1. Prinsip teknikal: Lampu kilang LED mempunyai masalah dengan "sejuk" dan "panas."
Faedah utama lampu tumbuhan LED adalah ia sangat tepat dari segi warna dan menggunakan tenaga yang kurang. Tumbuhan kebanyakannya menggunakan cahaya merah (620–680nm) dan cahaya biru (430–460nm) untuk fotosintesis. Lampu LED pula memfokuskan tenaga pada kawasan puncak penyerapan tumbuhan dengan menggunakan cip lampu merah (660nm) dan cip cahaya biru (460nm). LED jauh lebih cekap untuk menukar cahaya kepada elektrik daripada lampu HPS, yang hanya melakukan 30% daripada kerja. Kerana ini, ia dipanggil "sumber cahaya sejuk." Suhu permukaannya biasanya di bawah 50 darjah , dan apabila ia hampir dengan bilah (20–50 cm), ia tidak akan membakarnya. Kadar penggunaan tenaga cahaya adalah setinggi 95%, walaupun lampu HPS hanya menggunakan 35%.
Istilah "sumber cahaya sejuk," sebaliknya, mungkin menjadikannya kelihatan seperti menguruskan habanya lebih rumit daripada yang sebenarnya. Walaupun LED tidak mengeluarkan banyak haba secara langsung, ia tetap mengeluarkan kira-kira 20% haba buangan apabila ia menukar tenaga elektrik kepada cahaya. Sebagai contoh, lampu LED 12 watt mempunyai output kuasa kira-kira 10 watt, dan kira-kira 8 watt akan bertukar menjadi haba. Jika reka bentuk pelesapan haba tidak cukup baik (contohnya, jika aluminium tidak mencukupi digunakan atau kekonduksian terma lemah), suhu permukaan lampu mungkin melebihi 65 darjah , yang akan menyebabkan haba terkumpul di sesetengah kawasan dan memendekkan hayat dan kestabilan sumber cahaya. Di samping itu, sifat "sejuk" LED boleh menyebabkan kehilangan haba rumah hijau lebih teruk pada musim sejuk apabila suhu rendah di utara. Ini bermakna lebih banyak pemanasan diperlukan untuk memastikan suhu tanaman semakin meningkat.
2. Penggunaan praktikal: pelan untuk LED dan HPS bekerjasama untuk menyediakan cahaya tambahan
Sebagai tindak balas kepada kesukaran "sejuk" LED, industri telah melihat cara untuk lampu LED dan HPS berfungsi bersama untuk memberikan cahaya tambahan, yang telah membawa kepada penambahbaikan dalam kedua-dua pencahayaan dan suhu. Di rumah hijau utara, haba yang dihasilkan oleh lampu HPS adalah "rangsangan utama." Haba yang mereka keluarkan semasa ia menyala boleh meningkatkan suhu di dalam rumah hijau sambil juga mengeluarkan cahaya tambahan, yang mengurangkan jumlah tenaga yang diperlukan untuk pemanasan. Lampu LED menggunakan kurang tenaga secara keseluruhan, yang menjimatkan kos. Sebagai contoh, di rumah hijau di Shouguang, Shandong, yang menanam tomato, menggunakan kedua-dua lampu LED dan HPS untuk cahaya tambahan mengurangkan kitaran pertumbuhan sebanyak 5–7 hari, meningkatkan pengeluaran sebanyak 15–20%, meningkatkan kandungan gula buah sebanyak 1–2 mata peratusan dan menjadikan warna lebih cerah. Apabila menanam strawberi, haba daripada HPS dan cahaya merah dan biru tepat dari LED boleh meningkatkan kadar tetapan buah lebih daripada 20%, purata berat buah sebanyak 10%, dan masa yang diperlukan untuk buah masak, menjadikannya lebih mudah untuk dipetik dan dijual.
Kesahan saintifik kaedah kolaboratif ini berakar umbi dalam penjajaran tepat dengan keperluan tanaman. Lampu LED boleh mengubah spektrum: sayur-sayuran berdaun memerlukan 30% cahaya biru untuk membuat klorofil, bunga dan buah-buahan memerlukan 70% cahaya merah untuk mempercepatkan pengumpulan karbohidrat, dan tumbuhan ubatan memerlukan 10% cahaya ultraviolet untuk meningkatkan kandungan metabolit sekunder. Tambahan haba dalam lampu HPS bertujuan untuk berfungsi pada musim sejuk utara yang sejuk, di mana lampu LED sahaja mungkin tidak cukup panas. Sebagai contoh, kilang loji penyimpanan cahaya bersepadu di Gurun Ulan Buh, Mongolia Dalam, menggunakan gabungan pam haba sumber LED dan tanah untuk menyimpan 42 kilogram karbon dioksida setiap meter persegi setiap tahun dan menjimatkan perbelanjaan tenaga sebanyak 40%.
3. Mengawal suhu: cara yang berasingan untuk menambah baik lampu kilang LED
Walaupun bantuan lampu HPS tidak diperlukan, lampu kilang LED masih boleh mendapatkan kawalan suhu yang sempurna melalui penambahbaikan teknologi. Bahagian utama strateginya ialah:
Memperbaik reka bentuk untuk pelesapan haba: Suhu permukaan lampu dikekalkan di bawah 50 darjah dengan menggunakan bahan dengan kekonduksian terma yang sangat baik (substrat kuprum sedemikian) dan struktur sirip pelesapan haba. Sebagai contoh, sistem Philips GrowWise menggunakan teknologi penyejukan cecair untuk menjadikan cip LED tahan 50,000 jam lebih lama dan mengurangkan kesan sinaran haba pada tanaman.
Cara pintar untuk mengawal lampu: Menggunakan penderia dan teknologi IoT, ia secara automatik menukar keamatan dan nisbah spektrum cahaya bergantung pada peringkat pertumbuhan tanaman dan suhu persekitaran. "Lampu Kultur Tisu LED Spektrum Boleh Laras" yang dibuat oleh Universiti Pertanian Nanjing, sebagai contoh, memerhatikan suhu dalam rumah hijau dalam masa nyata melalui platform awan. Ia secara automatik merendahkan jumlah cahaya biru apabila suhu turun di bawah 15 darjah (kadar penyerapan cahaya biru menurun apabila suhu menurun) dan meningkatkan jumlah cahaya merah dan merah jauh (730nm) untuk membantu tanaman mengekspresikan gen tahan-sejuk.
Susunan pencahayaan menggunakan lapisan: Dalam ladang menegak, jalur lampu LED diletakkan di atas setiap rak yang tumbuh, dan ruang antara lapisan hanya 0.8 meter. Kawalan suhu berlapis memanfaatkan kawasan itu sepenuhnya. Contohnya, lapisan atas ruang penanaman pintar untuk Phalaenopsis di Ladang Yuntai di Lianyungang menggunakan-cahaya merah berintensiti tinggi (800 μ mol/m²/s) untuk menggalakkan pembungaan, manakala lapisan bawah menggunakan-cahaya biru berintensiti rendah (300 μ mol/m ²/s) untuk tumbuh anak benih. Sistem penghawa dingin mengekalkan suhu setiap lapisan pada 25 darjah dan 20 darjah, masing-masing. Ini memendekkan kitaran berbunga selama 15 hari.
