اصول کار چراغ های ال ای دی گیاهی در گلخانه ها چیست؟

1. مقررات کیفیت نور: شکستن کد نور گیاه
گیاهان در مورد نحوه استفاده از نور بسیار حساس هستند. گیاهان فقط می توانند نور مرئی را در محدوده 400 تا 700 نانومتر (که حدود 43 تا 52.5 درصد تابش خورشیدی را تشکیل می دهد) برای فتوسنتز جذب کنند. پیک های اصلی جذب نور قرمز (610-720nm) و نور آبی (400-510nm) هستند. چراغ‌های ال‌ای‌دی گیاهی از قابلیت‌های فوتوالکتریک مواد نیمه‌رسانا برای ارسال نور تنها یک رنگ در یک زمان استفاده می‌کنند. آنها همچنین می توانند با ترکیب تراشه ها کنترل طیف خوبی را انجام دهند.
نور قرمز 660 نانومتری می تواند رنگدانه های حساس به نور گیاه را روشن کند که به گیاهان کمک می کند کلروفیل بیشتری بسازند و کربوهیدرات بیشتری ذخیره کنند. وقتی میزان نور قرمز در گیاهان گوجه فرنگی به 60 درصد می رسد، میزان قند محلول میوه تا 18 درصد و میزان ویتامین C تا 25 درصد افزایش می یابد. مطالعه‌ای در دانشگاه کشاورزی نانجینگ نشان داد که بخش‌های ساقه گل داوودی 100 درصد زمانی که در معرض نور قرمز قرار می‌گیرند، ریشه دارند که 40 درصد بیشتر از زمانی که در معرض نور طبیعی قرار می‌گیرند، ریشه دارند.
قوانین نور آبی: نور آبی 450 نانومتری برای ساخت کلروفیل و رشد ساقه ها و برگ ها مهم ترین است. در محیطی با نور آبی 30 درصد، برگ های کاهو 22 درصد کلروفیل بیشتری داشتند و ساقه های آن 15 درصد ضخیم تر بودند. نور آبی همچنین می تواند رشد بیش از حد گیاهان را متوقف کند، آنها را فشرده تر کند و به آنها کمک کند از فضا بهتر استفاده کنند.
نور قرمز 730 نانومتری با حساس کننده نور گیاه B (PhyB) برای تعدیل طول سلول و زمان گلدهی کار می کند. افزودن 10 درصد نور قرمز دور به بوته های توت فرنگی می تواند میانگره های ساقه های خزنده را 20 درصد کوتاه تر کند و رسیدن میوه را تا 5 روز تسریع کند.
شبیه‌سازی{0} طیف کامل: سیستم‌های LED بالا{{1} می‌توانند طیف خورشیدی را کپی کنند، که شامل نور ماوراء بنفش (380-400 نانومتر) و نور مادون قرمز (700-1000 نانومتر) است. گیاهان می توانند متابولیت های ثانویه بیشتری از جمله لیکوپن و آنتوسیانین ها را زمانی که در معرض نور UV قرار می گیرند بسازند. نور مادون قرمز به گیاهان کمک می کند نفس بکشند و در دمای مناسب بمانند.
2. کنترل شدت نور و دوره نوری: اطمینان از برآورده شدن دقیق نیازهای توسعه
در فتوسنتز گیاهان، نقاط جبران نور (که در آن سرعت فتوسنتز برابر با سرعت تنفس است) و نقاط اشباع نور (جایی که سرعت فتوسنتز با نور بیشتر بالا نمی رود) وجود دارد. سیستم LED از فناوری کم نور هوشمند برای تنظیم خودکار نیازهای گیاهان در مراحل مختلف رشد استفاده می کند.

در مرحله نهال، از ترکیبی از 40% نور آبی و 50% نور قرمز برای کمک به رشد ریشه ها و بزرگ شدن برگ ها استفاده کنید. در مزرعه Yuntai در Lianyungang، در اتاق کشت هوشمند برای Phalaenopsis، نور مکمل LED زمان ریشه‌دهی نهال‌های کشت‌شده را 7 روز کاهش می‌دهد و نرخ نهال‌های با کیفیت بالا را 30% افزایش می‌دهد.
در طول دوره رشد تغذیه، مقدار نور قرمز را (60٪ تا 70٪) افزایش دهید تا فتوسنتز در برگها سرعت یابد. این فرمول طیفی چرخه رشد کاهو را در کارخانه از 60 روز به 45 روز کوتاه می کند و عملکرد در واحد سطح را تا 40 درصد افزایش می دهد.
دوره رشد زایشی: برای شکوفه دادن گیاهان، نسبت نور قرمز به قرمز دور را تغییر دهید (5:1). برای جلوگیری از رشد بیش از حد آنها، نور آبی را اضافه کنید. این پیشنهاد میزان قند توت فرنگی را 15 درصد افزایش می دهد و زمان بازار را 10 روز به جلو می برد.
تنظیم چرخه نوری: از یک تایمر استفاده کنید تا زمان گلدهی گیاهان از یک چرخه شبانه روزی پیروی کند. در شرایط 12 ساعت نور و 12 ساعت تاریکی، گیاهان روز کوتاه مانند گل داوودی 20 روز زودتر از محیط بومی خود شکوفا می شوند.
3. سیستم کنترل هوشمند: ایجاد محیطی سبک که حلقه- بسته است
سیستم جدید نور گیاه LED از حسگرهای اینترنت اشیا، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و محرک‌ها برای تنظیم محیط نور در یک حلقه بسته استفاده می‌کند.

لایه ادراک محیطی: از حسگرهای کوانتومی نور (برای اندازه‌گیری PPFD)، تحلیلگرهای طیف، و تجهیزات برای نظارت بر فنوتیپی گیاه استفاده کنید تا داده‌های{0}}در زمان واقعی شدت نور، توزیع طیفی و عوامل رشد گیاه را به‌دست آورید.
لایه ای برای تصمیم گیری: الگوریتم های هوش مصنوعی فرمول های طیفی و مدت نور را در زمان واقعی بر اساس مدل هایی از نحوه رشد گیاهان تغییر می دهند. به عنوان مثال، اگر غلظت کلروفیل در برگ های گوجه فرنگی کاهش یابد، سیستم به طور خودکار مقدار نور قرمز را افزایش می دهد و چراغ ها را برای مدت طولانی تری روشن نگه می دارد.
لایه اجرایی: با استفاده از یک ماژول درایور LED قابل تنظیم برای کاهش نور بدون پله از 0% تا 100%. در یک سیستم کشت چند لایه، می‌توانید هر لایه روشنایی را جداگانه تنظیم کنید تا مطمئن شوید که نور یکنواخت است.
تیم مسئول مدیریت انرژی: استفاده از دستگاه های مولد برق فتوولتائیک و ذخیره انرژی با هم برای استفاده حداکثری از انرژی. منطقه توسعه کشاورزی مدرن شانگهای Sunqiao از فناوری ذخیره سازی نور یکپارچه استفاده می کند که مصرف انرژی سیستم LED را تا 30٪ و انتشار کربن را تا 45٪ کاهش می دهد.
4. پیشرفت فناوری: از آزمایشگاه تا کارخانه
چراغ های ال ای دی کارخانه در طول زمان به سه صورت تغییر کرده اند:

نسل اول (2000-2010) بیشتر از LED های قرمز و آبی تشکیل شده بود که فقط در یک رنگ کار می کردند. آنها بازده نوری حدود 50lm/W داشتند و به خوبی با طیف مطابقت نداشتند. آنها بیشتر برای فعالیت های تحقیقاتی علمی مورد استفاده قرار گرفتند.
نسل دوم (2010-2020): یک LED ترکیبی با طول موج چند- با بازده نوری بهتر (150lm/W) ایجاد کرد، دارای ویژگی کم نور هوشمند بود و شروع به استفاده گسترده در تولید گلخانه کرد.
نسل سوم (2020 تا کنون): راندمان نور به لطف کوانتوم دات ال ای دی و مواد پروسکایت که امکان کنترل دینامیکی طیف کامل را فراهم می کند، از 250 لیتر بر وات فراتر رفته است. دانشگاه کشاورزی نانجینگ یک لامپ کشت بافت LED تولید کرد که 50000 ساعت دوام می آورد، 69.7 درصد کمتر از لامپ های فلورسنت برق مصرف می کند و هزینه خود را در 1.5 سال پرداخت می کند.
5. مورد کاربردی: بهبود تولیدات کشاورزی
مزرعه Lianyungang Yuntai از چراغ‌های LED گیاهی در یک قفسه رشد سه بعدی 10-لایه استفاده می‌کند. این باعث می شود که تراکم کاشت Phalaenopsis سه برابر بیشتر، عملکرد در واحد سطح ده برابر بیشتر از گلخانه های استاندارد و مصرف آب 90٪ کمتر باشد.
گلخانه Xiaotangshan پکن دارای یک سیستم روشنایی تکمیلی دو حالته بالا + بین گیاه است که هنگامی که شدت نور به زیر 200 میکرومول بر متر مربع در ثانیه می‌رسد به طور خودکار روشن می‌شود. این چرخه رشد سبزیجات سبز را 15 روز کوتاه می کند و معیارهای کیفی اتحادیه اروپا را برآورده می کند.
اولین پروژه نمایشی "Plant Factory 5.0" در جهان در دانشگاه Wageningen در هلند ساخته شده است. از تنظیم محیط نور LED برای رشد 100 کیلوگرم گوجه فرنگی در هر متر مربع در سال استفاده می کند و از 92 درصد انرژی نوری سطح زمین استفاده می کند.