1. Egwyddor dechnegol: Dylunio rheoleiddio ansawdd golau ar y lefel foleciwlaidd
Mae planhigion yn eithaf pigog ynglŷn â sut maen nhw'n defnyddio golau. Dim ond rhwng 400 a 700 nm (sy'n ffurfio 43% i 52.5% o ymbelydredd solar) y gall planhigion ddefnyddio golau gweladwy ar gyfer ffotosynthesis. Golau coch (610 i 720 nm) a golau glas (400 i 510 nm) yw'r prif gopaon amsugno, a dyna pam y'u gelwir yn "wrtaith ysgafn" planhigion. Mae goleuadau planhigion LED yn defnyddio galluoedd ffotodrydanol deunyddiau lled-ddargludyddion i anfon golau monocromatig ar donfeddi penodol. Maent hefyd yn defnyddio cyfuniadau sglodion i gael rheolaeth sbectrwm manwl.
Er enghraifft, gall golau coch (660nm) helpu planhigion i flodeuo, tyfu ffrwythau, a gwneud fitamin C, a golau glas (450nm) yw'r prif olau sy'n helpu planhigion i wneud cloroffyl a thyfu coesynnau a dail. Mae astudiaethau wedi dangos, mewn tyfu letys, bod cymhareb golau coch i las o 4:1 yn cynyddu cynnwys cloroffyl dail 23% ac yn cyflymu cyfradd twf 18%; yn yr un modd, mewn tyfu mefus, mae cymhareb 5:1 o olau coch i las yn cynyddu cynnwys siwgr ffrwythau 15% ac yn byrhau amser y farchnad o 10 diwrnod. Hefyd, gall ychwanegu golau coch pell (730nm) newid hyd internodes planhigion. Gall ychwanegu golau UV (380-400nm) gadw plâu a chlefydau i ffwrdd a rhoi hwb i faint o fetabolion eilaidd.
2. Y prif fantais yw mynd o "Energy Black Hole" i "Light Efficiency Revolution."
Mae lampau sodiwm pwysedd uchel a lampau halid metel yn ddau fath o oleuadau tŷ gwydr traddodiadol sydd â thair problem fawr: mae eu sbectra yn sefydlog ac ni ellir eu newid, maen nhw'n rhyddhau llawer o wres, ac maen nhw'n defnyddio llawer o drydan. Er enghraifft, mae lamp sodiwm pwysedd uchel 1000W yn trosi 30% yn unig o'i phelydriad ffotosynthetig gweithredol (PAR) yn olau defnyddiadwy. Mae hefyd yn cynhyrchu llawer o ymbelydredd thermol isgoch, sy'n codi'r tymheredd yn y tŷ gwydr ac yn gofyn am system oeri ychwanegol. Mae tri datblygiad technolegol pwysig wedi gwneud goleuadau planhigion LED yn chwyldroadol:
Addasu sbectrwm: Gallwch chi wneud unrhyw gymhareb o olau monocromatig i olau sbectrwm llawn trwy newid trefniant sglodion LED. Mae "cynllun sbectrol cylch llawn" Weizhaoye Optoelectronics yn defnyddio llawer o olau glas (40%) i helpu gwreiddiau i dyfu yn ystod y cyfnod eginblanhigyn, llawer o olau coch (60%) i helpu dail i dyfu yn ystod y cyfnod twf llystyfiant, ac ychydig o olau coch pell (10%) i helpu blodau i flodeuo yn ystod y cyfnod twf atgenhedlu.
Nodweddion ffynhonnell golau oer: Mae effeithlonrwydd goleuol LEDs yn fwy na 200lm / W, ac mae llai na 5% o'r gwres yn cael ei golli trwy ymbelydredd thermol. Nid oes angen unrhyw offer pellach i'w hoeri. Mae'r system LED yn Fferm Yuntai yn siambr dyfu tegeirianau llydanwyrdd Lianyungang yn torri'r pellter rhwng haenau o'r 1.5 metr arferol i 0.6 metr ac yn treblu nifer y planhigion y gellir eu tyfu mewn ardal benodol.
Chwyldro yn y defnydd o ynni: Mae goleuadau planhigion LED fwy na thair gwaith cystal am droi ynni trydanol yn ynni golau na lampau sodiwm pwysedd uchel. Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Wageningen yn yr Iseldiroedd wedi canfod y gall ychwanegu goleuadau LED at gynhyrchiad ffatri tomato dorri defnydd ynni fesul cilogram o ffrwythau o 5.2 kWh i 1.8 kWh a defnydd gwrtaith o 30%.
3. Senario cais: cwmpas cadwyn cyflawn o'r labordy i ddiwydiannu
Tyfu pethau mewn tŷ gwydr: Gall goleuadau ychwanegol LED hybu cynnyrch ciwcymbr o 40% a lefelau fitamin C tomato 25% mewn mannau gogleddol sydd â golau isel a chysgod trwy'r amser yn y gaeaf. Dyluniodd Weizhaoye Optoelectronics system oleuo atodol dull deuol ar gyfer y tŷ gwydr yn Xiaotangshan, Beijing. Mae'n troi ymlaen yn awtomatig pan fydd dwyster y golau yn disgyn o dan 200 μ mol/m ²/s. Mae hyn yn lleihau'r cylch tyfu o lysiau deiliog o 15 diwrnod.
Ffatri ar gyfer planhigion: Mae systemau LED yn defnyddio diwylliant aml-haen tri dimensiwn i wneud y gorau o ofod mewn amgylchedd golau artiffisial cwbl. Mae Parth Datblygu Amaethyddol Modern Shanghai Sunqiao yn cyflogi ffrâm blannu fertigol 10 haen a system rheoli amgylchedd golau uwch. Mae hyn yn gadael iddynt dyfu 10 gwaith yn fwy o gnydau fesul troedfedd sgwâr na thai gwydr safonol a defnyddio 90% yn llai o ddŵr.
Ymchwil a bridio: Mae LEDs yn wych ar gyfer astudiaethau ffotobioleg planhigion oherwydd gellir rheoli eu priodweddau sbectrwm. Defnyddiodd Sefydliad Ymchwil Llysiau a Blodau Academi Gwyddorau Amaethyddol Tsieineaidd blatfform sbectrol LED addasadwy i brofi'r amrywiaeth tomato "Zhongvegetable 606," a all gadw ei effeithlonrwydd ffotosynthetig ar 85% hyd yn oed pan nad yw'r golau ond yn 300 μ mol / m ²/s.
Plannu amgylcheddol arbennig: Goleuadau planhigion LED bellach yw'r rhannau pwysicaf o systemau cynnal bywyd mewn lleoedd fel gorsafoedd ymchwil Antarctig a llongau gofod, lle mae amodau'n llym iawn. Mae tŷ gwydr Gorsaf Wal Fawr Tsieina yn Antarctica yn defnyddio system LED sbectrwm llawn i dyfu letys a mefus trwy gydol y flwyddyn. Mae gan y system effeithlonrwydd ffotosynthetig o 92% o arwyneb y Ddaear.
