一、目前LED植物照明行業(yè)的難點(diǎn):
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(yíng)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(zhǎng)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(chǎng)的難點(diǎn)是為了研發(fā)生產(chǎn)高產(chǎn)生態(tài)的LED植物光源或燈具,就需要同時(shí)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、必須要掌握的植物光生物學(xué):
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(duì)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:
,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(duì)植物生長(zhǎng)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(dòng)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、不同企業(yè)但同一種植物的光照配方是不同:
建立各種植物生長(zhǎng)發(fā)育、高產(chǎn)所需要的光照配方是發(fā)展LED植物照明產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。
光照配方是以高產(chǎn)為目標(biāo),按照特點(diǎn)植物種類及品種生長(zhǎng)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(zhǎng)階段所適宜的光照配方都是不同的。
不同企業(yè)針對(duì)同一種植物的光照配方會(huì)不一樣,甚至相差很大,主要和企業(yè)對(duì)植物生長(zhǎng)目標(biāo)有一定關(guān)系。簡(jiǎn)單點(diǎn)說,企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)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(zhǎng)的低光照配方需求,對(duì)生物生長(zhǎng)的其他環(huán)境也放寬要求的話,不僅光照配方會(huì)不一樣,對(duì)于環(huán)境控制系統(tǒng)也會(huì)很不一樣。
相反,企業(yè)也可以嚴(yán)格要求,盡量給植物創(chuàng)造好的生長(zhǎng)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(guó)LED植物照明領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的陸續(xù)出臺(tái),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(zhǎng)光源和燈具研發(fā)生產(chǎn)需要注意的原則:
LED植物生長(zhǎng)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(zhǎng)所需要的光源及燈具。
以下四個(gè)原則要注意:
,高光能利用率原則,制定合理光譜組分程度增加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)境控制包括的幾個(gè)方面:
光環(huán)境控制是以高產(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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)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(dòng)速率等。光環(huán)境控制具有明顯的時(shí)空特征,因此建立動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)控制非常重要,實(shí)現(xiàn)LED植物照明光環(huán)境控制的自動(dòng)化、智能化是大勢(shì)所趨。
六、LED植物照明燈具設(shè)計(jì)主要關(guān)注的指標(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;