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中國農業使用LED的報導

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

中國知乎網站有位楊錚先生發表ㄧ系列有關LED使用於農業的報導,

https://www.zhihu.com/search?type=content&q=%E6%A5%8A%E9%8C%9A%20LED楊錚先生專業能力實在真正強悍。謹以其四篇文章綜合整理如下。

其中ㄧ段真言LED沾邊的就是高科技就能得到政府補貼支持,一夜之間LED似乎成了萬能的光源。

I.            ㄧ個LED溫室的案例

此溫室用了阿飛家(飛利浦)top lighting 200w, 花了大約600多萬,客戶給我兩張圖。

這個儀器測的單位是w/m²,不開燈是7.1,開燈後是25.2,所以燈提供的強度是25.2-7.1=18.1。按他們宣傳的LED燈珠每w/m2 2.7μmol/s(實際做成成品燈後有1.8就不錯了),該LED提供的PPFD=18.1 w/m² x 2.7μmol/s/w= 48.87μmol/s/ m² 。育苗還成,後期要是不加到200PPFD左右,效果就堪憂了。

做補光的企業要為客戶的產量著想,不要為了賣燈而賣燈,否則客戶會把你們的產品拆下來丟進垃圾堆了。

II.上海某LED番茄溫室

這個溫室使用的是丹麥產FL 300系列LED植物燈,因為這個老外以前想找我幫他推銷,資料我都有,一看價格。你這是在為難我胖虎。

875歐元一個,差不多6700RMB吧,再加上控制器。進口稅加上,我轉手賣10000一個,你看溫室主人不打死我。當然,有上海土豪,不差錢的確實買了。

至於這長勢,大家都看得明白。

正確的用法如下

https://pic1.zhimg.com/80/v2-fee73127da9b100a99832231d3c278d0_hd.jpg

這個燈這種距離只能提供90PPFD,對於番茄來說太少了。作為鈉燈的補充光源是不錯的,單獨用LED的話,這種強度效果不佳

用LED還是HPS,來算筆賬吧

III.LED還是HPS,來算筆賬吧

最近在做一個示範性質小溫室,業主要求用LED。總共需要240w LED 頂燈312根,因為LED驅動35w,所以實際消耗功率275w。這個溫室橫梁距地2.7米,高度太低。用1000w鈉燈光散不開,一般用600w就行。

  相同PPFD下,大約需要120600w鈉燈,實際消耗加上鎮流器是630w

耗電量

LED312x 275w = 85,800w

鈉燈:120x 630w = 75,600w

LED省電?不存在的。

價格

LED312x 1800 = 561,600

鈉燈: 120x 600 = 72,000

我是真不介意業主用LED,我多賺點不好啊。我日常不是一直在推薦鈉燈,可見我是誠信肥宅。

後期維護上,雖說LED燈珠壽命50000小時,但驅動壽命沒那麼長,跟鈉燈整流器差不多,一般質保3年,能用的5年很不錯了。LED要是散熱不好光衰也大,換整個LED燈的成本跟幾十塊的鈉燈燈泡一比,性價比爆低。

 LED 唯一的優勢就是可以靠近植物。

3.2 LED植物燈

IV. LED植物燈

    LED作為21世紀的新興光源確實有很多優點,加上整燈製造技術門檻低(買個芯片,驅動會焊接就行),政府部門的大力推廣,得到了快速的發展。跟LED沾邊的就是高科技就能得到政府補貼支持,一夜之間LED似乎成了萬能的光源。將其應用於農用生產也是大勢所趨。

28w T8熒光燈相比,18w 的白光LED缺乏380nm前的UVA部分以及某幾段藍光,但紅光部分更寬,其實效果應該半斤八兩。用LED代替熒光燈可以更好的節能,但為何會造成長勢不同呢?正是因為相同PPFD下,熒光燈所含380-500nm這部分比LED多,對於葉菜類前期成長來說,藍光的效果比紅光好。

https://pic3.zhimg.com/80/619ef894c94c0fff4e9998bdbb099f42_hd.jpg  

   現代植物工廠用LED代替熒光燈種植生菜

   白光裡雖然含有所有光譜,但起主要作用的450nm660nm含量並不高,於是就有了用450nm660nm組成的植物專用LED

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   曾經把番茄分別放在200w紅藍LED200w白光LED下照射,中間用板隔開防止相互影響。一個月之後在紅藍光下的番茄比在白光下的長得更加高大。於是做白光的同行不服了說你這個叫徒長。難道紅藍下徒長白光下就不徒長了?兩邊都沒UVA,要徒長也一起徒長。

  很多客戶希望用LED代替農用鈉燈應用到溫室裡,以降低電費的支出。但實際上這是比較困難的。用我們的200w LED 並不能代替農用鈉燈(140lm/w以上)在溫室裡的地位。紅藍光的低光效(20lm/w)無法使其在距離植物太遠的地方達到光補償點。200w LED15時能得到56μmol/s/m²,番茄的光補償點是53.1μmol/s/m²。如果掛到3-6米高的溫室頂部將不起任何作用。所以在設計LED溫室時,要使用更大功率的LED或者如下圖我們的方案把懸掛方式設計成高度可調節,這樣就能按照植物生長高度,一直近距離的向植物輸出盡可能高的PPFD

  Lumenhort與科技部的國際合作項目

    從老外的案例來看,630wLED燈也只能提供90μmol/s/m²,這個距離目測4米,而600w鈉燈大約能達到108μmol/s/m²,所以從省電方面來講並沒有什麼意義。價格上這個品牌630w LED3,800元,鈉燈不過600元左右。

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然而,只能育個苗用。種花種菜那得掛到1米以下才可以。

LED的市場就是要在1米以下做文章。組培,育苗,無土栽培,氣霧培,一般都是整些貨架分幾層。

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一般用420w T830cm左右大約有80μmol/s/m²,有條件不差錢的,均勻鋪滿LED如上。

不同的植物對光譜有不同的要求。比如生菜我們常用450nm:660nm=1:4。而草莓就要適當提高紅光含量用450nm:660nm=1:5。另外在紅藍組裡混入其他光譜可以更好的改善對特定植物的作用。有實驗表明在紅藍光裡加入綠光可以提高芽苗菜的干物質含量,加入730nm發生雙光增益提高光合效率等,由於目前沒有針對各種植物匹配相應最適合光譜比例的資料,多數的LED植物燈還是以紅藍為主,或混入白光,橙光等其他光譜作為補充,塗上熒光粉也可以做成全光譜。

年前去了中糧智慧農場參觀,感嘆國營企業真有錢真會玩,用的都是飛利浦的,這得好幾千一根吧

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溫室牆壁一格子是1x1米,4個格子加地基算4米高。

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那麼掛4米高的275w飛利浦toplighting能提供多少強度?

某個所謂國內植物補光業首席科學家的公司做出來的玩意兒:

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才放兩根,還那麼高,想必深圳同行們都笑了。

    你家菜都生病了。我大老遠來到北京,花了錢買門票,就讓我看這個?能退錢不?