1. Tehniskais princips: Saules gaismas "gaismas formulas" revolūcijas modelēšana molekulārā līmenī
Hlorofila spēja absorbēt noteiktus gaismas viļņu garumus ir tas, kas liek fotosintēzei augos darboties. Pētījumi ir parādījuši, ka hlorofila a/b absorbcijas maksimumi sarkanajā (620-680 nm) un zilajā (430-460 nm) spektrā ir ievērojami augstāki, salīdzinot ar citiem viļņu garumiem, savukārt karotinoīdi uzlabo zili violetās gaismas (400-50 nm) absorbciju. Labākā LED augšanas lampa iegūst vislabāko spektrālo atbilstību, izmantojot sarkanās un zilās gaismas mikroshēmas (piemēram, 660 nm sarkano gaismu un 460 nm zilo gaismu). Tas arī patērē 8 līdz 10 reizes vairāk enerģijas nekā parastie gaismas avoti.
Vēl viens veids, kā uzlabot lietas, ir kontrolēt fotoreceptorus. Piemēram, fitohroms kontrolē, kad sēklas dīgst un kad zied ziedi, uztverot 660 nm sarkanās gaismas attiecību pret 730 nm tālu sarkano gaismu. Savukārt kriptohroms reaģē uz zilo un ultravioleto gaismu, kas ietekmē stomatu atvēršanos un aizvēršanos un bioloģisko pulksteni. Piemēram, tomātu audzēšanā mainot sarkanās un zilās gaismas attiecību (piemēram, 6:1 veģetatīvās augšanas periodā un 9:1 ziedēšanas periodā), var saīsināt augšanas ciklu par 15% līdz 20% un paaugstināt C vitamīna saturu augļos.
2. Veiktspējas rādītāji: sistēma daudzu lietu novērtēšanai, sākot no PPFD līdz spektrālajai atbilstībai
Lai novērtētu LED augšanas spuldžu efektivitāti, jāņem vērā sekojošie pamatparametri:
Fotosintētisko fotonu plūsmas blīvums (PPFD): fotonu skaits, ko augi var izmantot fotosintēzei, ko tie iegūst uz laukuma vienību (μ mol/m²·s). Tas tieši ietekmē augu fotosintēzes ātrumu. Piemēram, salātu stādiem nepieciešams 200–300 μmol/m² · s, bet, kad tie uzzied, 400–600 μmol/m² · s.
Spektrālā sadalījuma sakritība: cik lielā mērā pārklājas gaismas avota spektrs un augu fotosintēzes efektivitātes līkne (PAR apgabals). Labākajam risinājumam ir jāaptver viss diapazons 400–700 nm un jāļauj mainīt sarkanās un zilās gaismas attiecību atkarībā no ražas veida. Piemēram, lapu dārzeņiem, piemēram, salātiem, ir nepieciešams vairāk zilās gaismas (40% līdz 50%), lai palīdzētu augt lapām, savukārt augļu dārzeņiem, piemēram, tomātiem, ir nepieciešams vairāk sarkanās gaismas (60% līdz 70%), lai tie ziedētu un nest augļus.
Fotonu plūsmas efektivitāte (PPE) ir fotosintēzes fotonu skaits, kas saražots uz elektroenerģijas vienību (μ mol/J). Tas parāda, cik labi tiek izmantota enerģija. Pašreizējā galvenā produkta IAL vērtība pārsniedz 2,5 μ mol/J, kas nozīmē, ka tas patērē par vairāk nekā 30% mazāk enerģijas nekā augstspiediena nātrija spuldzes (1,9 μ mol/J).
Siltuma pārvaldīšana un tā kalpošanas laiks: augstas kvalitātes izstrādājumos tiek izmantotas keramikas radiatoru vai šķidruma dzesēšanas tehnoloģijas, lai uzturētu darba temperatūru zem 40 grādiem, tādējādi novēršot termiskus apdegumus. Kalpošanas laiks var būt vairāk nekā 50 000 stundu, kas ir sešas reizes ilgāks nekā dienasgaismas spuldzēm (8000 stundas).
3. Kad to lietot: Pilns pārklājums, no mājas dārzkopības līdz komerciālām augu rūpnīcām
Dārzkopība mājās: mazām telpām, piemēram, balkoniem un palodzēm, iesakām mini LED gaismas sloksnes ar iebūvētiem-sarkanās un zilās gaismas mikroshēmām (jauda 10–30 W). Tos var darbināt no USB, un tiem ir laika slēdža funkcija. Piemēram, lietotne var ļaut mainīt noteikta zīmola produkta spektru reāllaikā, kas var atdarināt saules gaismas izmaiņas saullēktā un saulrietā un palīdzēt sulīgiem augiem augt labāk.
Papildu apgaismojums siltumnīcām: lielām siltumnīcām ir vajadzīgas lielas{0}}jaudas LED plakanas gaismas (200–500 W) kopā ar vides sensoriem, lai kontrolētu gaismas intensitāti, spektru un CO ₂ koncentrāciju. Piemēram, BOE Hefei Plant Factory izmanto pilna spektra LED sistēmu, kas ļauj izaudzēt 30 salātu kultūras gadā, kas ir piecas reizes vairāk nekā tradicionālā stādīšana.
Vertikālā lauksaimniecība: daudzslāņu kultivēšanas plauktiem ir vajadzīgas LED gaismas sloksnes ar zemu siltumu un augstu vienmērīgumu (jauda 50–100 W/metrs), un tajos tiek izmantota sānu emisijas tehnoloģija, lai panāktu gaismas sadalījuma vienmērīgumu vairāk nekā 90%. Piemēram, uzņēmums Šenžeņā ir izgatavojis elastīgu LED sloksni, kas var saliekties un pielāgoties kultivēšanas rāmja formai, kas ļauj labāk izmantot telpu par 40%.
