Эх сурвалж: Хучэн Лю.LED ургамлын гэрэлтүүлгийн салбарын хөгжлийн байдал ба чиг хандлага[J]. Гэрэлтүүлгийн инженерийн сэтгүүл,2018,29(04):8-9.
Нийтлэлийн эх сурвалж: Материал нэг удаа гүн

Гэрэл бол ургамлын өсөлт хөгжилтийн байгаль орчны үндсэн хүчин зүйл юм.Гэрэл нь фотосинтезээр дамжуулан ургамлын ургалтыг эрчим хүчээр хангаад зогсохгүй ургамлын өсөлт хөгжилтийг зохицуулах чухал зохицуулагч юм.Хиймэл гэрлийн нэмэлт буюу бүрэн хиймэл гэрлийн цацраг нь ургамлын өсөлтийг дэмжиж, ургацыг нэмэгдүүлж, бүтээгдэхүүний хэлбэр, өнгийг сайжруулж, үйл ажиллагааны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сайжруулж, өвчин, хортон шавьжийн гаралтыг бууруулдаг.Өнөөдөр би та бүхэнтэй ургамлын гэрэлтүүлгийн салбарын хөгжлийн байдал, чиг хандлагын талаар хуваалцах болно.
Хиймэл гэрлийн эх үүсвэрийн технологи нь ургамлын гэрэлтүүлгийн салбарт улам бүр өргөн хэрэглэгдэж байна.LED нь гэрлийн үр ашиг өндөртэй, дулаан бага гаргадаг, жижиг хэмжээтэй, удаан эдэлгээтэй, бусад олон давуу талтай.Энэ нь ургах гэрэлтүүлгийн салбарт илт давуу талтай.Grow гэрэлтүүлгийн салбар аажмаар ургамал тариалахад зориулж LED гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжийг ашиглах болно.

A. LED гэрэлтүүлгийн салбарын хөгжлийн байдал 

1. Өсөн нэмэгдэж буй гэрэлтүүлгийн LED багц

LED сав баглаа боодлын гэрэлтүүлгийн салбарт олон төрлийн сав баглаа боодлын төхөөрөмж байдаг бөгөөд хэмжилт, үнэлгээний нэгдсэн стандарт систем байдаггүй.Тиймээс дотоодын бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахад гадаадын үйлдвэрлэгчид өндөр хүчин чадал, коб, модулийн чиглэлийг голчлон анхаарч, ургах гэрэлтүүлгийн цагаан гэрлийн цувралыг харгалзан, ургамлын ургалтын шинж чанар, хүнлэг гэрэлтүүлгийн орчинг харгалзан найдвартай, хөнгөн техникийн давуу талтай байдаг. үр ашиг, янз бүрийн өсөлтийн мөчлөгт янз бүрийн ургамлын фотосинтезийн цацрагийн шинж чанар, түүний дотор янз бүрийн хэмжээтэй өндөр чадалтай, дунд чадалтай, бага хүчин чадалтай станцууд, янз бүрийн өсөлтийн орчинд олон төрлийн ургамлын хэрэгцээг хангахын тулд үр дүнд хүрэхийг хүлээж байна. ургамлын өсөлтийг нэмэгдүүлэх, эрчим хүч хэмнэх зорилго.

Чипний эпитаксиаль өргүүрийн олон тооны үндсэн патентууд Японы Nichia, American Career зэрэг эртний тэргүүлэгч компаниудын гарт байсаар байна.Дотоодын чип үйлдвэрлэгчдэд зах зээлд өрсөлдөх чадвартай патентлагдсан бүтээгдэхүүн дутмаг хэвээр байна.Үүний зэрэгцээ, олон компаниуд ч бас гэрэлтүүлгийн сав баглаа боодлын чип өсөх чиглэлээр шинэ технологи боловсруулж байна.Жишээлбэл, Osram-ийн нимгэн хальсан чип технологи нь чипүүдийг хооронд нь нягт савлаж, том талбайн гэрэлтүүлгийн гадаргууг үүсгэх боломжийг олгодог.Энэхүү технологид тулгуурлан 660нм долгионы урттай өндөр үр ашигтай LED гэрэлтүүлгийн систем нь тариалангийн талбайн эрчим хүчний зарцуулалтыг 40%-иар бууруулах боломжтой.

2. Гэрэлтүүлгийн спектр болон төхөөрөмжүүдийг өсгөх
Ургамлын гэрэлтүүлгийн спектр нь илүү төвөгтэй, олон янз байдаг.Төрөл бүрийн ургамлууд нь янз бүрийн өсөлтийн мөчлөгт, тэр ч байтугай янз бүрийн өсөлтийн орчинд шаардлагатай спектрийн хувьд ихээхэн ялгаатай байдаг.Эдгээр ялгаатай хэрэгцээг хангахын тулд одоогоор энэ салбарт дараах схемүүд байдаг: ①Олон монохромат гэрлийн хослолын схемүүд.Ургамлын фотосинтезийн хамгийн үр дүнтэй гурван спектр нь голчлон 450 нм ба 660 нм-ийн оргил бүхий спектр, ургамлын цэцэглэлтийг өдөөх 730 нм зурвас, 525 нм-ийн ногоон гэрэл, 380 нм-ээс доош хэт ягаан туяаны зурвас юм.Ургамлын янз бүрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн эдгээр төрлийн спектрүүдийг нэгтгэн хамгийн тохиромжтой спектрийг бий болгоно.②Бүрэн спектрийн схем нь ургамлын эрэлтийн спектрийг бүрэн хамрах болно.Seoul Semiconductor болон Samsung-ийн төлөөлөл болсон SUNLIKE чиптэй тохирох ийм төрлийн спектр нь хамгийн үр ашигтай биш байж болох ч бүх ургамалд тохиромжтой бөгөөд өртөг нь монохромат гэрлийн хослолын шийдлээс хамаагүй бага юм.③Спектрийн үр нөлөөг сайжруулахын тулд бүрэн спектрийн цагаан гэрлийг гол тулгуур болгон, дээр нь 660 нм улаан гэрлийг хосолсон схем болгон ашигла.Энэ схем нь илүү хэмнэлттэй, практик юм.

Ургамлын гэрэлтүүлгийн нэг өнгийн гэрлийн LED чип (гол долгионы урт нь 450 нм, 660 нм, 730 нм) сав баглаа боодлын төхөөрөмжүүд нь дотоодын болон гадаадын олон компаниудад хамрагддаг бол дотоодын бүтээгдэхүүн нь илүү олон янз, илүү үзүүлэлттэй, гадаадын үйлдвэрлэгчдийн бүтээгдэхүүн илүү стандартчилагдсан байдаг.Үүний зэрэгцээ фотосинтезийн фотоны урсгал, гэрлийн үр ашиг гэх мэтийн хувьд дотоодын болон гадаадын сав баглаа боодлын үйлдвэрлэгчдийн хооронд том ялгаа байсаар байна.Ургамлын гэрэлтүүлгийн монохромат гэрлийн сав баглаа боодлын төхөөрөмжүүдийн хувьд 450нм, 660нм, 730нм долгионы уртын гол зурвас бүхий бүтээгдэхүүнээс гадна олон үйлдвэрлэгчид фото синтетик идэвхтэй цацрагийг (PAR) бүрэн хамгаалах зорилгоор бусад долгионы уртын зурваст шинэ бүтээгдэхүүн боловсруулж байна. долгионы урт (450-730нм).

Монохроматик LED ургамал ургах гэрэл нь бүх ургамал ургахад тохиромжгүй.Тиймээс бүрэн спектрийн LED-ийн давуу талыг онцлон тэмдэглэв.Бүрэн спектр нь эхлээд харагдах гэрлийн бүх спектрийг (400-700 нм) бүрэн хамрах ёстой бөгөөд эдгээр хоёр зурвасын гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх ёстой: хөх-ногоон гэрэл (470-510 нм), гүн улаан гэрэл (660-700 нм)."Бүрэн" спектрийг олж авахын тулд ердийн цэнхэр LED эсвэл хэт ягаан туяаны LED чипийг фосфортой ашиглах ба фотосинтезийн үр ашиг нь өөрийн гэсэн өндөр, бага байдаг.Ургамлын гэрэлтүүлгийн цагаан LED сав баглаа боодлын ихэнх үйлдвэрлэгчид бүрэн спектрийг олж авахын тулд Цэнхэр чип + фосфор ашигладаг.Ургамлын гэрэлтүүлгийн сав баглаа боодлын төхөөрөмж нь цагаан гэрлийг мэдрэхийн тулд монохромат гэрэл, цэнхэр гэрэл эсвэл хэт ягаан туяаны чип, фосфор нэмэхээс гадна улаан арван хөх/хэт ягаан, RGB, хоёр ба түүнээс дээш долгионы урттай чип ашигладаг нийлмэл савлагаатай байдаг. RGBW.Энэхүү баглаа боодлын горим нь бүдэгрүүлэхэд ихээхэн давуу талтай.

Нарийн долгионы урттай LED бүтээгдэхүүний хувьд ихэнх сав баглаа боодлын нийлүүлэгчид 365-740 нм долгионы долгионы урттай янз бүрийн бүтээгдэхүүнийг хэрэглэгчдэд өгөх боломжтой.Фосфороор хөрвүүлсэн ургамлын гэрэлтүүлгийн спектрийн тухайд ихэнх сав баглаа боодлын үйлдвэрлэгчид үйлчлүүлэгчдэд сонгох боломжтой олон төрлийн спектртэй байдаг.2016 онтой харьцуулахад 2017 онд борлуулалтын өсөлт мэдэгдэхүйц өссөн байна.Тэдгээрийн дотор 660нм LED гэрлийн эх үүсвэрийн өсөлт 20%-50%-д төвлөрч, фосфор хувиргасан ургамлын LED гэрлийн эх үүсвэрийн борлуулалтын өсөлт 50%-200%-д хүрч, фосфор хувиргасан ургамлын борлуулалт 50%-200%-д хүрч байна. LED гэрлийн эх үүсвэрүүд илүү хурдацтай хөгжиж байна.

Бүх сав баглаа боодлын компаниуд 0.2-0.9 Вт, 1-3 Вт-ын ерөнхий савлагааны бүтээгдэхүүнээр хангах боломжтой.Эдгээр гэрлийн эх үүсвэрүүд нь гэрэлтүүлгийн үйлдвэрлэгчдэд гэрэлтүүлгийн загварт сайн уян хатан байх боломжийг олгодог.Нэмж дурдахад зарим үйлдвэрлэгчид өндөр хүчин чадалтай сав баглаа боодлын бүтээгдэхүүнээр хангадаг.Одоогийн байдлаар ихэнх үйлдвэрлэгчдийн ачааны 80 гаруй хувь нь 0.2-0.9 Вт буюу 1-3 Вт байна. Эдгээрээс олон улсын савлагааны тэргүүлэгч компаниудын ачаа 1-3 Вт-д төвлөрдөг бол жижиг, дунд хэмжээтэй сав баглаа боодлын компаниуд 0.2-0.9 Вт-д төвлөрдөг.

3. Ургамлын ургах гэрэлтүүлгийн хэрэглээний талбарууд

Хэрэглээний талбараас харахад ургамлын гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжийг хүлэмжийн гэрэлтүүлэг, бүх хиймэл гэрэлтүүлгийн ургамлын үйлдвэр, ургамлын эдийн соёл, гадаа тариалангийн талбайн гэрэлтүүлэг, ахуйн хүнсний ногоо, цэцэг тарих, лабораторийн судалгаанд ашигладаг.

①Нарны болон олон дамжлагатай хүлэмжүүдэд нэмэлт гэрэлтүүлэгт зориулсан хиймэл гэрлийн эзлэх хувь бага хэвээр байгаа бөгөөд металл галидын чийдэн, өндөр даралтын натрийн чийдэн гол нь юм.LED ургах гэрэлтүүлгийн системийн нэвтрэлтийн түвшин харьцангуй бага боловч зардал буурах тусам өсөлтийн хурд нэмэгдэж эхэлдэг.Үүний гол шалтгаан нь хэрэглэгчид металл галидын чийдэн, өндөр даралтын натрийн чийдэнг ашиглаж байсан олон жилийн туршлагатай бөгөөд металл галидын чийдэн болон өндөр даралтын натрийн чийдэнг ашиглах нь дулааны энергийн 6-8% -ийг хангаж чаддагт оршино. ургамал түлэгдэхээс сэргийлж хүлэмжинд .LED ургах гэрэлтүүлгийн систем нь тодорхой, үр дүнтэй зааварчилгаа, мэдээллийн дэмжлэгийг өгөөгүй нь өдрийн гэрэл, олон зайтай хүлэмжинд хэрэглэхийг хойшлуулсан.Одоогийн байдлаар бага оврын үзүүлэх программууд гол тулгуур хэвээр байна.LED нь хүйтэн гэрлийн эх үүсвэр учраас ургамлын халхавчтай харьцангуй ойр байж, температурын нөлөөлөл багатай байдаг.Өдрийн болон олон зайтай хүлэмжинд LED ургах гэрэлтүүлгийг ургамал хоорондын тариалалтанд илүү ашигладаг.

②Гадна газар тариалангийн талбайн хэрэглээ.Байгууламжийн хөдөө аж ахуйд ургамлын гэрэлтүүлгийн нэвтрэлт, хэрэглээ харьцангуй удаашралтай байгаа бол эдийн засгийн өндөр ач холбогдолтой (луугийн жимс гэх мэт) гадаа урт өдрийн тариалалтанд LED ургамлын гэрэлтүүлгийн системийг (фотопериодын хяналт) ашиглах нь хурдацтай хөгжилд хүрсэн.

③Үйлдвэрийн үйлдвэрүүд.Одоогийн байдлаар хамгийн хурдан бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг ургамлын гэрэлтүүлгийн систем бол бүх төрлийн хиймэл гэрлийн үйлдвэрийн үйлдвэр бөгөөд үүнийг ангиллаар нь төвлөрсөн олон давхаргат болон тархсан хөдлөх үйлдвэрийн үйлдвэрүүдэд хуваадаг.Хятадад хиймэл гэрлийн үйлдвэрийн үйлдвэрүүд маш хурдацтай хөгжиж байна.Төвлөрсөн олон давхаргат бүх хиймэл гэрлийн үйлдвэрийн гол хөрөнгө оруулалтын байгууллага нь уламжлалт хөдөө аж ахуйн компаниуд биш, харин Жунке Саньан, Фоксконн, Панасоник Сужоу, Жиндонг зэрэг хагас дамжуулагч болон өргөн хэрэглээний электрон бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг компаниуд юм. COFCO болон Си Цуй болон бусад шинэ орчин үеийн хөдөө аж ахуйн компаниуд.Түгээмэл болон зөөврийн үйлдвэрийн үйлдвэрүүдэд тээврийн чингэлэг (шинэ сав эсвэл хуучин савыг сэргээн засварлах) стандарт тээвэрлэгч болгон ашигладаг хэвээр байна.Бүх хиймэл ургамлын ургамлын гэрэлтүүлгийн систем нь шугаман эсвэл хавтгай самбар бүхий гэрэлтүүлгийн системийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд тарьсан сортуудын тоо нэмэгдсээр байна.Төрөл бүрийн туршилтын гэрлийн томъёо LED гэрлийн эх үүсвэрүүд өргөн, өргөн хэрэглэгдэж эхэлсэн.Зах зээл дээрх бүтээгдэхүүнүүд нь ихэвчлэн ногоон навчит ногоо байдаг.

④Өрхийн ургамал тарих.LED гэр ахуйн ургамлын ширээний чийдэн, гэр ахуйн ургамал тарих тавиур, ахуйн хүнсний ногоо тариалах машин гэх мэт ашиглаж болно.

⑤Эмийн ургамал тариалалт.Эмийн ургамлын тариалалт нь Anoectochilus, Lithospermum зэрэг ургамлуудыг хамардаг.Эдгээр зах зээл дээрх бүтээгдэхүүнүүд нь эдийн засгийн өндөр үнэ цэнэтэй бөгөөд одоогоор ургамлын гэрэлтүүлгийн хэрэглээ илүү их байдаг салбар юм.Нэмж дурдахад Хойд Америк болон Европын зарим хэсэгт каннабис тариалахыг хуульчилсан нь каннабис тариалах салбарт LED ургах гэрэлтүүлгийг ашиглахад түлхэц болсон.

⑥Цэцэглэж буй гэрэл.Цэцгийн цэцэрлэгжүүлэлтийн салбарт цэцгийн цэцэглэлтийн цагийг тохируулах зайлшгүй хэрэгсэл болохын хувьд Цэцэглэлтийн гэрлийг хамгийн түрүүнд улайсгасан чийдэн, дараа нь эрчим хүч хэмнэдэг флюресцент чийдэнг ашигласан.LED үйлдвэржилтийг хөгжүүлснээр илүү олон LED төрлийн цэцэглэдэг гэрэлтүүлгийн хэрэгсэл аажмаар уламжлалт чийдэнг сольсон.

⑦Ургамлын эдийн өсгөвөр.Уламжлалт эд эсийн гэрлийн эх үүсвэрүүд нь голчлон цагаан флюресцент чийдэн бөгөөд бага гэрэлтдэг, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.LED нь эрчим хүч бага зарцуулдаг, бага дулаан ялгаруулдаг, удаан эдэлгээтэй байдаг тул үр ашигтай, хяналттай, авсаархан ургамлын эдийн өсгөвөрлөхөд илүү тохиромжтой.Одоогийн байдлаар цагаан LED хоолой нь цагаан флюресцент чийдэнг аажмаар сольж байна.

4. Өсөн нэмэгдэж буй гэрэлтүүлгийн компаниудын бүс нутгийн хуваарилалт

Статистикийн мэдээгээр манай улсад одоогоор 300 гаруй гэрэлтүүлгийн компани байдаг бөгөөд Сувдан голын бэлчир орчмын гэрэлтүүлгийн компаниуд 50 гаруй хувийг эзэлдэг бөгөөд тэд аль хэдийн томоохон байр суурь эзэлдэг.Хөх мөрний бэлчир дэх Grow гэрэлтүүлгийн компаниуд 30 орчим хувийг эзэлдэг бөгөөд энэ нь гэрэлтүүлгийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх чухал үйлдвэрлэлийн бүс хэвээр байна.Уламжлалт ламп үйлдвэрлэдэг компаниуд нь ихэвчлэн Хөх мөрний бэлчир, Сувдан голын бэлчир, Бохайн хөвөөнд тархдаг бөгөөд эдгээрээс Хөх мөрний бэлчир 53%, Сувдан голын бэлчир болон Бохай хөвөө тус тус 24, 22%-ийг тус тус эзэлдэг. .LED ургах гэрэлтүүлгийн үйлдвэрлэгчдийн түгээх гол бүсүүд нь Сувдан голын бэлчир (62%), Хөх мөрний бэлчир (20%), Бохай голын бэлчир (12%) юм.

B. LED өсөлтийн гэрэлтүүлгийн салбарын хөгжлийн чиг хандлага

1. Мэргэшсэн байдал

LED ургах гэрэлтүүлэг нь тохируулж болох спектр, гэрлийн эрч хүч, нийт дулаан ялгаруулах чадвар бага, ус үл нэвтрэх сайн үзүүлэлттэй тул янз бүрийн үзэгдэлд ургадаг гэрэлтүүлэгт тохиромжтой.Үүний зэрэгцээ, байгаль орчны өөрчлөлт, хүмүүсийн хүнсний чанарыг эрэлхийлэх нь байгууламжийн хөдөө аж ахуй, ургуулах үйлдвэрүүдийн эрчимтэй хөгжлийг ахиулж, LED гэрэлтүүлгийн салбарыг эрчимтэй хөгжлийн үе рүү хөтөлж байна.Цаашид LED ургах гэрэлтүүлэг нь хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, хүнсний аюулгүй байдлыг сайжруулах, жимс, хүнсний ногооны чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.Өсөн нэмэгдэж буй гэрэлтүүлгийн LED гэрлийн эх үүсвэр нь салбарын аажмаар мэргэшсэнээр улам бүр хөгжиж, илүү зорилтот чиглэлд шилжих болно.

2. Өндөр бүтээмжтэй

Гэрлийн үр ашиг, эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулах нь үйлдвэрийн гэрэлтүүлгийн ашиглалтын зардлыг ихээхэн бууруулах түлхүүр юм.Уламжлалт чийдэнг солихын тулд LED гэрлийг ашиглах, суулгац тарих үеэс ургац хураах үе хүртэл ургамлын гэрлийн томъёоны шаардлагад нийцүүлэн гэрлийн орчныг динамик оновчтой болгож, тохируулах нь ирээдүйд боловсронгуй газар тариалангийн зайлшгүй чиг хандлага юм.Ургац сайжруулах тал дээр ургамлын хөгжлийн онцлогт тохируулан хөнгөн томьёотой хослуулан үе шат, бүсээр тариалж, үе шат бүрт үйлдвэрлэлийн үр ашиг, ургацыг сайжруулах боломжтой.Чанарыг сайжруулахын тулд хоол тэжээлийн зохицуулалт, гэрлийн зохицуулалтыг шим тэжээл болон бусад эрүүл мэндийн үйл ажиллагааны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн агууламжийг нэмэгдүүлэхэд ашиглаж болно.

Одоогийн байдлаар улсын хэмжээнд хүнсний ногооны суулгацын хэрэгцээ 680 тэрбум байгаа бол үйлдвэрийн суулгацын үйлдвэрлэлийн хүчин чадал 10 хувьд ч хүрэхгүй байгаа гэсэн тооцоо бий.Суулгацын үйлдвэрлэл нь байгаль орчны шаардлага өндөр байдаг.Үйлдвэрлэлийн улирал нь ихэвчлэн өвөл, хавар байдаг.Байгалийн гэрэл сул, хиймэл нэмэлт гэрэлтүүлэг шаардлагатай.Ургамлын ургах гэрэлтүүлэг нь харьцангуй өндөр оролт, гаралттай, орцыг хүлээн авах өндөр зэрэгтэй байдаг.LED нь өвөрмөц давуу талтай, учир нь жимс, хүнсний ногоо (улаан лооль, өргөст хэмх, амтат гуа гэх мэт) залгах шаардлагатай бөгөөд өндөр чийгшилтэй нөхцөлд гэрлийн нэмэлт тэжээлийн тодорхой спектр нь залгагдсан суулгацын эдгэрэлтийг дэмждэг.Хүлэмжинд хүнсний ногоо тарих нь байгалийн гэрлийн дутагдлыг нөхөж, ургамлын фотосинтезийн үр ашгийг дээшлүүлж, цэцэглэж, үр жимс ургуулж, ургацыг нэмэгдүүлж, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулдаг.LED гэрэлтүүлэг нь хүнсний ногооны суулгац, хүлэмжийн үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг.

3. Ухаалаг

Ургамлын ургах гэрэлтүүлэг нь гэрлийн чанар, гэрлийн хэмжээг бодит цаг хугацаанд хянах эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.Ухаалаг удирдлагын технологийг сайжруулж, интернетийн зүйлсийн хэрэглээг ашигласнаар олон төрлийн монохроматик спектр, ухаалаг хяналтын системүүд нь цаг хугацааны хяналт, гэрлийн хяналт, ургамлын өсөлтийн төлөв байдлын дагуу гэрлийн чанар, гэрлийн гаралтыг цаг тухайд нь тохируулах боломжтой болно. нь ургамлын гэрэлтүүлгийн технологийн ирээдүйн хөгжлийн гол чиг хандлага болох нь гарцаагүй.