1. Prinsip teknikal: Mereka bentuk peraturan kualiti cahaya di peringkat molekul
Tumbuhan agak pemilih tentang cara mereka menggunakan cahaya. Tumbuhan hanya boleh menggunakan cahaya kelihatan antara 400 dan 700 nm (yang membentuk 43% hingga 52.5% sinaran suria) untuk fotosintesis. Cahaya merah (610 hingga 720 nm) dan cahaya biru (400 hingga 510 nm) adalah puncak penyerapan utama, itulah sebabnya ia dipanggil "baja ringan" tumbuhan. Lampu loji LED menggunakan keupayaan fotoelektrik bahan semikonduktor untuk menghantar cahaya monokromatik pada panjang gelombang tertentu. Mereka juga menggunakan gabungan cip untuk mendapatkan kawalan spektrum yang halus.
Sebagai contoh, cahaya merah (660nm) boleh membantu tumbuhan berbunga, menumbuhkan buah, dan membuat vitamin C, manakala cahaya biru (450nm) ialah cahaya utama yang membantu tumbuhan membuat klorofil dan menumbuhkan batang dan daun. Kajian telah menunjukkan bahawa dalam penanaman salad, nisbah cahaya merah kepada biru 4:1 meningkatkan kandungan klorofil daun sebanyak 23% dan mempercepatkan kadar pertumbuhan sebanyak 18%; begitu juga, dalam penanaman strawberi, nisbah 5:1 cahaya merah kepada biru meningkatkan kandungan gula buah sebanyak 15% dan memendekkan masa pasaran sebanyak 10 hari. Selain itu, menambah cahaya merah jauh (730nm) boleh mengubah panjang internod tumbuhan. Menambah cahaya UV (380-400nm) boleh menjauhkan perosak dan penyakit serta meningkatkan jumlah metabolit sekunder.
2. Faedah utama adalah daripada "Energy Black Hole" kepada "Revolusi Kecekapan Cahaya."
Lampu natrium{0}}tekanan tinggi dan lampu halida logam ialah dua jenis pencahayaan rumah hijau tradisional yang mempunyai tiga masalah besar: spektrumnya tetap dan tidak boleh diubah, ia mengeluarkan banyak haba dan menggunakan banyak elektrik. Contohnya, lampu natrium tekanan tinggi-1000W hanya menukarkan 30% sinaran aktif fotosintesis (PAR) kepada cahaya yang boleh digunakan. Ia juga menghasilkan banyak sinaran terma inframerah, yang meningkatkan suhu dalam rumah hijau dan memerlukan sistem penyejukan tambahan. Tiga kemajuan teknologi penting telah menjadikan lampu tumbuhan LED revolusioner:
Penyesuaian spektrum: Anda boleh membuat sebarang nisbah cahaya monokromatik kepada cahaya spektrum penuh dengan menukar susunan cip LED. "Skim spektrum kitaran penuh" Weizhaoye Optoelektronik menggunakan banyak cahaya biru (40%) untuk membantu akar tumbuh semasa peringkat anak benih, banyak cahaya merah (60%) untuk membantu daun tumbuh semasa peringkat pertumbuhan vegetatif, dan sedikit cahaya merah jauh (10%) untuk membantu bunga mekar semasa peringkat pertumbuhan pembiakan.
Ciri-ciri sumber cahaya sejuk: Kecekapan bercahaya LED adalah lebih daripada 200lm/W, dan kurang daripada 5% daripada haba hilang melalui sinaran haba. Tiada peralatan lagi diperlukan untuk menyejukkannya. Sistem LED di Ladang Yuntai di ruang tumbuh orkid rama-rama Lianyungang mengurangkan jarak antara lapisan daripada 1.5 meter biasa kepada 0.6 meter dan tiga kali ganda bilangan tumbuhan yang boleh ditanam di kawasan tertentu.
Revolusi dalam penggunaan tenaga: Lampu loji LED adalah lebih daripada tiga kali lebih baik untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga cahaya daripada lampu natrium{0}}tekanan tinggi. Penyelidik di Universiti Wageningen di Belanda telah mendapati bahawa menambah lampu LED kepada pengeluaran kilang tomato boleh mengurangkan penggunaan tenaga bagi setiap kilogram buah daripada 5.2 kWj kepada 1.8 kWj dan penggunaan baja sebanyak 30%.
3. Senario aplikasi: liputan rantaian lengkap dari makmal hingga perindustrian
Menanam sesuatu di rumah hijau: Pencahayaan tambahan LED boleh meningkatkan hasil timun sebanyak 40% dan paras vitamin C tomato sebanyak 25% di tempat utara yang mempunyai cahaya rendah dan teduh sepanjang masa pada musim sejuk. Weizhaoye Optoelektronik mereka bentuk sistem pencahayaan tambahan-dwi mod untuk rumah hijau di Xiaotangshan, Beijing. Ia dihidupkan secara automatik apabila keamatan cahaya turun di bawah 200 μ mol/m²/s. Ini memendekkan kitaran pertumbuhan sayur-sayuran berdaun sebanyak 15 hari.
Kilang untuk tumbuhan: Sistem LED menggunakan budaya berbilang-tiga{1}}dimensi untuk memanfaatkan sepenuhnya ruang dalam persekitaran cahaya buatan sepenuhnya. Zon Pembangunan Pertanian Moden Shanghai Sunqiao menggunakan rangka penanaman menegak 10 lapisan dan sistem kawalan persekitaran cahaya termaju. Ini membolehkan mereka menanam 10 kali lebih banyak tanaman setiap kaki persegi daripada rumah hijau standard dan menggunakan 90% kurang air.
Penyelidikan dan pembiakan: LED bagus untuk kajian fotobiologi tumbuhan kerana sifat spektrumnya boleh dikawal. Institut Penyelidikan Sayuran dan Bunga Akademi Sains Pertanian China menggunakan platform LED spektrum boleh laras untuk menguji varieti tomato "Zhongvegetable 606", yang boleh mengekalkan kecekapan fotosintesisnya pada 85% walaupun cahaya hanya 300 μ mol/m²/s.
Penanaman alam sekitar khas: Lampu tumbuhan LED kini merupakan bahagian terpenting dalam sistem sokongan hidup di tempat seperti stesen penyelidikan Antartika dan kapal angkasa, di mana keadaannya sangat teruk. Rumah hijau Stesen Tembok Besar China di Antartika menggunakan sistem LED spektrum penuh untuk menanam salad dan strawberi sepanjang tahun. Sistem ini mempunyai kecekapan fotosintesis sebanyak 92% daripada permukaan Bumi.
