وارد هر مزرعه عمودی مدرن - شوید، خواه یک عملیات سبزی پربرگ شهری به مساحت 500 متر مربع باشد یا یک مرکز تجاری 5000 متر مربعی که سوپرمارکت های زنجیره ای را تأمین می کند - و اولین چیزی که متوجه می شوید نور است. ردیف به ردیف از میلههای LED درخشان، چهار، شش، هشت طبقه روی هم قرار گرفتهاند که 16 تا 18 ساعت در روز در هر روز از سال کار میکنند.
آن نور تزیین نیست. مزرعه است. و این چیزی است که اکثر تامین کنندگان روشنایی هرگز به شما نمی گویند: در کشاورزی عمودی، لامپ به تنهایی عملکرد شما را تعیین نمی کند. ساختار قفسه، جریان هوا بین طبقات و رفتار حرارتی در سطوح قفسه به همان اندازه اهمیت دارد. به همین دلیل است که ما چراغ ها را به عنوان محصولات مستقل طراحی نمی کنیم - بلکه آنها را به عنوان بخشی از یک سیستم کشاورزی عمودی کامل طراحی می کنیم. اکثر مشکلاتی که برای رفع آنها فراخوانده میشویم ناشی از تامینکنندگانی است که این موضوع را نادیده گرفتهاند.
در یک سیستم کشاورزی عمودی، نه نور خورشید، نه فصل و نه آب و هوا وجود دارد. هر فوتونی که محصول شما دریافت می کند از سیستم روشنایی شما می آید. این بدان معناست که هر نتیجه عملکرد - سرعت رشد گیاهان، میزان برداشت یکنواخت، میزان انرژی که در هر کیلوگرم محصول می سوزانید - مستقیماً به میزان خوب شما بازمی گردد.روشنایی LED کشاورزی عمودیطراحی شده است.
کشاورزی عمودی چیست و چرا روشنایی همه چیز است
کشاورزی عمودی، کشاورزی محیطی کنترل شده (CEA) است که به نتیجه منطقی خود رسیده است. به جای توزیع محصولات در یک صفحه افقی واحد، گیاهان در چند لایه روی هم قرار می گیرند - که سطح تاج پوشش را در هر متر مربع از زمین به حداکثر می رساند، استفاده از زمین را به حداقل می رساند و تولید-سال را مستقل از جغرافیا یا آب و هوا امکان پذیر می کند.
بازار جهانی کشاورزی عمودی در سال 2023 تقریباً 5.5 میلیارد دلار ارزش داشت و پیش بینی می شود تا سال 2030 به بیش از 35 میلیارد دلار برسد که ناشی از نگرانی های امنیت غذایی، شهرنشینی و اقتصاد زنجیره های تأمین غذای محلی است. اپراتورهای تجاری در سرتاسر آمریکای شمالی، اروپا و آسیا به سرعت در حال گسترش هستند - و زیرساخت های روشنایی تصمیم اصلی سرمایه گذاری در هر ساخت جدید است.
در اینجا دلیلی است که نور بر هر چیز دیگری در مزرعه عمودی غالب است:
1. بدون ورودی نور طبیعی.برخلاف گلخانه ها که مکمل نور خورشید هستند، مزارع عمودی به طور کامل جایگزین آن می شوند. پشتیبان وجود ندارد. اگر سیستم روشنایی ضعیف عمل کند، چیزی برای جبران وجود ندارد.
2. هزینه انرژی هزینه عملیاتی اولیه است.در یک مزرعه عمودی تجاری معمولی، روشنایی 40 تا 60 درصد کل مصرف برق را تشکیل می دهد. یک سیستم ضعیف نه تنها عملکرد ضعیفی دارد - بلکه در هر ساعت کارکرد در طول عمر تاسیسات پول نقد می کند.
3. یکنواختی، ثبات را تعیین می کند.در کشاورزی عمودی، ثبات محصول همه چیز است. خریداران - سوپرمارکتها، اپراتورهای خدمات غذایی، شرکتهای بستههای غذا - به اندازه، رنگ و کیفیت قابل پیشبینی نیاز دارند. این سازگاری با توزیع یکنواخت نور در هر قفسه، هر طبقه، هر چرخه شروع می شود.
سه معیار هر تصمیم گیری در مورد نور را وارد می کندروشنایی کشاورزی عمودی تجاری:
1. PPFD (μmol/m²/s)- چگالی فوتونهای فعال فتوسنتزی که به تاج در هر ثانیه میرسند. این معیار عملکرد اولیه است. نه وات نه لومن.
2. DLI (mol/m²/day)- تحویل کل فوتون در یک روز کامل. DLI=PPFD × ساعت دوره نوری × 0.0036. این عددی است که تعیین می کند آیا محصول شما به طور مداوم اهداف رشد خود را برآورده می کند یا خیر.
3. PPE (μmol/J)- کارایی فوتون، کارایی دستگاه شما. PPE بالاتر به معنای نور قابل استفاده بیشتر به ازای هر وات برق است. در یکراه اندازی مزرعه عمودی داخلی18 ساعت در روز کار میکند، تفاوتهای PPE در طول زمان به تفاوتهای هزینه زیادی تبدیل میشود.
تفاوت نورپردازی LED کشاورزی عمودی با چراغهای رشد استاندارد
همه چراغ های رشد برای کشاورزی عمودی مناسب نیستند. محدودیتهای فیزیکی و حرارتی سیستمهای قفسههای چند طبقه، انتخاب وسایل را از یک اتاق رشد داخلی یک-سایبانی متفاوت میکند.
1. چرا HPS و CMH در مزارع عمودی کار نمی کنند؟
وسایل پر فشار سدیم و سرامیک هالید متال هالید گرمای تابشی قابل توجهی را که مستقیماً در زیر فیکسچر متمرکز شده است تولید می کنند. در یک اتاق یک-طبقه با ارتفاع سقف ۳ تا ۴ متر، این گرما قبل از رسیدن به سایبان از بین میرود. در یک قفسه عمودی با فاصله طبقات 60 تا 80 سانتی متر، اینطور نیست.
پیامدهای آن مستقیم است: تنش گرمایی روی گیاهان در ردیف پایین، افزایش دمای محیط در تمام سطوح، و سیستمهای HVAC در یک نبرد شکست خورده در برابر منابع گرمای متمرکز در یک فضای محدود. فراتر از گرما، ضریب شکل فیزیکی وسایل HPS و CMH - طراحی شده برای اتاقهای باز تک-سایبانی -، ادغام در ساختارهای قفسه را غیرعملی میسازد.
کشاورزی عمودی به وسایلی با کیفیت-کم-حرارت کم-با کارایی بالا-نیازمند که بهطور خاص برای کاربردهای نزدیک-چند لایه طراحی شدهاند.اینجاست کهچراغ های رشد LED خطی برای کشاورزی عمودیاستاندارد صنعت شد.
2. LED خطی در مقابل LED تجاری تاشو - تفاوت های کلیدی
|
عامل |
خطی / نوار LED |
LED تجاری تاشو |
|
فاکتور فرم |
نوار باریک، طول 30-150 سانتی متر |
پانل تاشو چند{0}نواری |
|
نصب |
زیر قفسه، قفسه-یکپارچه |
سیستم تعلیق بالای سر |
|
خروجی حرارت |
بسیار کم (خنک کننده غیرفعال) |
کم-متوسط |
|
یکنواختی PPFD |
در عرض قفسه عالی است |
برای سایبان باز خوب است |
|
فاصله طبقات لازم است |
50-80 سانتی متر |
حداقل 80-120 سانتی متر |
|
بهترین اپلیکیشن |
قفسههای عمودی،-چند لایه |
سایبان تک، اتاق های PPFD بالا |
|
وات معمولی |
18W-80W در هر بار |
240 وات تا 800 وات در هر دستگاه |
برای کشاورزی عمودی،LED رشد میله های نوریاچراغ های رشد LED T8در پیکربندیهای یکپارچه قفسه-ترکیبی از نمایه باریک، گرمای کم و یکنواختی عرض قفسه عالی-که سیستمهای چند لایه-به آن نیاز دارند ارائه میدهند.میله های نور با طیف کامل LED رشد می کندبا نسبتهای آبی بهینه شده-قرمز اکنون مشخصات پیشفرض برای ساختهای مزرعه عمودی تجاری جدید در سطح جهانی است.
در اکثر پروژههای مزرعه عمودی که ما دوباره طراحی کردهایم، مشخصات دستگاه خوب بود. مشکل این بود که چگونه در قفسه ادغام شد. جزییات کوچک به نظر می رسد - اما اینجاست که ثبات عملکرد از بین می رود.
3. فاصله ردیف و انتخاب فیکسچر
فاصله ردیف - فاصله از یک سطح قفسه تا سطح زیرین قفسه بالای - یکی از مهمترین تصمیمات طراحی در مزرعه عمودی است. ارتفاع تاج گیاه، حجم جریان هوا در هر ردیف و فاصله نصب موثر روشنایی شما را تعیین می کند. محدوده فاصله طبقات معمولی:
|
نوع برش |
فاصله ردیفی توصیه شده |
یادداشت ها |
|
سبزی های برگ دار / کاهو |
45-60 سانتی متر |
سایبان فشرده، چرخه کوتاه |
|
گیاهان / ریحان |
50-65 سانتی متر |
سایبان کمی بلندتر |
|
میکروگرین ها |
35-50 سانتی متر |
چرخه بسیار فشرده و سریع |
|
توت فرنگی |
65-80 سانتی متر |
سایبان بلندتر، ساختار میوه دهی |
|
نهال / تکثیر |
35-50 سانتی متر |
شدت کم، فشرده |
فاصله نصب فیکسچر (قفسه زیر قفسه تا بالای سایبان) مستقیماً بر تحویل PPFD تأثیر می گذارد. بیشترسیستم های نور رشد چند لایهال ای دی های با فرمت میله{0}}برای فاصله نصب 15 تا 35 سانتی متر طراحی شده اند و PPFD هدف را بدون افت شدتی که بر وسایل پانل بزرگتر در همان فاصله تأثیر می گذارد، ارائه می دهند.
نیازهای روشنایی LED کشاورزی عمودی بر اساس محصول
مطابق با شماچراغ های رشد کشاورزی عمودیبرای محصول خاص شما اختیاری نیست - این تفاوت بین یک عملیات سودآور و عملیاتی است که همیشه اهداف بازده را از دست می دهد. هر محصول دارای الزامات PPFD، DLI، طیف و دوره نوری متمایز است.
سبزیجات برگ دار و کاهو
کاهو و سبزی های برگدار محصول غالب در کشاورزی عمودی تجاری در سطح جهانی هستند - زمان چرخه سریع (21 تا 35 روز)، تقاضای قابل پیش بینی و نیازهای نور نسبتاً بخشنده آنها را به پایه اقتصادی بیشتر عملیات تبدیل می کند.
|
پارامتر |
محدوده توصیه شده |
|
PPFD |
200-350 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
|
DLI |
12-17 مول در متر مربع در روز |
|
دوره نوری |
16-18 ساعت |
|
طیف |
آبی-طیف کامل را افزایش داد |
|
غنی سازی CO2 |
800-1200 ppm برای حداکثر پاسخ |
چراغ رشد LED برای کاهو (لوله LED رشد نور)در پیکربندیهای مزرعه عمودی معمولاً از نوارهای طیف کامل با نسبت آبی-افزایشیافته (R:B ~2:1 تا 3:1) استفاده میشود. نور آبی در 400 تا 500 نانومتر ساختار جمع و جور برگ را تقویت میکند، از سوختن نوک آن جلوگیری میکند و از تنظیم روزنهای - که برای ریزاقلیم متراکم و مرطوب داخل قفسههای عمودی حیاتی است، پشتیبانی میکند.
این چیزی است که بسیاری از تامین کنندگان روشنایی LED کشاورزی عمودی از قبل به شما نمی گویند: هدف قرار دادن انتهای بالایی محدوده PPFD (350 میکرومول در متر مربع/ثانیه) بدون افزایش دوره نوری برای مطابقت. هدف DLI بیش از PPFD آنی اهمیت دارد. دویدن با سرعت 250 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه به مدت 18 ساعت DLI برابر با 16.2 مول در متر مربع در روز - به خوبی در محدوده بهینه - ارائه میکند، در حالی که دویدن با سرعت 350 میکرومول در متر مربع بر ثانیه به مدت 12 ساعت، تنها 15.1 مول در متر مربع در روز، خطر ابتلا به انواع پیچخوردگی را افزایش میدهد.
مخصوصاً برای پرورش عمودی شاهدانه، نیازهای روشنایی به طور قابل توجهی با سبزی های برگدار متفاوت است. ما را ببینیدکشت شاهدانهراهنمای تجزیه کامل
گیاهان و میکروگرین ها
گیاهان (ریحان، گشنیز، نعناع، پیازچه) و سبزههای ریز، محصولاتی با ارزش و سریع{1} هستند که به طور فزایندهای در مخلوطهای محصولات کشاورزی عمودی محبوب هستند. ارتفاع سایبان جمع و جور آنها را برای پیکربندی قفسههای محکم-با فاصله ایدهآل میکند.
|
پارامتر |
گیاهان |
میکروگرین ها |
|
PPFD |
250-400 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
150-250 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
|
DLI |
14-20 مول در متر مربع در روز |
8-14 مول در متر مربع در روز |
|
دوره نوری |
14-18 ساعت |
12-16 ساعت |
|
زمان چرخه |
21-40 روز |
7-14 روز |
چراغ های رشد LED برای میکروگرین ها (نور رشد لوله LED)در پیکربندیهای عمودی، یکنواختی بالاتر از شدت اولویت قرار میگیرد - سینیهای ریز سبز کل سطح قفسه را میپوشانند، بنابراین هر گونه تغییر PPFD مستقیماً باعث جوانهزنی و رشد ناهموار در سراسر سینی میشود. هدف یکنواختی ± 10٪ یا بهتر برای تولید تجاری میکروگرین.
ریحان، به ویژه، از نسبت نور آبی-به-قرمز بالاتر در طول رشد اولیه برای کنترل طول میانگره سود می برد. بدون رنگ آبی کافی، ریحان در محیط های قفسه عمودی به سرعت کشیده می شود و کیفیت محصول را کاهش می دهد و مشکلات مدیریت سایبان را ایجاد می کند.
توت فرنگی
کشت توت فرنگی عمودی یک بخش رو به رشد در CEA تجاری است که به دلیل قیمت گذاری برتر و پتانسیل عرضه در تمام طول سال است.نورپردازی عمودی مزرعه توت فرنگیهم از نظر الزامات PPFD و هم از نظر اهمیت مدیریت طیف در طول چرخه میوه دهی، نسبت به سبزی های برگدار نیازمندتر است.
|
پارامتر |
نباتی |
گلدهی / باردهی |
|
PPFD |
200-350 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
300-500 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
|
DLI |
12-18 مول در متر مربع در روز |
17-25 مول در متر مربع در روز |
|
طیف |
آبی غالب- |
قرمز-مسلط، دور-افزودن قرمز |
|
دوره نوری |
16-18 ساعت |
12 تا 16 ساعت (وابسته به انواع-) |
نور قرمز دور (700-800 نانومتر) نقش مهمی در گلدهی و رشد میوه توت فرنگی ایفا می کند، واکنش دوره نوری را تحریک می کند و باعث بهبود تشکیل میوه در واریته های خنثی می شود.چراغ های رشد LED با طیف کامل برای سبزیجاتبا کانال های قرمز دور{0} قابل تنظیم به طور فزاینده ای برای عملیات تجاری مزرعه عمودی توت فرنگی مشخص می شود.
فاصله طبقاتی برای توت فرنگی به فضای سر بیشتری نسبت به سبزی های برگدار نیاز دارد - 65- حداقل 80 سانتی متر - که تعداد طبقات را به ازای هر متر ارتفاع قفسه کاهش می دهد، اما برای سازگاری با ساختار تاج باردهی ضروری است.
نهال و کشت بافت
تکثیر وروشنایی کشت بافتنشان دهنده یک بخش تخصصی در کشاورزی عمودی - با شدت پایین تر، طیف بسیار کنترل شده و الزامات یکنواختی شدید است.
|
پارامتر |
نهال |
فرهنگ بافت |
|
PPFD |
100-200 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
50-120 میکرومول بر متر مربع در ثانیه |
|
DLI |
6-12 مول در متر مربع در روز |
4-8 مول در متر مربع در روز |
|
طیف |
آبی غالب{{0} (400–500 نانومتر) |
آبی-مسلط، با شدت کم |
|
دوره نوری |
16-20 ساعت |
16-24 ساعت |
طیف غالب آبی-در این مرحله بسیار مهم است. نور آبی باعث رشد شاخه های فشرده، شروع قوی ریشه و فاصله بین گره های کنترل شده می شود.چراغ های LED برای رشد رویشیدر مرحله نهال، شالودهای ساختاری ایجاد کنید که عملکرد را در طول چرخه تولید تعیین میکند - اشتباه گرفتن گران است، زیرا عواقب آن هفتهها بعد ظاهر میشود.
در کاربردهای کشت بافت، قوام شدت نور در سراسر ظرف کشت مهمتر از سطح PPFD خام است. حتی تغییرات جزئی (± 15٪) در ظروف کشت باعث ناسازگاری دسته ای می شود که در کل زنجیره تولید پایین دست منتشر می شود.
اشتباهات متداول نورپردازی در کشاورزی عمودی که عملکرد شما را از بین می برد
اکثر مشکلات روشنایی عمودی مزرعه در هنگام نصب آشکار نیستند. آنها دو یا سه چرخه در - نشان داده می شوند و تا آن زمان، قفسه ها پر شده اند، سیستم قفل شده است، و تعمیر آن گران است. ما سیستمهایی را بازطراحی کردهایم که در آن کشاورزان قبلاً 15 تا 25 درصد عملکرد را برای شش ماه از دست دادهاند بدون اینکه بدانند چرا. اکثر مشتریان پس از دو یا سه دوره ناموفق به ما مراجعه می کنند. لازم نیست آنقدر منتظر بمانید.
اشتباه 1: تعیین بر اساس وات به جای PPFD
وات به شما می گوید که یک دستگاه چقدر برق مصرف می کند. در مورد میزان نور قابل استفاده به سایبان شما چیزی نمی گوید. دو دستگاه با وات یکسان اما درجه بندی های مختلف PPE می توانند 30 تا 40٪ PPFD متفاوت را در یک فاصله نصب ارائه دهند. در یک مزرعه عمودی که 18 ساعت در روز کار می کند، این شکاف در طول یک سال تولید به تفاوت عملکرد قابل توجهی تبدیل می شود. همیشه بر اساس PPFD هدف مشخص کنید، با-داده های فوتومتری شخص ثالث - و نه با برگه های مشخصات سازنده تأیید کنید.
01
اشتباه 2: نادیده گرفتن یکنواختی به نفع حداکثر خروجی
یک فیکسچر با PPFD مرکزی 350 میکرومول در متر مربع بر ثانیه و تغییرات 30% ± 245 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه در لبه ها ارائه می کند. برای سبزی های برگدار، آن ناحیه لبه به طور مزمن کم نور است - گیاهان کندتر رشد می کنند، سرها کوچکتر هستند و درجه های برداشت مخلوط می شوند. این جایی است که بسیاری از مزارع عمودی 15 تا 20 درصد از عملکرد بالقوه خود را بدون شناسایی علت از دست می دهند. آنها فرض می کنند که این یک موضوع تنوع یا یک مسئله تغذیه است. موضوع یکنواختی نور است. اینجا جایی است که اکثر مزارع عمودی بی سر و صدا ضرر می کنند - و اکثر تامین کنندگان روشنایی هرگز آن را علامت گذاری نمی کنند.
02
اشتباه 3: استفاده از طیف یکسان برای هر محصول و هر مرحله
یک نوار طیف کامل که برای رشد رویشی کاهو به خوبی کار میکند ممکن است برای جوانهزنی ریحان، گلدهی توتفرنگی یا میکروگرن مناسب نباشد. در عملیات رشد چندین محصول در یک سیستم قفسهای، انعطافپذیری طیف - یا از طریق وسایل قابل تنظیم یا میلههای اختصاصی در هر منطقه محصول - نتایج قابل اندازهگیری بهتری نسبت به روش-یک اندازه-براساس همه- ارائه میدهد.
03
اشتباه 4: دست کم گرفتن انباشت حرارت لایه
حتی روشنایی LED با گرمای کم- بار حرارتی را در یک محیط قفسه عمودی بسته جمع میکند. بدون طراحی مناسب جریان هوا بین طبقات، طبقات بالایی 3 تا 5 درجه گرمتر از طبقات پایین تر هستند. برای محصولات حساس به دما مانند کاهو و ریحان، این تفاوت مستقیماً به نرخ رشد ناسازگار، افزایش میزان سوختگی نوک نوک، و تغییر کیفیت دسته ای در موقعیت های قفسه ترجمه می شود. انتخاب روشنایی و طراحی تهویه مطبوع باید به عنوان یک مشکل یکپارچه واحد در نظر گرفته شود، نه دو تصمیم خرید جداگانه.
04
اشتباه 5: بدون ادغام کنترلر
مدیریت دوره نوری دستی در مقیاس تجاری خطای انسانی، چرخه های نوری ناسازگار و انرژی هدر رفته را معرفی می کند. به درستی یکپارچه شده استسیستم روشنایی LED قفسه عمودیبا منطقه-کنترل سطح، زمانبندی خودکار، و کم نور ۰–۱۰ ولت یک امر لوکس نیست - این زیرساخت پایه برای هر عملیاتی است که عملکرد دستهای ثابت را هدف قرار میدهد-به-عملکرد دستهای.
هنگام انتخاب یک تولید کننده روشنایی LED کشاورزی عمودی، بپرسید: آیا آنها برای سیستم طراحی می کنند یا فقط برای چراغ های رشد؟ اکثر تامین کنندگان فقط برای چراغ های رشد پاسخ می دهند. مشکلات از آنجا شروع می شود.
05
نحوه طراحی سیستم روشنایی LED کشاورزی عمودی
مرحله 1 - نیازهای PPFD و DLI خود را محاسبه کنید
با محصول مورد نظر خود شروع کنید و برعکس مشخصات روشنایی خود کار کنید. فرمول ساده است:
DLI=PPFD × دوره عکس (ساعت) × 0.0036
مثال برای کاهو تجاری:
- DLI هدف: 14 mol/m²/day
- دوره نوری برنامه ریزی شده: 16 ساعت
- PPFD مورد نیاز: 14 ÷ (16 × 0.0036) =243 میکرومول بر متر مربع در ثانیه
این بدان معناست که یک یراق که به طور متوسط 250 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را در طول قفسه در فاصله نصب شما ارسال می کند، به هدف شما - می رسد و نیازی نیست تا 350 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را بیش از حد تعیین کنید، که باعث هدر رفتن انرژی و افزایش بی مورد بار گرمایی می شود.
چند چراغ در هر قفسه در یک مزرعه عمودی؟مجموع میکرومول بر ثانیه مورد نیاز (هدف PPFD × مساحت قفسه بر حسب متر مربع) را محاسبه کنید، سپس بر خروجی تأیید شده دستگاه خود در هر واحد تقسیم کنید. برای یک قفسه 1.2 × 2.4 متری که 250 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را هدف قرار می دهد، کل نیاز تقریباً 720 میکرومول در ثانیه - است که معمولاً با وسایل 2 تا 3 میله بسته به خروجی وسایل جداگانه برآورده می شود.
مرحله 2 - سمت راست را انتخاب کنیدچراغ های رشد LEDتایپ کنید
|
نوع فیکسچر |
بهترین برنامه |
مزیت کلیدی |
اجتناب از وقتی |
|
چراغ رشد LED T8 (4 فوت) |
سیستم های رک استاندارد |
جایگزینی آسان، در دسترس بودن گسترده |
عرض قفسه های سفارشی |
|
نوار نور رشد LED سفارشی |
امکانات{0}}هدف ساخته شده |
برای ابعاد دقیق قفسه بهینه شده است |
پروژه های محدود{0}بودجه |
|
نوار نور را رشد دهید |
لایههای تکمیلی/کم{0} |
بسیار جمع و جور، انعطاف پذیر |
منبع نور اولیه برای محصولات با-PPFD بالا |
|
ال ای دی T8 طیف کامل |
چند{0}}عملیات برش |
طیف متعادل، خروجی ثابت |
تسهیلات بهینهشده برای تک-برداشت |
چراغ رشد LED ضد آب IP65مشخصات استاندارد برای وسایل تجاری مزرعه عمودی - اختیاری نیستند. پروتکلهای آبیاری، مدیریت رطوبت و تمیز کردن در محیطهای مزرعه عمودی شرایط مرطوبی را ایجاد میکنند که وسایل غیرمجاز نمیتوانند بهطور قابل اعتمادی تحمل کنند. هر گونه جدیتامین کننده روشنایی کشاورزی عمودیباید وسایل دارای رتبه IP65 را به عنوان پایه ارائه دهد.
مرحله 3 - یکپارچه سازی Rack and Light خود را برنامه ریزی کنید
محل قرارگیری وسایل نسبت به ساختار قفسه، عملکرد واقعی جهانی را بیشتر از مشخصات ثابت به تنهایی تعیین می کند. در بیشتر پیکربندیهای مزرعه عمودی تجاری، میلههای LED در قسمت زیرین هر قفسه نصب میشوند و نور را به سمت پایین به سمت سایبان زیر هدایت میکنند.
تصمیمات کلیدی یکپارچه سازی:
- فاصله نصب:اکثر وسایل میله ای در 15 تا 30 سانتی متر بالای سایبان عملکرد بهینه ای دارند. PPFD را در فاصله نصب واقعی خود - تأیید کنید نه در فاصله مرجع سازنده.
- مدیریت کابل:در قفسه های چند طبقه با 6 تا 8 قفسه در هر جایگاه، مسیریابی کابل و نقاط اتصال باید قبل از نصب برنامه ریزی شود. مقاوم سازی مدیریت کابل پس از مونتاژ رک گران و مخرب است.
- کنترل منطقه:تأسیسات بزرگ با چندین نوع محصول و مراحل رشد از کاهش نور و زمانبندی سطح منطقه- بهره میبرند.تنظیم صحیح روشنایی برای یک مزرعه عمودیبه این معنی است که هر منطقه محصول را به عنوان یک محیط نوری مستقل در نظر بگیرید - که کل تأسیسات را بر اساس یک برنامه زمانی اجرا نمی کند.
- یکپارچه سازی جریان هوا:موقعیت نوار LED بر الگوهای جریان هوا بین طبقات تأثیر می گذارد. وسایل نصب شده در قسمت زیرین قفسه محدودیت جریان هوا را در مقایسه با وسایل با مشخصات عمق قابل توجه کاهش می دهند. در پیکربندیهای{2}}فاصلهای تنگ (45 تا 55 سانتیمتر)، این مهم است.
کارایی روشنایی LED کشاورزی عمودی و ROI
هزینه انرژی عددی است که ترکیب می کند
در مزرعه تجاری عمودی که 365 روز در سال کار می کند، بهره وری روشنایی جزییات مشخصات نیست - بلکه محرک اصلی سودآوری بلندمدت-است. تفاوت بین سیستم 2.0 µmol/J و سیستم 3.0 µmol/J در همان هدف PPFD، کاهش 33 درصدی در مصرف انرژی روشنایی است. در مقیاس تجاری، این صرفه جویی سالانه قابل توجهی است.
مدل هزینه انرژی 5 ساله برای یک مزرعه عمودی 1000 متر مربعی (18 ساعت در روز، 0.12 دلار در کیلووات ساعت، با هدف قرار دادن 250 میکرومول در متر مربع در ثانیه برای سبزی های برگدار):
|
سیستم |
PPE |
هزینه انرژی سالانه |
هزینه انرژی 5 ساله |
|
فلورسنت T5 قدیمی |
~ 0.9 میکرومول در J |
~$87,600 |
~$438,000 |
|
LED استاندارد (2.0μmol/J) |
2.0 میکرومول در جی |
~$39,420 |
~$197,100 |
|
LED با کارایی بالا (3.0 میکرومول در ژول) |
3.0 میکرومول در جی |
~$26,280 |
~$131,400 |
|
صرفه جویی (استاندارد → کارایی-بالا) |
- |
~ 13140 دلار در سال |
~ 65700 دلار طی 5 سال |
مبنای محاسبه: سایبان 1000 متر مربع، هدف 250 میکرومول بر مترمربع در ثانیه، تعداد وسایل و وات حاصل از PPE و خروجی. نتایج واقعی بر اساس طراحی تاسیسات و نرخ انرژی محلی متفاوت است.
برای عملیاتی که در حال حاضر روشنایی فلورسنت T5 اجرا می شود - هنوز در تاسیسات قدیمی مزرعه عمودی رایج است - مورد ارتقاء به راندمان بالا-چراغ رشد LED برای کشاورزی عمودیسرراست است دوره های بازپرداخت 12 تا 24 ماهه، بسته به نرخ انرژی و قیمت وسایل، معمولی است.
اگر مطمئن نیستید که چیدمان روشنایی فعلی شما از قبل هزینه تولید شما را دارد یا خیر، اندازه قفسه و نوع محصول خود را - برای ما ارسال کنید تا قبل از اینکه به تجهیزات جدیدی متعهد شوید، دقیقاً به شما نشان خواهیم داد که ضرر از کجا می آید.
پروژه های روشنایی LED کشاورزی عمودی
هنگامی که ما سیستمهای روشنایی را برای تأسیسات مزرعه عمودی - طراحی میکنیم و روی پروژههایی از مزارع شهری 200 متر مربع تا عملیات تجاری 8000 متر مربعی کار میکنیم - اولین سؤال هرگز این نیست که "کدام وسیله؟" همیشه این است: چه محصول، چه فاصله ردیفی، چه هدف DLI، و بودجه انرژی شما به ازای هر کیلوگرم عملکرد چگونه است. در اینجا دو پروژه وجود دارد که نشان می دهد آن فرآیند در عمل چگونه به نظر می رسد.
یک تولیدکننده مزرعه عمودی دارای مجوز روی کاهو، سبزیجات مخلوط، و گیاهان برای عرضه سوپرمارکتهای محلی تمرکز کرد. این تاسیسات در ابتدا با روشنایی فلورسنت T5 - مناسب در زمان ساخت ساخته شد، اما به دلیل افزایش هزینه های انرژی و تشدید الزامات سازگاری بازده، به طور فزاینده ای غیررقابتی بود.
ارتقاء سیستم:میلههای نور رشد LED خطی، طیف کامل با نسبت آبی-افزایشیافته، PPE 2.6 میکرومول در ژول، با هدف قرار دادن 250 تا 300 میکرومول در متر مربع بر ثانیه در سایهبان، دوره نوری 16- ساعت، کنترل کمنور 0 تا 10 ولت در سطح منطقه که با سیستم مدیریت محیطی یکپارچه شده است.
|
متریک |
قبل از |
بعد (سیستم نوار LED) |
|
PPE |
~ 0.9 میکرومول در J |
2.6μmol/J |
|
یکنواختی PPFD |
±25–30% |
±10–12% |
|
انرژی روشنایی |
100% پایه |
↓ ~65% |
|
زمان چرخه محصول |
خط مبنا |
↓ 2-3 روز (بهبود سازگاری DLI) |
|
بازده در متر مربع |
خط مبنا |
↑ 20–28% |
|
بروز سوختگی نوک |
متوسط |
به طور قابل توجهی کاهش یافته است |
|
دوره بازپرداخت |
- |
~ 16 ماه |
بهبود عملکرد اساساً از یکنواختی حاصل شد، نه شدت. سیستم T5 دارای میانگین PPFD کافی بود اما تغییرات 30% ± - به این معنی که مناطق لبه به طور مزمن ضعیف بودند. جابجایی به الایدیهای میلهای-با یکنواختی %11، کل قفسه را به طور همزمان به محدوده رشد مطلوب رساند.
کشاورزی عمودی در مقابل روشنایی گلخانه - تفاوت های کلیدی
درک چگونگیروشنایی LED کشاورزی عمودیتفاوت با روشنایی تکمیلی گلخانه به برنامه ریزان تاسیسات کمک می کند تا سرمایه گذاری زیرساختی مناسب را برای مدل تولید خاص خود انجام دهند.
|
عامل |
کشاورزی عمودی |
رشد گلخانه ای |
|
منبع نور |
100% مصنوعی (LED) |
نور طبیعی + LED مکمل |
|
وابستگی به PPFD |
کاملا از وسایل |
تا حدی از نور خورشید |
|
هزینه انرژی |
بالاتر (روشنایی جایگزین کامل) |
پایین تر (فقط مکمل) |
|
تنوع فصلی |
هیچ (کاملاً کنترل شده) |
وجود دارد (نور طبیعی متفاوت است) |
|
انعطاف پذیری مکان |
هر مکان، هر آب و هوا |
به آب و هوای مناسب یا گرمایش قابل توجهی نیاز دارد |
|
تراکم محصول |
بسیار بالا (چند-لایه) |
سایبان تک، تراکم کمتر |
|
هزینه سرمایه |
بالاتر در هر متر مربع سایبان |
پایین تر در هر متر مربع سایبان |
|
قوام عملکرد |
بسیار بالا (کنترل شده) |
متوسط (وابسته به آب و هوا) |
|
بهترین برای |
سبزی های برگ دار، گیاهان، میکروگرین ها |
گوجه فرنگی، خیار، فلفل، گل |
تمایز اصلی این است: کشاورزی عمودی هزینه انرژی بالاتر را برای کنترل کامل محیطی و حداکثر کارایی فضا مبادله می کند. کشت گلخانه ای هزینه انرژی کمتری را به دلیل وابستگی به تنوع نور طبیعی معامله می کند. برای تفکیک کامل رشد گلخانه ای، ما را ببینیدراهنمای گلخانه LED Grow Lights.
برای محصولاتی مانند سبزیهای برگدار و گیاهان دارویی - با چرخههای کوتاه، تقاضای ثابت و ارزش بالا در هر متر مربع - اقتصاد کشاورزی عمودی به خوبی کار میکند. برای محصولات میوه ای مانند گوجه فرنگی و فلفل که به PPFD بالاتر، چرخه طولانی تر و بهره مندی از نور طبیعی نیاز دارند، تولید گلخانه ای معمولاً اقتصاد بهتری را در مقیاس ارائه می دهد.
به همین دلیل است که اکثر عملیات تجاری مدل تولید خود را بر اساس اولویت اول محصول - نه بر اساس تسهیلات انتخاب میکنند.
سوالات متداول
س: برای کشاورزی عمودی به چه PPFD نیاز دارم؟
پاسخ: این بستگی به محصول شما دارد. سبزی برگ و کاهو: 200-350 میکرومول بر متر مربع در ثانیه. گیاهان و ریحان: 250-400 میکرومول بر متر مربع در ثانیه. میکروگرین: 150-250 میکرومول در متر مربع در ثانیه. توت فرنگی: 300-500 میکرومول در متر مربع در ثانیه. نهال: 100-200 میکرومول بر متر مربع در ثانیه. همیشه در ارتفاع سایبان با یک PAR متر - نه از برگههای مشخصات دستگاه اندازهگیری شده در فاصله مرجع ثابت، تأیید کنید.
س: در یک مزرعه عمودی در هر قفسه به چند چراغ LED نیاز دارم؟
A: PPFD هدف × مساحت قفسه (m²) را محاسبه کنید تا کل میکرومول بر ثانیه مورد نیاز را بدست آورید. تقسیم بر خروجی تأیید شده دستگاه در هر واحد. برای یک قفسه استاندارد 1.2 × 2.4 متری که 250 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را هدف قرار می دهد، به حدود 720 میکرومول بر ثانیه در مجموع - معمولاً 2 تا 3 بار بسته به خروجی نیاز دارید. همیشه قبل از سفارش، یک شبیهسازی فتومتریک برای هندسه واقعی قفسه اجرا کنید.
س: بهترین چراغ LED برای کشاورزی عمودی سبزی برگ چیست؟
A: یک نوار نور رشد LED خطی با خروجی طیف کامل، نسبت آبی (R:B ~ 2:1 تا 3:1)، PPE بزرگتر یا برابر با 2.5 میکرومول در ژول، یکنواختی 10-15% PPFD در عرض قفسه، و رتبه IP65. عملکرد را با دادههای فوتومتریک شخص ثالث تأیید کنید، نه فقط با اعداد گزارششده سازنده{11}}.
س: تفاوت بین چراغهای رشد LED T8 و LED سبک -برای مزارع عمودی چیست؟
پاسخ: چراغهای رشد LED T8 از فاکتور شکل لوله استاندارد (معمولاً 4 فوت/1.2 متر) استفاده میکنند و میتوانند در محفظههای ثابت فلورسنت استاندارد استفاده شوند - که آنها را به گزینهای مقرونبهصرفه-بهسازی میکند. نوارهای سفارشی-ال ای دی های سبک برای عرض قفسه های خاص طراحی شده اند، اغلب با نصب یکپارچه و اپتیک بهینه شده برای فواصل نصب نزدیکتر. برای ساختهای جدید، قالب نوار سفارشی-معمولاً از نظر یکنواختی و راندمان نصب بهتر از T8 است. برای مقاومسازی، چراغهای رشد LED T8 مسیر ارتقای{13}}کمتری با حداقل تغییرات ساختاری ارائه میدهند.
س: آیا چراغ های LED کشاورزی عمودی باید ضد آب باشند؟
پاسخ: بله - رتبه بندی IP65 خط پایه برای محیط های مزرعه عمودی تجاری است. آبیاری، مدیریت رطوبت، تراکم و تمیز کردن منظم همگی شرایط مرطوبی را ایجاد میکنند که وسایل غیرمجاز نمیتوانند بهطور قابل اعتماد از عهده آن برآیند. چراغ های رشد LED ضد آب IP65 مشخصات استاندارد برای هر نصب تجاری جدی است.
س: هزینه روشنایی کشاورزی عمودی برای عملیات چقدر است؟
A: با 0.12 دلار در کیلووات ساعت با یک سیستم LED با راندمان بالا (3.0 میکرومول در ژول) که 250 میکرومول در متر مربع بر ثانیه را برای 18 ساعت در روز هدف قرار می دهد، برای یک عملیات 1000 متر مربعی تقریباً 26000 تا 30000 دلار در سال صرف برق روشنایی می شود. سیستمهای فلورسنت قدیمی در همان هدف PPFD تقریباً 3 برابر این مقدار هزینه میکنند. شکاف بهره وری اصلی ترین استدلال مالی برای LED در هر ساخت جدید یا مقاوم سازی است.
Q:نور کشاورزی عمودی در مقایسه با روشنایی گلخانه چگونه است؟
A: کشاورزی عمودی از 100٪ نور مصنوعی استفاده می کند - هزینه انرژی بالاتر اما کنترل محیطی کامل و انعطاف پذیری مکان. نورپردازی گلخانه مکمل نور طبیعی خورشید است - هزینه انرژی کمتر اما تابع تغییرات فصلی و محدودیت های جغرافیایی است. انتخاب مناسب به ترکیب محصول، بازار هدف، مکان و بودجه سرمایه شما بستگی دارد - نه ترجیح جهانی.
س: وسایل ال ای دی کشاورزی عمودی باید چه گواهینامه هایی داشته باشند؟
A: برای تأسیسات تجاری ایالات متحده: فهرست ETL یا UL برای ایمنی الکتریکی، IP65 برای حفاظت از محیط مرطوب، و فهرست باغبانی DLC برای واجد شرایط بودن تخفیف. برای عملیات کانادا: فهرست دوگانه ETL/CSA. برای بازارهای اتحادیه اروپا: CE و RoHS. هر کارخانه روشنایی کشاورزی عمودی معتبری که در مقیاس تجاری کار میکند، باید گزارشهای تست شخص ثالث را در صورت درخواست ارائه کند.
برنامه ریزی یک سیستم روشنایی عمودی مزرعه؟ ترکیب محصول، ابعاد قفسه، تعداد طبقات و DLI هدف خود را به اشتراک بگذارید - آیا یک سیستم روشنایی عمودی مزرعه را برنامه ریزی می کنید؟ بیشتر تلفات بازدهی که می بینیم - معمولاً 15 تا 30 درصد کمتر از پتانسیل - به تصمیمات روشنایی اتخاذ شده در مرحله مشخصات و نه مرحله رشد بازمی گردد. اگر مطمئن نیستید که مشخصات فعلی شما درست است، ابعاد قفسه، ترکیب محصول و تعداد طبقات خود را برای ما ارسال کنید. ما آن را بررسی می کنیم و به شما نشان می دهیم که اکثر تامین کنندگان چه چیزی را از دست می دهند. بهعنوان یک تولیدکننده روشنایی LED کشاورزی عمودی که مستقیماً با عملیات تجاری کار میکند، ما معمولاً میتوانیم این مشکل را ظرف 24 ساعت - قبل از اینکه یک چرخه کامل برای شما هزینه کند، تشخیص دهیم.