Stingant energijos ištekliams ir didėjant aplinkosauginiam sąmoningumui, įvairios pramonės šakos ieško efektyvesnių ir aplinką tausojančių energijos alternatyvų. Žemės ūkio ir augalininkystės srityse dirbtiniai šviesos šaltiniai yra pagrindinis veiksnys, o LED (Light Emitting Diode), kaip besiformuojanti šviesos šaltinio technologija, palaipsniui pakeitė tradicinę HPS (aukšto slėgio natrio lempą) taikant augalų auginimą. pastaraisiais metais. Šiame straipsnyje bus nagrinėjami šviesos diodų energijos taupymo pranašumai, palyginti su 600 W HPS, ir jo taikymas augalų auginimui.
LED ir HPS technologijos apžvalga
1.1 LED technologija
LED yra puslaidininkinis šviesos šaltinis, kurio principas yra generuoti šviesą per elektronų rekombinacijos procesą puslaidininkinėse medžiagose. Lyginant su tradiciniais šviesos šaltiniais, šviesos diodų pranašumai yra mažos energijos sąnaudos, ilgas tarnavimo laikas ir didelis šviesos efektyvumas. Be to, šviesos diodų spektrą galima pritaikyti pagal poreikį, kad jie geriau prisitaikytų prie augalų augimo poreikių.
1.2 HPS technologija
Aukšto slėgio natrio lempa (HPS) yra tradicinis dirbtinis šviesos šaltinis, kuris elektrifikuodamas generuoja natrio garus, todėl lemputė skleidžia geltoną šviesą. Nors HPS tam tikru mastu gali patenkinti augalų fotosintezės poreikius, dėl spektrinio ir šviesos efektyvumo apribojimų yra daug energijos eikvojama.
Šviesos diodų energijos taupymo pranašumas atitinka 600 W HPS
2.1 Energijos konversijos efektyvumas
LED energijos konversijos efektyvumas yra didesnis nei HPS. LED šviesos šaltiniuose didžioji dalis elektros energijos paverčiama šviesos energija, o HPS didelė dalis elektros energijos paverčiama šilumine energija, todėl energija švaistoma. Todėl esant tokiai pačiai galiai, LED gali suteikti efektyvesnę šviesos energiją nei HPS, suteikdamas geresnes apšvietimo sąlygas augalams augti.
2.2 Spektrinės charakteristikos
Šviesos diodų spektras gali būti koreguojamas pagal poreikį, kad geriau prisitaikytų prie augalų augimo poreikių. Skirtinguose augimo tarpsniuose augalai turi skirtingus šviesos poreikius, o LED technologija gali pateikti tikslesnius spektrus, pagrįstus augalų poreikiais, taip optimizuodama fotosintezės efektyvumą ir padidindama derlių.
2.3 Eksploatavimo ir priežiūros išlaidos
Šviesos diodų eksploatavimo trukmė paprastai yra daug ilgesnė nei HPS, o vidutinė LED lempų eksploatavimo trukmė yra daugiau nei 50 000 valandų, o HPS lempų eksploatavimo trukmė paprastai yra apie 10 000 valandų. Tai reiškia, kad panaudojus LED šviesos šaltinius lieka mažiau lempų keitimo ir priežiūros darbų, todėl sumažėja darbo ir medžiagų sąnaudos.
2.4 Šilumos išmetimas
Kai šviesos diodai skleidžia šviesą, jie generuoja mažiau šilumos, o tai sumažina augalų augimo aplinkos temperatūrą, palyginti su HPS. Tai labai svarbu augalų augimui, nes per didelė temperatūra gali turėti įtakos normaliam augalų augimui ir vystymuisi.
LED taikymas augalų auginimui
3.1 Sodinimas patalpose
Sodinant patalpose, LED palaipsniui tapo pagrindine šviesos šaltinio technologija. Jis gali ne tik apšviesti augalus, bet ir suteikti pritaikytus spektrus pagal skirtingų augalų poreikius, taip pagerindamas jų augimo greitį ir derlių.
3.2 Šiltnamio sodinimas
Šiltnamių apželdinimas yra svarbus būdas šiuolaikiniame žemės ūkyje, o LED šviesos šaltinių panaudojimas gali užtikrinti reikiamą augalų apšvietimą, tuo pačiu sumažinant energijos sąnaudas šiltnamio viduje ir gamybos sąnaudas.
3.3 Miestų žemės ūkis
Nuolat vystantis urbanizacijai, miesto žemės ūkis tapo svarbiu papildomo tiekimo būdu. LED, kaip efektyvi ir energiją taupanti šviesos šaltinio technologija, gali geriau patenkinti apšvietimo poreikį miesto žemės ūkyje ir skatinti miesto žemės ūkio plėtrą.
Didėjant supratimui apie energijos taupymą ir aplinkos apsaugą, LED, kaip efektyvi ir energiją taupanti šviesos šaltinio technologija, palaipsniui pakeitė tradicinį HPS pritaikymą augalų augimo srityje. Lyginant su 600 W HPS, LED turi didesnį energijos konversijos efektyvumą, spektrinį reguliavimą, ilgą tarnavimo laiką, mažesnę šilumos emisiją ir kitus privalumus. Jo taikymas patalpų sodinimui, šiltnamių sodinimui ir miesto žemės ūkiui suteikia idealesnes apšvietimo sąlygas augalams augti, taip pat sumažina energijos suvartojimą ir gamybos sąnaudas. Ateityje tikimasi, kad LED šviesos šaltinių technologija ir toliau vystysis, suteikdama daugiau naujovių ir pažangos tokiose srityse kaip žemės ūkio gamyba ir miestų ekologiškumas.
