Orijinal Mənbə: Houcheng Liu. LED bitki işıqlandırma sənayesinin inkişaf vəziyyəti və trendi [J]. İşıqlandırma Mühəndisliyi Jurnalı, 2018,29(04):8-9.
Məqalə mənbəyi: Material Once Deep

İşıq bitkilərin böyüməsi və inkişafının əsas ətraf mühit amilidir. İşıq yalnız fotosintez yolu ilə bitkilərin böyüməsi üçün enerji təmin etmir, həm də bitkilərin böyüməsi və inkişafının vacib tənzimləyicisidir. Süni işıq əlavəsi və ya tam süni işıq şüalanması bitkilərin böyüməsini təşviq edə, məhsuldarlığı artıra, məhsulun formasını, rəngini yaxşılaşdıra, funksional komponentləri gücləndirə və xəstəliklərin və zərərvericilərin baş verməsini azalda bilər. Bu gün sizinlə bitki işıqlandırma sənayesinin inkişaf vəziyyətini və trendini bölüşəcəyəm.
Süni işıq mənbəyi texnologiyası bitki işıqlandırması sahəsində getdikcə daha geniş istifadə olunur. LED-in yüksək işıq səmərəliliyi, aşağı istilik istehsalı, kiçik ölçü, uzun ömür və bir çox digər üstünlükləri kimi bir çox üstünlükləri var. Böyümək üçün işıqlandırma sahəsində aşkar üstünlükləri var. Böyümək üçün işıqlandırma sənayesi tədricən bitki becərilməsi üçün LED işıqlandırma qurğularını tətbiq edəcək.

A. LED işıqlandırma sənayesinin inkişaf vəziyyəti 

1. Böyümək üçün işıqlandırma üçün LED paket

Böyümə işıqlandırması LED qablaşdırma sahəsində bir çox növ qablaşdırma cihazı mövcuddur və vahid ölçmə və qiymətləndirmə standart sistemi yoxdur. Buna görə də, yerli məhsullarla müqayisədə xarici istehsalçılar əsasən yüksək güclü, kob və modul istiqamətlərinə diqqət yetirirlər, bitki böyümə xüsusiyyətləri və insaniləşdirilmiş işıqlandırma mühiti nəzərə alınmaqla, müxtəlif böyümə dövrlərindəki müxtəlif bitkilərin etibarlılığı, işıq səmərəliliyi, fotosintetik radiasiya xüsusiyyətləri baxımından daha böyük texniki üstünlüklərə malikdirlər, o cümlədən müxtəlif ölçülü müxtəlif növ yüksək güclü, orta güclü və aşağı güclü bitkilər müxtəlif böyümə mühitlərində müxtəlif bitkilərin ehtiyaclarını ödəmək üçün bitki böyüməsini maksimum dərəcədə artırmaq və enerjiyə qənaət etmək məqsədinə çatmağı gözləyirlər.

Çip epitaksial lövhələr üçün çox sayda əsas patent hələ də Yaponiyanın Nichia və American Career kimi ilk aparıcı şirkətlərin əlindədir. Yerli çip istehsalçılarında hələ də bazar rəqabətinə malik patentləşdirilmiş məhsullar yoxdur. Eyni zamanda, bir çox şirkət çiplərin yetişdirilməsi üçün işıqlandırma qablaşdırması sahəsində yeni texnologiyalar da inkişaf etdirir. Məsələn, Osram-ın nazik təbəqəli çip texnologiyası çiplərin bir-birinə sıx şəkildə qablaşdırılmasına və geniş sahəli işıqlandırma səthi yaratmağa imkan verir. Bu texnologiyaya əsaslanaraq, 660 nm dalğa uzunluğuna malik yüksək səmərəli LED işıqlandırma sistemi becərmə sahəsindəki enerji istehlakının 40%-ni azalda bilər.

2. İşıqlandırma spektrini və cihazlarını böyüdün
Bitki işıqlandırma spektri daha mürəkkəb və müxtəlifdir. Müxtəlif bitkilərin müxtəlif böyümə dövrlərində və hətta müxtəlif böyümə mühitlərində tələb olunan spektrlərdə böyük fərqlər var. Bu fərqli ehtiyacları ödəmək üçün hazırda sənayedə aşağıdakı sxemlər mövcuddur: ①Çoxlu monoxromatik işıq kombinasiyası sxemləri. Bitki fotosintezi üçün ən təsirli üç spektr əsasən 450nm və 660nm zirvələri olan spektr, bitki çiçəklənməsini stimullaşdırmaq üçün 730nm zolaq, üstəgəl 525nm yaşıl işıq və 380nm-dən aşağı ultrabənövşəyi zolaqdır. Ən uyğun spektr yaratmaq üçün bu növ spektrləri bitkilərin müxtəlif ehtiyaclarına uyğun olaraq birləşdirin. ②Bitki tələb spektrini tam əhatə etmək üçün tam spektr sxemi. Seoul Semiconductor və Samsung tərəfindən təmsil olunan SUNLIKE çipinə uyğun gələn bu tip spektr ən səmərəli olmaya bilər, lakin bütün bitkilər üçün uyğundur və dəyəri monoxromatik işıq kombinasiyası həllərindən daha aşağıdır. ③Spektrin effektivliyini artırmaq üçün əsas işıq kimi tam spektrli ağ işığı, üstəgəl 660 nm qırmızı işığı kombinasiya sxemi kimi istifadə edin. Bu sxem daha qənaətcil və praktikdir.

Bitki işıqlandırması monoxromatik işıqlı LED çipləri (əsas dalğa uzunluqları 450nm, 660nm, 730nm-dir) qablaşdırma cihazları bir çox yerli və xarici şirkətlər tərəfindən əhatə olunur, yerli məhsullar daha müxtəlifdir və daha çox spesifikasiyaya malikdir və xarici istehsalçıların məhsulları daha standartlaşdırılıb. Eyni zamanda, fotosintetik foton axını, işıq səmərəliliyi və s. baxımından yerli və xarici qablaşdırma istehsalçıları arasında hələ də böyük bir fərq var. Bitki işıqlandırması monoxromatik işıqlı qablaşdırma cihazları üçün, 450nm, 660nm və 730nm əsas dalğa uzunluğu zolaqlarına malik məhsullara əlavə olaraq, bir çox istehsalçı fotosintetik aktiv şüalanma (PAR) dalğa uzunluğu (450-730nm) üçün tam əhatə dairəsini həyata keçirmək üçün digər dalğa uzunluğu zolaqlarında yeni məhsullar da hazırlayır.

Monoxromatik LED bitki böyümə işıqları bütün bitkilərin böyüməsi üçün uyğun deyil. Buna görə də, tam spektrli LED-lərin üstünlükləri vurğulanır. Tam spektr əvvəlcə görünən işığın tam spektrini (400-700nm) tam əhatə etməli və bu iki diapazonun: mavi-yaşıl işıq (470-510nm), tünd qırmızı işıq (660-700nm) performansını artırmalıdır. "Tam" spektrə nail olmaq üçün adi mavi LED və ya fosforlu ultrabənövşəyi LED çipindən istifadə edin və onun fotosintetik səmərəliliyinin öz yüksək və aşağı səviyyəsi var. Bitki işıqlandırma ağ LED qablaşdırma cihazlarının əksər istehsalçıları tam spektrə nail olmaq üçün Mavi çip + fosforlardan istifadə edirlər. Ağ işığı həyata keçirmək üçün monoxromatik işıq və mavi işıq və ya ultrabənövşəyi çip və fosforun qablaşdırma rejiminə əlavə olaraq, bitki işıqlandırma qablaşdırma cihazlarında qırmızı on mavi/ultrabənövşəyi, RGB, RGBW kimi iki və ya daha çox dalğa uzunluğu çipindən istifadə edən kompozit qablaşdırma rejimi də mövcuddur. Bu qablaşdırma rejimi qaralmada böyük üstünlüklərə malikdir.

Dar dalğa uzunluğundakı LED məhsullarına gəldikdə, qablaşdırma təchizatçılarının əksəriyyəti müştərilərə 365-740 nm diapazonunda müxtəlif dalğa uzunluğu məhsulları təqdim edə bilər. Fosforlarla çevrilən bitki işıqlandırma spektrinə gəldikdə, qablaşdırma istehsalçılarının əksəriyyəti müştərilərin seçim edə biləcəyi müxtəlif spektrlərə malikdir. 2016-cı illə müqayisədə 2017-ci ildə satış artım tempi əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Bunlar arasında 660 nm LED işıq mənbəyinin artım tempi 20%-50% arasında cəmləşmişdir və fosforla çevrilən bitki LED işıq mənbəyinin satış artım tempi 50%-200%-ə çatır, yəni fosforla çevrilən bitki LED işıq mənbələrinin satışı daha sürətli artır.

Bütün qablaşdırma şirkətləri 0,2-0,9 Vt və 1-3 Vt ümumi qablaşdırma məhsulları təqdim edə bilər. Bu işıq mənbələri işıqlandırma istehsalçılarına işıqlandırma dizaynında yaxşı çeviklik təmin edir. Bundan əlavə, bəzi istehsalçılar daha yüksək güclü inteqrasiya olunmuş qablaşdırma məhsulları da təqdim edirlər. Hazırda əksər istehsalçıların göndərişlərinin 80%-dən çoxu 0,2-0,9 Vt və ya 1-3 Vt təşkil edir. Bunların arasında aparıcı beynəlxalq qablaşdırma şirkətlərinin göndərişləri 1-3 Vt, kiçik və orta ölçülü qablaşdırma şirkətlərinin göndərişləri isə 0,2-0,9 Vt-da cəmləşib.

3. Bitki yetişdirmə işıqlandırmasının tətbiq sahələri

Tətbiq sahəsindən bitki yetişdirmə işıqlandırma qurğuları əsasən istixana işıqlandırmasında, tamamilə süni işıqlandırma bitki fabriklərində, bitki toxuması mədəniyyətində, açıq hava əkin sahələrinin işıqlandırılmasında, ev tərəvəzləri və çiçək əkilməsində və laboratoriya tədqiqatlarında istifadə olunur.

①Günəş enerjisi ilə işləyən istixanalarda və çoxpilləli istixanalarda əlavə işıqlandırma üçün süni işığın nisbəti hələ də aşağıdır və metal halid lampaları və yüksək təzyiqli natrium lampaları əsas olanlardır. LED böyümə işıqlandırma sistemlərinin nüfuzetmə sürəti nisbətən aşağıdır, lakin qiymət düşdükcə böyümə sürəti sürətlənməyə başlayır. Əsas səbəb istifadəçilərin metal halid lampaları və yüksək təzyiqli natrium lampalarından istifadə etməkdə uzunmüddətli təcrübəyə malik olmasıdır və metal halid lampaları və yüksək təzyiqli natrium lampalarının istifadəsi bitkilərin yanmasının qarşısını alarkən istixana üçün istilik enerjisinin təxminən 6%-dən 8%-ə qədərini təmin edə bilər. LED böyümə işıqlandırma sistemi xüsusi və effektiv təlimatlar və məlumat dəstəyi vermədi ki, bu da onun gündüz və çoxpilləli istixanalarda tətbiqini gecikdirdi. Hazırda kiçik miqyaslı nümayiş tətbiqləri hələ də əsasdır. LED soyuq işıq mənbəyi olduğundan, bitkilərin örtüyünə nisbətən yaxın ola bilər və bu da temperaturun daha az təsirinə səbəb olur. Gündüz və çoxpilləli istixanalarda LED böyümə işıqlandırması bitkilərarası becərmədə daha çox istifadə olunur.

②Açıq hava əkin sahələrində tətbiq. Bitki işıqlandırmasının müəssisə kənd təsərrüfatında nüfuz etməsi və tətbiqi nisbətən yavaş olub, yüksək iqtisadi dəyəri olan açıq hava uzun günlük bitkiləri (məsələn, əjdaha meyvəsi) üçün isə LED bitki işıqlandırma sistemlərinin (fotoperiodik nəzarət) tətbiqi sürətli inkişafa nail olub.

③Bitki fabrikləri. Hal-hazırda ən sürətli və ən çox istifadə edilən bitki işıqlandırma sistemi, kateqoriyaya görə mərkəzləşdirilmiş çoxqatlı və paylanmış daşınan bitki fabriklərinə bölünən tam süni işıqlandırma bitki fabrikidir. Çində süni işıqlandırma bitki fabriklərinin inkişafı çox sürətlidir. Mərkəzləşdirilmiş çoxqatlı tam süni işıqlandırma bitki fabrikinin əsas investisiya qurumu ənənəvi kənd təsərrüfatı şirkətləri deyil, daha çox Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong kimi yarımkeçirici və istehlakçı elektron məhsulları ilə məşğul olan şirkətlər, həmçinin COFCO və Xi Cui və digər yeni müasir kənd təsərrüfatı şirkətləridir. Paylanmış və mobil bitki fabriklərində standart daşıyıcılar kimi hələ də konteynerlərdən (yeni konteynerlər və ya ikinci əl konteynerlərin yenidən qurulması) istifadə olunur. Bütün süni bitkilərin bitki işıqlandırma sistemləri əsasən xətti və ya düz panelli işıqlandırma sistemlərindən istifadə edir və əkilən növlərin sayı artmaqda davam edir. Müxtəlif eksperimental işıq formulu LED işıq mənbələri geniş və geniş istifadə olunmağa başlayıb. Bazarda olan məhsullar əsasən yaşıl yarpaqlı tərəvəzlərdir.

④Məişət bitkilərinin əkilməsi. LED lampalar məişət bitki masa lampalarında, məişət bitki əkin rəflərində, məişət tərəvəz yetişdirmə maşınlarında və s. istifadə edilə bilər.

⑤Dərman bitkilərinin becərilməsi. Dərman bitkilərinin becərilməsi Anoectochilus və Lithospermum kimi bitkiləri əhatə edir. Bu bazarlardakı məhsullar daha yüksək iqtisadi dəyərə malikdir və hazırda daha çox bitki işıqlandırması tətbiq olunan bir sənayedir. Bundan əlavə, Şimali Amerikada və Avropanın bəzi yerlərində kannabis becərilməsinin qanuniləşdirilməsi, kannabis becərilməsi sahəsində LED işıqlandırmasının tətbiqini təşviq etmişdir.

⑥Çiçəkləmə işıqları. Çiçək bağçılığı sənayesində çiçəklərin çiçəkləmə müddətini tənzimləmək üçün əvəzolunmaz bir vasitə kimi, Çiçəkləmə işıqlarının ən erkən tətbiqi közərmə lampaları, ardınca enerjiyə qənaət edən flüoresan lampalar idi. LED sənayeləşməsinin inkişafı ilə tədricən daha çox LED tipli çiçəkləmə işıqlandırma qurğuları ənənəvi lampaları əvəz etmişdir.

⑦Bitki toxuması kulturası. Ənənəvi toxuma kulturası işıq mənbələri əsasən aşağı işıq səmərəliliyinə və yüksək istilik istehsalına malik ağ flüoresan lampalardır. LED-lər aşağı enerji istehlakı, aşağı istilik istehsalı və uzun ömür kimi üstün xüsusiyyətlərinə görə səmərəli, idarəolunan və kompakt bitki toxuması kulturası üçün daha uyğundur. Hazırda ağ LED lampaları tədricən ağ flüoresan lampaları əvəz edir.

4. Böyümə işıqlandırma şirkətlərinin regional paylanması

Statistikaya görə, hazırda ölkəmdə 300-dən çox böyümə işıqlandırma şirkəti var və İnci Çayı Deltası ərazisindəki böyümə işıqlandırma şirkətləri 50%-dən çoxunu təşkil edir və onlar artıq əsas mövqedədirlər. Yantszı çayı Deltası ərazisindəki böyümə işıqlandırma şirkətləri təxminən 30%-ə malikdir və bu, hələ də böyümə işıqlandırma məhsulları üçün vacib bir istehsal sahəsidir. Ənənəvi böyümə lampaları şirkətləri əsasən Yantszı çayı Deltası, İnci Çayı Deltası və Bohai Haşiyəsində paylanır ki, bunlardan Yantszı çayı Deltası 53%-ni, İnci Çayı Deltası və Bohai Haşiyəsi isə müvafiq olaraq 24%-ni və 22%-ni təşkil edir. LED böyümə işıqlandırma istehsalçılarının əsas paylama sahələri İnci Çayı Deltası (62%), Yantszı çayı Deltası (20%) və Bohai Haşiyəsidir (12%).

B. LED işıqlandırma sənayesinin inkişaf trendi

1. İxtisaslaşma

LED böyümə işıqlandırması tənzimlənən spektr və işıq intensivliyi, aşağı ümumi istilik istehsalı və yaxşı suya davamlılıq xüsusiyyətlərinə malikdir, buna görə də müxtəlif səhnələrdə böyümə işıqlandırması üçün uyğundur. Eyni zamanda, təbii mühitdəki dəyişikliklər və insanların qida keyfiyyətinə olan həvəsi müəssisə kənd təsərrüfatının və böyümə fabriklərinin intensiv inkişafını təşviq etmiş və LED böyümə işıqlandırma sənayesini sürətli inkişaf dövrünə aparmışdır. Gələcəkdə LED böyümə işıqlandırması kənd təsərrüfatı istehsalının səmərəliliyinin artırılmasında, qida təhlükəsizliyinin yaxşılaşdırılmasında və meyvə-tərəvəzin keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasında mühüm rol oynayacaq. Böyümə işıqlandırması üçün LED işıq mənbəyi sənayenin tədricən ixtisaslaşması ilə daha da inkişaf edəcək və daha hədəflənmiş istiqamətdə hərəkət edəcək.

2. Yüksək səmərəlilik

İşıq səmərəliliyinin və enerji səmərəliliyinin artırılması bitki işıqlandırmasının istismar xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağın açarıdır. Ənənəvi lampaların əvəzinə LED-lərin istifadəsi və fidan mərhələsindən məhsul mərhələsinə qədər bitkilərin işıq formulu tələblərinə uyğun olaraq işıq mühitinin dinamik optimallaşdırılması və tənzimlənməsi gələcəkdə zərif əkinçiliyin qaçılmaz tendensiyalarıdır. Məhsuldarlığın artırılması baxımından, hər mərhələdə istehsal səmərəliliyini və məhsuldarlığı artırmaq üçün bitkilərin inkişaf xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq işıq formulu ilə birləşdirilərək mərhələlərdə və bölgələrdə becərilə bilər. Keyfiyyətin yaxşılaşdırılması baxımından qidalanma tənzimlənməsi və işığın tənzimlənməsi qida maddələrinin və digər səhiyyə funksional maddələrinin tərkibini artırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Hesablamalara görə, tərəvəz şitillərinə hazırkı milli tələbat 680 milyarddır, fabrik şitillərinin istehsal gücü isə 10%-dən azdır. Şitil sənayesinin ətraf mühitə daha yüksək tələbləri var. İstehsal mövsümü əsasən qış və yazdır. Təbii işıq zəifdir və süni əlavə işığa ehtiyac var. Bitki yetişdirmə işıqlandırması nisbətən yüksək giriş və çıxışa və girişin yüksək dərəcədə qəbul edilməsinə malikdir. LED-in unikal üstünlükləri var, çünki meyvə və tərəvəzlərin (pomidor, xiyar, qovun və s.) calaq edilməsi lazımdır və yüksək rütubət şəraitində xüsusi işıq əlavə spektri calaq edilmiş şitillərin sağalmasına kömək edə bilər. İstixana tərəvəz əkilməsi üçün əlavə işıqlandırma təbii işığın olmamasını kompensasiya edə, bitki fotosintez səmərəliliyini artıra, çiçəkləmə və meyvə verməni təşviq edə, məhsuldarlığı artıra və məhsulun keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər. LED yetişdirmə işıqlandırması tərəvəz şitillərində və istixana istehsalında geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir.

3. Ağıllı

Bitki yetişdirmə işıqlandırması işığın keyfiyyətinə və miqdarına real vaxt rejimində nəzarət etməyə güclü tələbat duyur. Ağıllı idarəetmə texnologiyasının təkmilləşdirilməsi və Əşyaların İnternetinin tətbiqi ilə müxtəlif monoxromatik spektrlər və ağıllı idarəetmə sistemləri vaxt nəzarətini, işığın idarə olunmasını həyata keçirə bilər və bitkilərin böyümə vəziyyətinə uyğun olaraq işığın keyfiyyətinin və işıq çıxışının vaxtında tənzimlənməsi bitki yetişdirmə işıqlandırma texnologiyasının gələcək inkişafının əsas trendinə çevriləcəkdir.