onda para lograr una cobertura de radiación de radiación activa (PAR) completa de radiación (PAR) de dispositivos de envasado de luz monocromática para iluminación de plantas -730 nm).

Las luces de crecimiento de plantas LED de luz monocromática no son adecuadas para el crecimiento de ninguna planta. Por lo tanto, se destacan las ventajas de los LED de espectro completo. El espectro completo debe primero lograr una cobertura completa del espectro completo de luz visible (400-700 nm) y mejorar la luz azul-verde (470-510 nm). y luz roja profunda (660-700nm). Usando un LED azul ordinario o un chip LED ultravioleta con fósforo para lograr el espectro “completo”, su eficiencia fotosintética es diferente. La mayoría de los fabricantes de dispositivos de empaquetado LED blancos de iluminación vegetal utilizan chip azul + fósforos para lograr el espectro completo. Además del modo de empaquetado de luz monocromática y luz azul o chip ultravioleta más fósforo para realizar la luz blanca, el dispositivo de paquete de iluminación de plantas también tiene un modo de empaquetado compuesto utilizando dos o más chips de longitud de onda, como Red Ten Blue/Ultraviolet, RGB, RGBW. Este modo de paquete tiene grandes ventajas en la atenuación.

En términos de productos LED de longitud de onda estrecha, la mayoría de los proveedores de envases pueden proporcionar a los clientes varias longitudes de onda en la banda de 365-740 nm. En cuanto al espectro de iluminación vegetal convertida por fósforos, la mayoría de los fabricantes de envases tienen una variedad de espectros para que los clientes elijan. En comparación con 2016, su tasa de crecimiento de ventas en 2017 ha logrado un aumento relativamente grande. La tasa de crecimiento de las fuentes de luz LED de 660 nm se concentra en 20%-50%, mientras que la tasa de crecimiento de ventas de las fuentes de luz LED de plantas convertidas de fósforo alcanza 50%-200%. %, es decir, las ventas de fuentes de luz LED para plantas convertidas de fósforo están creciendo más rápido.

Todas las empresas de envasado pueden proporcionar productos de envasado de propósito general de 0.2-0.9 W y 1-3 W. Estas fuentes de luz permiten que los fabricantes de luminarias tengan una buena flexibilidad en el diseño de luminarias. Además, algunos fabricantes también ofrecen productos de paquete integrado de mayor potencia. En la actualidad, más de 80% de los envíos de la mayoría de los fabricantes son 0.2-0.9 W o 1-3 W. Entre ellos, los envíos de empresas líderes internacionales de embalaje se concentran en 1-3 W, mientras que los envíos de pequeñas y medianas empresas de embalaje se concentran en 0.2-0.9 W.

3. Campos de aplicaciones de iluminación vegetal

Desde el campo de aplicación, las lámparas de iluminación de plantas se utilizan principalmente en luz de relleno de invernadero, fábrica de plantas de luz artificial completa, cultivo de tejido vegetal, luz de relleno de campo (invernadero), plantación de vegetales y flores de hogar e investigación de laboratorio.

① En invernaderos solares e invernaderos multi-span, la proporción de luz artificial para luz suplementaria sigue siendo baja, y las lámparas de halogenuros metálicos y lámparas de sodio de alta presión son las principales. La tasa de penetración de los sistemas de iluminación de plantas LED es baja, pero la tasa de crecimiento aumenta con el costo. El declive comenzó a acelerarse, principalmente porque los usuarios han tenido una larga experiencia en el uso de lámparas de haluro metálico y lámparas de sodio de alta presión, y el uso de lámparas de halogenuros metálicos y lámparas de sodio de alta presión no solo evita quemar plantas, sino que también proporciona alrededor de 6% a 8% del invernadero. t de energía térmica. Sin embargo, el sistema de iluminación de plantas LED no proporciona instrucciones y soporte de datos específicos y efectivos, lo que retrasa su aplicación a la luz del sol y los invernaderos multispan. En la actualidad, todavía está dominado por aplicaciones de demostración a pequeña escala. Dado que LED es una fuente de luz fría, puede estar relativamente cerca del dosel de la planta, lo que resulta en un menor impacto de la temperatura. En los invernaderos de luz solar e invernaderos multi-span, la iluminación de plantas LED se utiliza principalmente para lámparas de luz de relleno entre plantas.

② Aplicación de campo (invernadero). La penetración y aplicación de la iluminación vegetal en la agricultura de las instalaciones es relativamente lenta, mientras que la aplicación de sistemas de iluminación de plantas LED (regulación de fotoperiodos) para cultivos de día largo al aire libre con alto valor económico (como la fruta del dragón) ha logrado un rápido desarrollo.

③ Fábrica de plantas. En la actualidad, el sistema de iluminación vegetal más rápido y más utilizado es la fábrica de plantas de luz totalmente artificial, que se divide en fábricas de plantas móviles centralizadas y distribuidas según las categorías. El desarrollo de todas las fábricas de plantas de luz artificial en China es muy rápido. Los principales inversores de la fábrica de plantas de luz artificial multicapa centralizada no son las empresas agrícolas tradicionales, sino más empresas dedicadas a productos electrónicos de consumo y semiconductores, como Zhongke Sanan, Foxconn, Panasonic Suzhou, JD.com y también COFCO, Xixi Cui y otras nuevas empresas agrícolas modernas. En las fábricas de plantas móviles distribuidas, los contenedores de envío (contenedores nuevos o reconstruidos de segunda mano) siguen siendo los transportistas estándar. La mayoría de los sistemas de iluminación vegetal en las fábricas de plantas artificiales utilizan sistemas de iluminación de paneles lineales o de pantalla plana. El número de variedades de plantación continúa expandiéndose. Las fuentes de luz LED con varias formulaciones de luz experimental han comenzado a ser ampliamente utilizadas y utilizadas. Los productos en el mercado son principalmente vegetales de hoja verde.

④ Cultivo de plantas domésticas. LED se puede utilizar en lámparas de mesa de plantas domésticas, estantes de plantación de plantas domésticas, máquinas de cultivo de hortalizas domésticas, etc.

⑤ Cultivo de plantas medicinales. Cultivo de plantas medicinales como clematis, aftas bucales, etc., los productos en estos mercados tienen mayor valor económico y son actualmente una industria con más aplicaciones de iluminación vegetal. Además, la legalización del cultivo de cannabis en América del Norte y partes de Europa ha promovido la aplicación de iluminación de plantas LED en el campo del cultivo de cannabis.

⑥ Luces de floración. Como herramienta esencial para ajustar el tiempo de floración de las flores en la industria de las flores y la horticultura, las primeras lámparas de floración aplicadas fueron lámparas incandescentes, seguidas de lámparas fluorescentes de bajo consumo. Con el progreso de la industrialización de LED, las lámparas de flores más tipo LED han reemplazado gradualmente a las lámparas tradicionales.

⑦ Cultivo de tejido vegetal. Las fuentes de luz tradicionales de cultivo de tejidos son principalmente lámparas fluorescentes blancas, que tienen una baja eficiencia luminosa y un alto valor calórico. Los LED son más adecuados para el cultivo de tejidos vegetales con alta eficiencia, control y espacio compacto debido a sus características notables, como bajo consumo de energía, baja generación de calor y larga vida útil. En la actualidad, las lámparas LED blancas están reemplazando gradualmente a las lámparas fluorescentes blancas.

En segundo lugar, la tendencia de desarrollo de la industria de iluminación de plantas LED

1. Especialización

La iluminación de plantas LED tiene un buen rendimiento de impermeabilidad debido a su espectro y cantidad de luz ajustables, y baja generación de calor general. Es adecuado para la iluminación de plantas en varios escenarios. Al mismo tiempo, debido a los cambios en el entorno natural y la búsqueda de la calidad de los alimentos por parte de las personas, ha promovido el desarrollo vigoroso de las instalaciones agrícolas y vegetales de las instalaciones, y también ha llevado a la industria de iluminación vegetal LED a un período de rápido desarrollo. En el futuro, la iluminación de plantas LED mejorará la eficiencia de la producción agrícola y la mejora juega un papel importante en la seguridad alimentaria y mejora la calidad de las frutas y hortalizas. Las fuentes de luz LED para la iluminación de plantas se desarrollarán con la especialización gradual de la industria y se moverán en una dirección más específica.

2. Eficiencia

La mejora de la eficiencia de la luz y la eficiencia energética es la clave para reducir en gran medida el costo operativo de la iluminación de la planta. El uso de LED para reemplazar las lámparas tradicionales y la optimización dinámica y el ajuste del entorno de luz de acuerdo con los requisitos de fórmulas ligeras de las plantas desde la etapa de plántula hasta el período de cosecha es una tendencia inevitable de la agricultura fina en el futuro. En cuanto a la mejora del rendimiento, según las características de desarrollo de las plantas, el cultivo se puede realizar en etapas y subregiones combinadas con fórmula ligera para mejorar la eficiencia de producción y rendimiento en cada etapa; en términos de mejora de la calidad, los nutrientes pueden ser controlados por medio de regulación de nutrientes y regulación de luz. Contenido y otros ingredientes funcionales de salud.

Se estima que la demanda nacional actual de plántulas vegetales es de 680 mil millones, mientras que la capacidad de producción de plántulas basadas en fábrica es inferior a 10%. La industria de plántulas tiene altos requisitos ambientales, la temporada de producción es mayormente invierno y primavera, la luz natural es débil y se requiere luz artificial. La producción de iluminación de plantas es relativamente alta y la aceptación de la inversión es alta; ) necesita ser injertada. En condiciones de alta humedad, la luz suplementaria espectral específica puede promover la curación de las plántulas injertadas. LED tiene ventajas únicas. La luz suplementaria para la siembra de verduras de invernadero puede compensar la falta de luz natural, mejorar la eficiencia fotosintética de las plantas, promover la floración y la fructificación, aumentar el rendimiento y mejorar la calidad del producto. La iluminación de plantas LED tiene amplias perspectivas de aplicación en plántulas vegetales y producción de invernaderos.

3. Inteligente

La iluminación vegetal tiene una fuerte demanda de control en tiempo real de la calidad de la luz y la cantidad de luz. Con la mejora de la tecnología de control inteligente y la aplicación del Internet de las cosas, una variedad de espectros monocromáticos más sistemas de control inteligente pueden realizar el control del tiempo, el control de la luz y según el estado de crecimiento de las plantas. El ajuste oportuno de la calidad de la luz y la producción de luz se convertirá en la principal tendencia del desarrollo futuro de la tecnología de iluminación vegetal.