O status de desenvolvimento e tendência da indústria de iluminação LED de plantas

A luz é o fator ambiental básico para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A luz não fornece apenas energia para o crescimento das plantas por meio da fotossíntese, mas também é um importante regulador do crescimento e desenvolvimento das plantas. Ao suplementar a luz artificial ou irradiar plantas com luz artificial completa, pode promover o crescimento das plantas, aumentar o rendimento, melhorar a forma, a cor do produto e melhorar os ingredientes funcionais, e também reduzir a ocorrência de pragas e doenças. Hoje, compartilharei com você o status de desenvolvimento e as tendências da indústria de iluminação de plantas.

A aplicação da tecnologia de fonte de luz artificial no campo da iluminação das plantas está se tornando cada vez mais extensa. O LED tem muitas vantagens, como alta eficiência luminosa, baixa geração de calor, tamanho pequeno, longa vida, etc., e tem vantagens óbvias no campo da iluminação de plantas. Principalmente iluminação.

Primeiro, o status de desenvolvimento da indústria de iluminação LED

1. pacote de iluminação de plantas

No campo da embalagem de iluminação de plantas, existem muitos tipos de dispositivos de embalagem sem um sistema padrão de medição e avaliação unificada. Os principais fabricantes estrangeiros são principalmente na direção de alta potência, COB e módulos, levando em consideração a série de iluminação branca da iluminação das plantas, combinada com características de crescimento da planta e ambiente de iluminação humanizado. Os produtos têm grandes vantagens técnicas em confiabilidade, eficiência leve, características de irradiação fotossintética de diferentes plantas em diferentes períodos de crescimento, etc., incluindo vários produtos de alta potência, médios e baixos níveis de energia de diferentes tamanhos, de acordo com as necessidades de diferentes ambientes de crescimento, a meta de maximizar o crescimento da planta e economia de energia. No entanto, nos últimos anos, as empresas nacionais também têm o potencial de desenvolvimento e a vantagem dos preços do trabalho.

Um grande número de patentes essenciais para wafers epitaxiais de chip ainda está nas mãos de empresas líderes, como Nichia e American Cree, e fabricantes de chips domésticos ainda não têm produtos patenteados competitivos para o mercado. Ao mesmo tempo, muitas empresas também estão desenvolvendo novas tecnologias no campo dos chips de embalagens de iluminação hortícola. Por exemplo, a tecnologia de chips de filme fino OSRAM permite que os chips sejam compactados juntos para criar uma superfície de iluminação de grande área. O sistema de iluminação LED de alta eficiência com um comprimento de onda de 660 nm com base nessa tecnologia pode reduzir o consumo de energia na área de cultivo.

2. Espectro e dispositivos de iluminação da planta

O espectro de iluminação de plantas é complexo e diversificado. Plantas diferentes têm diferentes ciclos de crescimento e até mesmo ambientes de crescimento diferentes, e o espectro necessário é bastante diferente. Para atender a essas necessidades diferenciadas, atualmente existem os seguintes esquemas na indústria: ① uma variedade de esquemas de combinação de luz monocromática, com os picos mais eficazes para a fotossíntese de plantas em um espectro de 450 nm e 660 nm e a banda de 730 nm para indução de floração de plantas. Existem três espectros principais, além da luz verde de 525nm e da banda ultravioleta abaixo de 380nm. Esses espectros são combinados para formar o espectro mais adequado de acordo com as diferentes necessidades das plantas. ②Esquema de espectro completo, para obter uma cobertura total do espectro de demanda da planta, como o Sol Semiconductor e a Samsung, esse tipo de espectro pode não ser o mais eficiente, mas adequado para todas as plantas e o custo é muito menor do que o esquema de combinação de luz monocromática. ③Sintoca principalmente luz branca de espectro completo, além de esquema de combinação de luz vermelha de 660 nm, para melhorar a eficácia do espectro. Este esquema é mais econômico e prático.

Os dispositivos embalados com iluminação monocromática de iluminação de plantas (principalmente 450 nm, 660 nm, 730 nm) são cobertos por muitas empresas nacionais e estrangeiras, enquanto os produtos domésticos são mais complexos em variedade e especificações, e os produtos de fabricantes estrangeiros são mais padronizados. Ainda há uma grande lacuna entre os fabricantes de embalagens nacionais e estrangeiros, como a eficiência da luz. Além dos produtos com as bandas de comprimento de onda principais de 450 nm, 660 nm e 730 nm, muitos fabricantes também estão desenvolvendo novos produtos em outras bandas de comprimento de onda para obter uma cobertura de onda de radiação ativa fotossinteticamente completa (450 nm) de dispositivos de embalagem de luz monocromática para iluminação de plantas -730 nm).

Luzes monocromáticas de crescimento de plantas LED não são adequadas para o crescimento de nenhuma planta. As vantagens dos LEDs de espectro total são, portanto, destacadas. O espectro total deve primeiro atingir uma cobertura total de todo o espectro de luz visível (400-700 nm) e melhorar a luz azul-esverdeada (470-510 nm).) e luz vermelha profunda (660-700 nm). Usando chip LED azul comum ou chip LED ultravioleta com fósforo para atingir o espectro “completo”, sua eficiência fotossintética é diferente. A maioria dos fabricantes de dispositivos de embalagem de LED branco para iluminação de plantas usam blue chip + fósforos para atingir o espectro total. Além do modo de embalagem de luz monocromática e luz azul ou chip ultravioleta mais fósforo para realizar a luz branca, o dispositivo de embalagem de iluminação da planta também possui um modo de embalagem composto usando dois ou mais chips de comprimento de onda, como vermelho dez azul/ultravioleta, RGB, RGBW. Este modo de pacote tem grandes vantagens no escurecimento.

Em termos de produtos LED de comprimento de onda estreito, a maioria dos fornecedores de embalagens pode fornecer aos clientes vários comprimentos de onda na banda de 365 a 740 nm. Em termos de espectro de iluminação de plantas convertido por fósforos, a maioria dos fabricantes de embalagens tem uma variedade de espectros para os clientes escolherem. Em comparação com 2016, sua taxa de crescimento de vendas em 2017 alcançou um aumento relativamente grande. A taxa de crescimento de fontes de luz LED de 660 nm está concentrada em 20%-50%, enquanto a taxa de crescimento de vendas de fontes de luz LED convertidas em fósforo atinge 50%-200%. %, ou seja, as vendas de fontes de LED convertidas com fósforo estão crescendo mais rápido.

Todas as empresas de embalagens podem fornecer produtos de embalagem de uso geral de 0,2 a 0,9 W e 1-3 W. Essas fontes de luz permitem que os fabricantes de luminárias tenham uma boa flexibilidade no design de luminárias. Além disso, alguns fabricantes também fornecem produtos de pacotes integrados de maior potência. Atualmente, mais de 80% dos embarques da maioria dos fabricantes são 0,2-0,9 W ou 1-3 W. Entre eles, as embalagens das empresas líderes internacionais de embalagens estão concentradas em 1-3 W, enquanto as remessas de pequenas e médias empresas de embalagens estão concentradas em 0,2 a 0,9 W.

3. Campos de aplicações de iluminação de plantas

Do campo de aplicação, as lâmpadas de iluminação das plantas são usadas principalmente em luz de preenchimento de estufa, fábrica de luz artificial completa, cultura de tecidos vegetais, campo (estufa) luz de preenchimento, vegetais domésticos e flores em laboratório e pesquisas em laboratório.

① Em estufas solares e estufas de várias extensão, a proporção de luz artificial para luz suplementar ainda é baixa, e as lâmpadas de iodeto de metal e lâmpadas de sódio de alta pressão são as principais. A taxa de penetração dos sistemas de iluminação LED para plantas é baixa, mas a taxa de crescimento aumenta com o custo. O declínio começou a acelerar, principalmente porque os usuários têm uma longa experiência no uso de lâmpadas de iodeto de metal e lâmpadas de sódio de alta pressão, e o uso de lâmpadas de iodeto de metal e lâmpadas de sódio de alta pressão não apenas evita plantas em chamas, mas também fornece cerca de 6% a 8% da estufa. 1TP3 t de energia térmica. No entanto, o sistema de iluminação LED para plantas não fornece instruções específicas e eficazes e suporte a dados, o que atrasa sua aplicação na luz solar e estufas de vários vãos. Atualmente, ainda é dominado por aplicações de demonstração de pequena escala. Como o LED é uma fonte de luz fria, pode ser relativamente próximo ao dossel da planta, resultando em menor impacto na temperatura. Na luz solar e estufas de vários vãos, a iluminação LED da planta é usada principalmente para lâmpadas de luz de preenchimento interplant.

② Campo de aplicação (estufa). A penetração e aplicação da iluminação das plantas na agricultura de instalações é relativamente lenta, enquanto a aplicação de sistemas de iluminação LED para plantas (regulamento do photoperiod) para culturas de longo dia ao ar livre com alto valor econômico (como a fruta do dragão) alcançou um rápido desenvolvimento.

③ Fábrica de plantas. Atualmente, o sistema de iluminação de plantas mais rápido e mais utilizado é a fábrica de plantas leves totalmente artificial, que é dividida em fábricas de plantas móveis distribuídas e multicamadas centralizadas. O desenvolvimento de todas as fábricas de plantas leves na China é muito rápido. Os principais investidores da fábrica centralizada de plantas com luz artificial multicamadas não são as empresas tradicionais agrícolas, mas mais empresas envolvidas em produtos de semicondutores e eletrônicos de consumo, como Zhongke Sanan, Foxconn, Panasonic Suzhou, JD.com e também COFCO, Xi CUI e outras novas empresas agrícolas modernas. Em fábricas de plantas móveis distribuídas, os contêineres (contêineres novos ou reconstruídos em segunda mão) ainda são os transportadores padrão. A maioria dos sistemas de iluminação de plantas em fábricas de plantas artificiais usa sistemas de iluminação de matriz linear ou plana. O número de variedades de plantio continua a se expandir. Fontes de luz LED com várias formulações de luz experimental começaram a ser amplamente utilizadas e amplamente utilizadas. Os produtos no mercado são principalmente vegetais de folhas verdes.

④ Cultivo de plantas domésticas. O LED pode ser usado em candeeiros de mesa, plantações domésticas, máquinas de cultivo de vegetais domésticos, etc.

⑤ Cultivo de plantas medicinais. Cultivo de plantas medicinais, como Clematis, afta, etc., os produtos nesses mercados têm maior valor econômico e atualmente são uma indústria com mais aplicações de iluminação vegetal. Além disso, a legalização do cultivo de cannabis na América do Norte e em partes da Europa promoveu a aplicação de iluminação LED de plantas no campo do cultivo de cannabis.

⑥ Luzes floridas. Como uma ferramenta essencial para ajustar o tempo de floração das flores na indústria de flores e horticulturas, as primeiras lâmpadas floridas aplicadas eram lâmpadas incandescentes, seguidas por lâmpadas fluorescentes que economizam energia. Com o progresso da industrialização LED, mais lâmpadas com flores do tipo LED substituíram gradualmente as lâmpadas tradicionais.

⑦ Cultura de tecidos vegetais. As fontes tradicionais de luz de cultura de tecidos são principalmente lâmpadas fluorescentes brancas, que apresentam baixa eficiência luminosa e alto valor calórico. Os LEDs são mais adequados para cultura de tecidos vegetais com alta eficiência, controle e espaço compacto devido às suas características marcantes, como baixo consumo de energia, baixa geração de calor e longa vida útil. Atualmente, as lâmpadas LED brancas estão substituindo gradualmente as lâmpadas fluorescentes brancas.

Em segundo lugar, a tendência de desenvolvimento da indústria de iluminação LED de plantas

1. Especialização

A iluminação LED para plantas tem um bom desempenho à prova d'água devido ao seu espectro ajustável e quantidade de luz e baixa geração de calor geral. É adequado para iluminação de plantas em vários cenários. Ao mesmo tempo, devido a mudanças no ambiente natural e à busca das pessoas pela qualidade dos alimentos, promoveu o vigoroso desenvolvimento da agricultura de instalações e fábricas de plantas, e também levou a indústria de iluminação de plantas LED a um período de rápido desenvolvimento. No futuro, a iluminação LED das plantas melhorará a eficiência da produção agrícola e a melhorará, desempenhando um papel importante na segurança alimentar e na melhoria da qualidade das frutas e vegetais. Fontes de luz LED para iluminação de plantas se desenvolverão ainda mais com a especialização gradual da indústria e seguirão em uma direção mais direcionada.

2. Eficiência

A melhoria da eficiência luminosa e da eficiência energética é a chave para reduzir bastante o custo operacional da iluminação da planta. O uso de LEDs para substituir as lâmpadas tradicionais e a otimização dinâmica e o ajuste do ambiente de luz de acordo com os requisitos da fórmula leve das plantas, desde o estágio de muda até o período de colheita, é uma tendência inevitável da agricultura fina no futuro. Em termos de melhoria do rendimento, de acordo com as características de desenvolvimento das plantas, o cultivo pode ser realizado em etapas e sub-regiões combinadas com fórmulas leves para melhorar a eficiência da produção e o rendimento em cada estágio; em termos de melhoria da qualidade, os nutrientes podem ser controlados por meio de regulação de nutrientes e regulação de luz. conteúdo e outros ingredientes funcionais de saúde.

Estima-se que a demanda nacional atual por mudas de vegetais seja de 680 bilhões, enquanto a capacidade de produção de mudas de fábrica é inferior a 10%. A indústria de mudas tem altas exigências ambientais, a estação de produção é principalmente inverno e primavera, a luz natural é fraca e a luz artificial é necessária. A produção de iluminação da planta é relativamente alta e a aceitação do investimento é alta; ) precisa ser enxertada. Sob condições de alta umidade, a luz suplementar espectral específica pode promover a cicatrização de mudas enxertadas. O LED tem vantagens únicas. A luz suplementar para o plantio de vegetais com efeito de estufa pode compensar a falta de luz natural, melhorar a eficiência fotossintética das plantas, promover a floração e a frutificação, aumentar o rendimento e melhorar a qualidade do produto. A iluminação de plantas LED tem amplas perspectivas de aplicação em mudas de vegetais e produção de estufas.

3. Inteligente

A iluminação das plantas tem uma forte demanda por controle em tempo real da qualidade da luz e da quantidade de luz. Com o aprimoramento da tecnologia de controle inteligente e a aplicação da Internet das Coisas, uma variedade de espectro monocromático e sistemas de controle inteligentes podem realizar controle de tempo, controle de luz e de acordo com o estado de crescimento das plantas. O ajuste oportuno da qualidade da luz e da saída de luz deve se tornar a principal tendência do desenvolvimento futuro da tecnologia de iluminação de plantas.