منافسة إضاءة المصانع: ظهور "الحصان الأسود" في مجال إضاءة LED

في أنظمة الإنتاج النباتي الحديثة، أصبح الإضاءة الاصطناعية وسيلةً أساسيةً لزيادة كفاءة الإنتاج. يُمكن استخدام مصادر إضاءة LED عالية الكفاءة، والصديقة للبيئة، والصديقة للبيئة، للتغلب على قيود نقص الإضاءة في الأنشطة الزراعية، وتعزيز نمو النباتات وتطورها، وتحقيق أهداف زيادة الإنتاج، ورفع الكفاءة، وتحسين الجودة، ومقاومة الأمراض، والحفاظ على بيئة خالية من التلوث. لذا، يُعد تطوير وتصميم مصادر إضاءة LED للنباتات موضوعًا بالغ الأهمية في مجال الزراعة النباتية بالإضاءة الاصطناعية.

● يتميز مصدر الإضاءة الكهربائية التقليدي بضعف التحكم فيه، وعدم القدرة على ضبط جودة الإضاءة وشدتها ودورتها وفقًا لاحتياجات النباتات، مما يصعب معه تلبية متطلبات الإضاءة النباتية ومفهوم حماية البيئة. ومع تطور مصانع النباتات ذات التحكم البيئي عالي الدقة والتطور السريع للثنائيات الباعثة للضوء، تتاح الفرصة للتحكم في بيئة الإضاءة الاصطناعية ليصبح أكثر عملية.

● تشمل مصادر الإضاءة التقليدية للإضاءة الاصطناعية عادةً المصابيح الفلورية، ومصابيح هاليد المعادن، ومصابيح الصوديوم عالية الضغط، والمصابيح المتوهجة. وتتمثل عيوب هذه المصادر في استهلاكها العالي للطاقة وتكاليف تشغيلها المرتفعة. ومع التطور السريع لتكنولوجيا الإلكترونيات الضوئية، أتاح ظهور الثنائيات الباعثة للضوء الأحمر والأزرق والأحمر البعيد عالية السطوع إمكانية استخدام مصادر إضاءة اصطناعية منخفضة الطاقة في المجال الزراعي.

مصباح فلورسنت

● يمكن التحكم في طيف الإضاءة بسهولة نسبية عن طريق تغيير تركيبة وسمك الفوسفور؛

● يتركز طيف التألق للمصابيح الفلورية لنمو النبات في نطاق 400-500 نانومتر و600-700 نانومتر؛

● شدة الإضاءة محدودة، ويتم استخدامها بشكل عام في التطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة منخفضة وتجانسًا عاليًا، مثل الرفوف متعددة الطبقات لزراعة الأنسجة النباتية؛

HPS

● يتميز بكفاءة عالية وتدفق ضوئي عالٍ، وهو مصدر الضوء الرئيسي في إنتاج المصانع النباتية واسعة النطاق، وغالبًا ما يستخدم لتكملة الضوء بعملية التمثيل الضوئي؛

● نسبة الإشعاع تحت الأحمر كبيرة، ودرجة حرارة سطح المصباح تتراوح بين 150 و200 درجة، مما يسمح فقط بإضاءة النباتات من مسافة بعيدة، وفقدان الطاقة الضوئية يكون خطيرًا؛

مصباح هاليد معدني

● الاسم الكامل لمصابيح هاليد المعادن، وتنقسم إلى مصابيح هاليد المعادن الكوارتزية ومصابيح هاليد المعادن الخزفية، وتتميز باختلاف مواد أنبوب القوس الكهربائي؛

● أطوال موجية طيفية غنية، وتكوين مرن للأنواع الطيفية؛

● تحتوي مصابيح هاليد الكوارتز المعدنية على العديد من مكونات الضوء الأزرق، وهي مناسبة لتكوين أشكال الضوء وتستخدم في مرحلة النمو الخضري (من الإنبات إلى نمو الأوراق)؛

مصباح متوهج

● الطيف متصل، حيث تكون نسبة الضوء الأحمر أعلى بكثير من نسبة الضوء الأزرق، مما قد يتسبب في نمو متداخل؛

● كفاءة التحويل الكهروضوئي منخفضة للغاية، والإشعاع الحراري كبير، وهو أمر غير مناسب لإضاءة النباتات؛

● نسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد منخفضة. حاليًا، يُستخدم بشكل أساسي للتحكم في تكوين شكل الضوء. يتم تطبيقه على فترة الإزهار ويمكنه تعديل فترة الإزهار بشكل فعال؛

مصباح تفريغ غازي بدون أقطاب

بدون أقطاب كهربائية، يتمتع المصباح بعمر طويل؛

● يتم ملء مصباح الكبريت الميكروويفي بعناصر معدنية مثل الكبريت وغازات خاملة مثل الأرجون، ويكون الطيف مستمرًا، على غرار ضوء الشمس؛

● يمكن تحقيق كفاءة إضاءة أعلى وشدة إضاءة أكبر عن طريق تغيير المادة المالئة؛

● يكمن التحدي الرئيسي لمصابيح الكبريت التي تعمل بالميكروويف في تكلفة الإنتاج وعمر المغنطرون؛

أضواء LED

● يتكون مصدر الضوء بشكل أساسي من مصادر الضوء الأحمر والأزرق، وهي أطوال موجات الضوء الأكثر حساسية للنباتات، مما يمكّن النباتات من إنتاج أفضل عملية تمثيل ضوئي ويساعد على تقصير دورة نمو النباتات؛

● بالمقارنة مع مصابيح إضاءة النباتات الأخرى، فإن خط الضوء أكثر لطفًا ولن يحرق الشتلات؛

● بالمقارنة مع مصابيح إضاءة النباتات الأخرى، يمكنها توفير 10٪ إلى 20٪ من الكهرباء؛

● يستخدم بشكل أساسي في الأماكن القريبة والإضاءة المنخفضة مثل رفوف تربية المجموعات متعددة الطبقات؛

● يشمل البحث في استخدام مصابيح LED في مجال إضاءة النباتات الجوانب الأربعة التالية:

● تُستخدم مصابيح LED كمصادر إضاءة تكميلية لنمو النبات وتطوره.

● يتم استخدام مصابيح LED كإضاءة حثية لفترة الضوء وشكل الضوء في النبات.

● تُستخدم مصابيح LED في أنظمة دعم الحياة البيئية في مجال الطيران والفضاء.

● مصباح LED مبيد للحشرات.

في مجال إضاءة النباتات، أصبحت إضاءة LED خيارًا واعدًا بفضل مزاياها الهائلة، فهي تدعم عملية التمثيل الضوئي للنباتات، وتعزز نموها، وتقلل من الوقت اللازم لإزهارها وإثمارها، وتحسن الإنتاج. وفي ظل التطور الزراعي، أصبحت منتجًا لا غنى عنه للمحاصيل.

من: https://www.rs-online.com/designspark/led-lighting-technology