一,Principes techniques et caractéristiques spectrales : contrôle strict ou couverture étendue
1. LED Plant Light : Technologie « Light Formula » qui vous permet de changer le spectre
Les lampes LED pour plantes fonctionnent en utilisant la luminescence des semi-conducteurs et obtiennent un contrôle spectral précis en combinant des puces LED avec différentes longueurs d'onde. Ses principaux avantages sont :
Accordabilité de la longueur d'onde : il peut vous fournir des bandes spécifiques sur toute la plage spectrale de 400 à 700 nm. Par exemple, la lumière rouge de 630 à 660 nm favorise la photosynthèse, la lumière bleue de 450 à 460 nm contrôle la morphogenèse et même la lumière rouge lointaine de 730 nm contrôle la phase de floraison.
Pureté de la qualité de la lumière : lumière monochromatique avec une demi--largeur à mi--maximum (FWHM<20nm) to prevent wasting spectra that don't work. For instance, Nanjing Agricultural University produced an LED tissue culture lamp that improved the seedling strength index by 37% by changing the ratio of 660nm red light to 450nm blue light.
Simulation d'un photocycle : Contrôle programmable de la durée et de la luminosité de la lumière, qui imite parfaitement les rythmes circadiens naturels. La ferme Yuntai à Lianyungang dispose d'une salle de culture intelligente pour orchidées papillons qui utilise un système LED pour contrôler très précisément 12 heures de lumière et 12 heures d'obscurité. Cela fait fleurir les fleurs 15 jours plus tôt.
2. Lampe au sodium à haute-pression : une source lumineuse à décharge gazeuse standard à haute-intensité
Grâce à l'excitation de l'arc, les lampes au sodium à haute-pression libèrent de la vapeur de mercure et de la vapeur de sodium. Leurs caractéristiques spectrales montrent :
La distribution à large spectre a un pic primaire à 589 nm de lumière jaune et couvre la lumière rouge orange (600 à 700 nm) et une infime quantité de lumière bleue (400 à 500 nm). Cependant, la lumière bleue représente moins de 15 % du total et ne possède pas la bande de lumière bleue de 450 nm dont les plantes ont besoin.
Fixité du spectre : les paramètres spectraux d'usine ne peuvent pas être modifiés, ce qui rend difficile de répondre aux besoins des plantes à différentes phases de croissance. Par exemple, pendant le stade des semis de fraisiers, il est nécessaire d’augmenter la lumière bleue pour arrêter une croissance trop importante. Les lampes au sodium à haute-pression ne peuvent pas faire cela.
Effet de rayonnement thermique : le tube à arc peut atteindre 1 200 degrés lorsqu'il fonctionne, ce qui émet beaucoup de rayonnement infrarouge qui augmente la température de la canopée de la plante de 3 à 5 degrés. Pour se rafraîchir, vous devez installer davantage d’équipements de ventilation.
2, Performances et coûts d'exploitation pour l'efficacité énergétique : économiser de l'énergie et être efficace par rapport à une consommation importante d'énergie dans le passé
1. Lampes LED pour plantes : la révolution de l’efficacité énergétique des sources de lumière froide
Dans quelle mesure l'électricité est-elle convertie : l'efficacité photonique photosynthétique (EPI) peut aller jusqu'à 2,8 μmol/J, soit 87 % de plus que les 1,5 μmol/J des lampes au sodium à haute pression-. Pour un système de 1 000 W, le rayonnement photosynthétiquement actif (PPF) réel des LED est de 2 800 μ mol/s, tandis que le PPF des lampes au sodium haute -pression n'est que de 1 500 μ mol/s.
Contrôler les pertes de chaleur : plus de 80 % de l'énergie électrique est transformée en énergie lumineuse et la température de fonctionnement est de 40 degrés inférieure à celle des lampes au sodium à haute pression-. Dans une culture tridimensionnelle de 1,5-mètre-de hauteur, le réseau de lumière LED modulaire de Guangdong Weizhaoye Optoelectronics peut maintenir la température de la canopée en dessous de 28 degrés sans aucun autre équipement pour la refroidir.
Coût de la durée de vie : elle dure plus de 50 000 heures, soit 2,5 fois plus longtemps que les lampes au sodium à haute pression-(20 000 heures). Le coût de maintenance sur 5 - ans des systèmes LED est 62 % inférieur à celui des lampes au sodium haute pression lorsqu'il est calculé pour une usine de 10 acres.
2. Lampe au sodium haute-pression : la limite d'efficacité énergétique des sources lumineuses-à l'ancienne
Globalement, une grande quantité d'énergie est utilisée : la perte de ballast utilise environ 15 % de la puissance d'entrée et l'efficacité énergétique réelle du système n'est que de 1,2 μ mol/J. Les LED n'ont besoin que de 40 % de la puissance utilisée par les lampes au sodium à haute pression-pour obtenir le même PPFD (densité de flux de photons photosynthétiques).
Pression de charge thermique : Le rayonnement infrarouge crée de grandes différences de température entre les couches de plantes, c'est pourquoi un système de refroidissement par rideau d'eau doit être mis en place. L'Académie des sciences agricoles de Pékin a effectué quelques tests et a découvert que le refroidissement utilise environ 65 % de l'énergie utilisée par les serres à lampe au sodium à haute pression en été.
Faible indice de rendu des couleurs : la valeur Ra n'est que de 20 à 30, ce qui n'est pas suffisant pour l'observation humaine. La mise en place d’un autre système d’éclairage à spectre complet coûtera encore plus cher.
3, Situations dans lesquelles l'agriculture de précision est utilisée et impacts de la plantation : agriculture de précision vs plantation traditionnelle
1. Lumière LED pour plantes : un moyen de faire pousser des plantes en couches et de contrôler la qualité de la lumière
Avantages de la plantation en trois dimensions : Les propriétés thermiques faibles permettent de faire pousser des plantes en couches espacées de 0,8 mètre. Une ferme verticale à Shenzhen utilise un cadre de culture LED à 12 couches. Cela rend la terre 10 fois plus productive et les rendements au mètre carré trois fois plus élevés que dans les serres standards.
Capacité à gérer la qualité : influence l’accumulation de métabolites secondaires par combinaison spectrale. Selon une expérience réalisée par l'Université agricole de Nanjing, le traitement des tomates avec des lumières LED avec un rapport rouge - bleu de 4 : 1 a augmenté la quantité de sucre soluble dans les fruits de 18 % et la quantité de vitamine C de 22 %.
Les LED peuvent être utilisées pour créer de faux écosystèmes lumineux dans des espaces restreints, notamment des stations de recherche polaires et des systèmes de survie écologiques aéronautiques. La serre de la station Zhongshan, en Antarctique, en Chine, utilise des lumières LED pour faire pousser de la laitue toute l'année. Elle produit 0,8 kg/m²/mois de laitue par unité de surface.
2. Lampe au sodium haute-pression : une alternative courante pour un éclairage supplémentaire dans de vastes zones
Avantages de la plantation à grande échelle : Un seul bulbe peut couvrir une superficie allant jusqu'à 30 mètres carrés, ce qui est idéal pour les serres à une seule couche. La serre de tomates de 10 -acres à Shouguang, dans le Shandong, utilise un réseau de lampes au sodium haute pression de 400 W. Cela réduit le coût de démarrage de 40 % par rapport au système LED.
Un fort rayonnement lumineux peut traverser l’épaisse canopée et aider les feuilles inférieures à photosynthétiser au stade adulte. Une étude de l'Université de Wageningen aux Pays-Bas a révélé que l'ajout de lumière à des lampes au sodium à haute pression-augmentait l'accumulation totale de matière sèche des plants de tomates de 12 % par rapport au traitement par LED.
Maturité technologique : Il existe plus de 200 millions d'installations dans le monde, ce qui constitue un système de support standardisé. Le ballast des lampes au sodium haute pression-à haute pression de la série Philips GreenPower a un taux de défaillance inférieur à 0,5 % et l'industrie a reconnu que le système est stable.
