作者：管理員 來源：聚能光電 發(fā)布時間：2017-10-25 瀏覽次數(shù)：【487】
LED植物照明定義
LED可發(fā)射出植物生理有效輻射300~800nm范圍內(nèi)的窄譜單色光，光質(zhì)豐富、光源光譜可組合調(diào)制、光環(huán)境智能可控，LED光源具有環(huán)保、節(jié)能、體積小、冷光源、低電壓、直流電等優(yōu)勢，被業(yè)界人士譽(yù)為設(shè)施農(nóng)業(yè)的理想光源。
LED植物照明屬于農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明范疇，可以理解為，它是采用半導(dǎo)體電光源及其智能化管控裝備，按照植物生長的光環(huán)境需求規(guī)律和生產(chǎn)目標(biāo)要求，利用人工光創(chuàng)造適宜光環(huán)境或彌補(bǔ)自然光照的不足，調(diào)控植物的生長，以實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高校、生態(tài)、安全”生產(chǎn)目標(biāo)的一種農(nóng)業(yè)工程措施。
LED植物照明屬于LED在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用，目前國家對《植物生長用LED照明術(shù)語和定義》正在緊鑼密鼓的編制中。
LED植物照明應(yīng)用
LED照明可以廣泛應(yīng)用在植物組培、葉菜生產(chǎn)、溫室補(bǔ)光、植物工廠、育苗工廠、藥用植物栽培、食用菌工廠、藻類培養(yǎng)、植物保護(hù)、太空果蔬、花卉種植、驅(qū)殺蚊蟲等多領(lǐng)域，種植出來的果蔬、花卉、藥材等植物可以滿足軍隊(duì)邊防哨所、高寒地區(qū)、水電資源匱乏地區(qū)、家庭辦公園藝、海洋太空人員、特殊病人等地區(qū)或人群的需要。
目前市場上已研發(fā)和生產(chǎn)出不少LED植物照明裝置，例如LED植物生長燈、植物生長箱、宅用LED植物生長臺燈、驅(qū)殺蚊蟲燈等。其中LED植物生長燈常見的形態(tài)有燈泡、燈條、面板燈、燈帶、筒燈、燈柵等。
據(jù)CSA Research數(shù)據(jù)顯示，2015年我國植物照明產(chǎn)品產(chǎn)值有1.9億元，預(yù)計(jì)到2018年超過5億元。目前我國從事LED植物照明的企業(yè)超過150家，主要分布在長三角和珠三角地區(qū)。
根據(jù)中國農(nóng)科院的預(yù)判，包括LED植物照明在內(nèi)的農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明市場前景非常廣闊，根據(jù)我國現(xiàn)有農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模估算，未來5年，農(nóng)用LED照明燈具及其控制裝備的需求量將達(dá)到幾十億元，10年內(nèi)將達(dá)到百億規(guī)模，年增長率達(dá)到20%~50%；農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)總規(guī)模上千億元。還特別指出，植物種苗培育、植物組培苗生產(chǎn)、食用菌生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)將成為先導(dǎo)領(lǐng)域，用LED光源取代傳統(tǒng)光源，植物工廠和溫室補(bǔ)光是發(fā)展最快的半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，技術(shù)含量高，裝備智能化系統(tǒng)性強(qiáng)，是農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
以下是進(jìn)入LED植物照明行業(yè)應(yīng)該知道的6個基本點(diǎn)
一、LED植物照明市場需求那么大，如果想進(jìn)入最大的難點(diǎn)在哪？
LED植物照明是生物學(xué)、設(shè)施園藝學(xué)、蔬菜學(xué)、植物生理學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、生物環(huán)境工程、LED照明、智能控制技術(shù)等多學(xué)科交叉和有機(jī)結(jié)合發(fā)展的產(chǎn)物。所以只擅長半導(dǎo)體、植物、智能化系統(tǒng)之一或兩者的都是不夠的，充分的協(xié)作和交叉研究應(yīng)用至關(guān)重要。進(jìn)入LED植物照明市場最大的難點(diǎn)是為了研發(fā)生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生態(tài)的LED植物光源或燈具，就需要同時解決光環(huán)境智能調(diào)控、植物光生物學(xué)、LED半導(dǎo)體技術(shù)三者如何融合與一體的發(fā)展問題。
二、植物光生物學(xué)是指什么？
研究植物光生物學(xué)規(guī)律是LED植物照明的重要基礎(chǔ)，包括研究光環(huán)境的數(shù)量屬性（光強(qiáng)和光周期）、質(zhì)量屬性（光質(zhì)和光譜）、電光源發(fā)光特性（占空比、頻率）等。植物光生物學(xué)具有較高的復(fù)雜性和系統(tǒng)性。光質(zhì)是指對生物有作用的光質(zhì)類型，包括可見光、UV和遠(yuǎn)紅光。光質(zhì)生物學(xué)方面，我們要搞清楚以下問題：第一，光質(zhì)的生物學(xué)功能，研究單一光質(zhì)及復(fù)合光質(zhì)對植物生長和產(chǎn)量品質(zhì)影響的生理代謝，分子生物學(xué)及蛋白組學(xué)機(jī)理；第二，植物種類及品種間光質(zhì)適應(yīng)性和利用差異性機(jī)理；第三，光質(zhì)與環(huán)境其他因子互動的生物學(xué)機(jī)制；第四，照明設(shè)施的光質(zhì)數(shù)量屬性有效閾值和基準(zhǔn)值。另外，逆境光質(zhì)生物學(xué)的明確弱光、強(qiáng)光及連續(xù)光照下光合機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的響應(yīng)機(jī)理也需要研究。
三、為什么不同企業(yè)同一種植物的光照配方會不一樣？
建立各種植物生長發(fā)育、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)所需要的光照配方發(fā)展LED植物照明產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。光照配方是以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)為目標(biāo)，按照特點(diǎn)植物種類及品種生長發(fā)育各階段所需的光質(zhì)種類及其數(shù)量屬性的參數(shù)集合。每種植物及不同生長階段所適宜的光照配方都是不同的。為什么不同企業(yè)針對同一種植物的光照配方會不一樣，甚至相差很大？這個主要和企業(yè)對植物生長目標(biāo)有一定關(guān)系。簡單點(diǎn)說，企業(yè)根據(jù)市場需求和企業(yè)自身發(fā)展需要，可以降低要求，只需要超過植物生長的最低光照配方需求，對生物生長的其他環(huán)境也放寬要求的話，不僅光照配方會不一樣，對于環(huán)境控制系統(tǒng)也會很不一樣。相反，企業(yè)也可以嚴(yán)格要求，盡量給植物創(chuàng)造最好的生長環(huán)境和條件，這樣所研發(fā)的光照配方就好。未來隨著我國LED植物照明領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的陸續(xù)出臺，光照配方講逐步統(tǒng)一或保持基本條件的一致性。
四、LED植物生長光源和燈具研發(fā)生產(chǎn)需要注意哪些原則？
LED植物生長光源及燈具是LED植物照明產(chǎn)業(yè)的核心，企業(yè)需要根據(jù)光照配方來研發(fā)植物生長所需要的光源及燈具。以下四個原則要注意：第一，高光能利用率原則，制定合理光譜組分最大程度增加LED光源的發(fā)光效率，減少光源與被照射植物距離，減少光損失，提高光能利用效率；第二，低成本原則，成本是決定LED植物照明產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最重要因素之一；第三，生態(tài)安全原則，在紅藍(lán)光譜中，增加微量或少量綠光成分，增加視覺健康；第四，優(yōu)先開發(fā)附加值高的植物專用的LED光源及燈具。
五、植物光環(huán)境控制是什么，包括哪些方面？
光環(huán)境控制是以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)為目標(biāo)，以植物工廠各生產(chǎn)系統(tǒng)所栽培的植物種類及品種生長各階段光照配方為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)直接控制和切換光環(huán)境參數(shù)的時空管理。例如，溫室補(bǔ)光需要考慮自然光日變化參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、植物光合生理參數(shù)、植物生長階段和燈具屬性，實(shí)施經(jīng)濟(jì)有效地補(bǔ)光方法，滿足光強(qiáng)、光質(zhì)、光周期需求，節(jié)能高效。植物光環(huán)境控制主要是指控制LED燈具的光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期、空間位置和移動速率等。光環(huán)境控制具有明顯的時空特征，因此建立動態(tài)實(shí)時控制非常重要，實(shí)現(xiàn)LED植物照明光環(huán)境控制的自動化、智能化是大勢所趨。
六、LED植物照明燈具設(shè)計(jì)主要關(guān)注哪些指標(biāo)和性能？
LED植物照明燈具設(shè)計(jì)師需要關(guān)注如下指標(biāo)和性能：1、光照的均勻性；2、光質(zhì)組配的合理性；3、散熱的可靠性；4、LED芯片功率的適宜性；5、發(fā)光面的高效性；6、視覺的舒適性。
LED植物照明技術(shù)在我國起步較晚，LED光源在植物工廠中的推廣應(yīng)用將逐年廣泛，光生物學(xué)規(guī)律及LED光源裝置和照明智能控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化還依然有不少障礙，還需進(jìn)一步研究。按照中國農(nóng)科院推測，未來10-20年后，中國將成為世界農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)及其應(yīng)用大國和強(qiáng)國。