LED生長照明系統
31 March 2017, by Sally Drury
Sally Drury 說：「從『LED革命』中看到更多更新的照明產品進入市場，幫助種植者節約能源並提高效率。」
無論生產地點在哪裡，有綠能照明系統，一年四季都可以品嚐到美味番茄或黃瓜。
圖片：飛利浦照明股份有限公司
在過去幾年，LED 照明系統在園藝業方面取得了大幅的進步，但誰能預料世界各地都快速接受？Unigro 公司總經理 Keith Hamp 表示：「目前我們正在關注 LED 革命。」
這比傳統照明更具有高效的光源，並能發出較低的熱量。根據製造商，不同於在較冷的溫度下就失效、並會隨使用年限和環境發出不同光譜質量的日光燈，LED 照明提供穩定且壽命較長的光譜輸出。
在日光燈的光譜中，大部分綠光並不能全部被植物吸收，因此 LED 照明可以提供有針對性的、更有效的光譜輸出，同時保持日光燈光譜的關鍵要素，從而延續可互相比較的研究。
簡而言之，這意味著使用 LED 照明可以實現真正的節能。Hamp 補充說：「我們的 LED 控制和照明系統在照明和冷卻成本方面提供高達 50％ 的節能，同時創建和控制特定的增長環境，允許現有研究的複製。」
定制解決方案
Unigro 公司根據研究要求生產針對特定項目的定制解決方案。 該公司的 LED 控制和照明系統可以改造成任何現有的照明環境，並與所有當前的控制和管理系統接口。此外，這通常有資格獲得各種撥款計劃。
照明技術正在快速變化，不同的顏色配方，新產品每年都在上市，專門針對園藝市場，適用於觀賞和食用作物。Senmatic 公司總部設在丹麥 Sonderso，並開發了一個新的控制器。該公司生產兩種 LED 照明燈–FL100 和 FL300，可用於 Sunlight、Grow White 和 Grow Fixture 類型。 FL100 Grow LED 和 FL300 Grow White 頂燈在可見光譜的光合有效區域發光，適合大多數現代化的溫室。 他們的簡約設計使用標準連接技術使安裝變得容易，並給出最小的陰影足跡。 兩者均可用作常規高壓鈉燈（HPS）系統的替代品。
FL100 Grow 照明燈基於其基礎 FL300 照明燈，已被歐洲最大的花卉種植者之一測試。超過四個連續的增長季節，PKM 測試它產生超過 30 萬個花椒花，與傳統的高壓鈉燈（HPS）相比，該系統的電力節省了 53％，與新的 1,000W HPS 系統相比節省了 43％，獲得相同植物質量，並與新的 1,000W 高壓鈉燈（HPS）下生產的作物有相同的銷售價格。
在評估可能的 LED 解決方案時，重要的是要檢查兩個參數 - 燈具運行時 LED 的溫度和工廠的配電情況。FL300 Grow White 配備了專利的主動冷卻系統，可降低溫度，因此 LED 照明使用壽命長。FL100 Grow 和 FL300 Grow White 都設計有一個光學透鏡系統，使得傳統的安裝計劃類似於高壓鈉燈（HPS），在工廠級別具有均勻的分佈特性。
Senmatic 公司的最新開發是一個新的 LED 控制器，可以連接到任何一種氣候控制系統。這意味著如果種植者使用第三方氣候控制系統，Senmatic 公司的 LED 現在可以更好地控制。
Senmatic 公司的經理 Johnny Rasmussen 說：「我們知道 400-500nm 的藍光控制著莖的長度，但是還有許多其他的東西。 例如，羅勒，如果我們添加藍光，就可以有更強的風味。」
我們的燈具照明可以在光譜中進行控制。我們可以將燈具中 2％ 的藍光提升至 14％。有 14％ 的藍光，這代表有 86％ 的紅光留在 Grow 照明燈具。當我們向植物作物添加 14％ 的藍光時，植物的莖通常產生的節間較短，而且葉片結構也產生變化，變成更厚和更深的葉子，這是因為有更多的油進入植物。
他補充說：「我們都知道當植物已經達到開花的階段時，增加更多的紅光是很重要的，所以在這個階段，將藍光照射下來是正常的，但是對於每一種植物來說 ，都有一個用 LED 燈來處理植物的特殊方式，就像化肥一樣，每種類型都需要特殊的肥料。」
我們的燈具也可以根據您在一天中想要的特定小時數量進行上下調節，這是通過室外的光線傳感器進行控制、測量太陽，然後我們當然有一個量子傳感器測量 LED 燈，所有這一切都在節省大量的電力，並都由 LED 控制器控制。
最佳照明角度
除了顏色控制、設計和使用，我們也向前推進了垂直照明和工廠之間以及以上照明的積極趨勢。 45 年後，大部分生產專業照明，位於荷蘭 Naaldwijk 的 Lohuis 照明公司已經轉向 LED 照明生產，並開發了一種特殊的燈，用於蔬菜植物，如番茄和黃瓜。 該公司有兩個試點項目 – 在荷蘭 Noordhuys Tomatoes 公司的番茄和黃瓜種植者 Jan Reijm。
在 Jan Reijm 的生產基地，照明燈具長達 1 米，發出柔和的紅光，白天或黑夜幾乎看不到。 Lohuis 照明公司的銷售和產品經理 Rene Grootscholte 說：「這是遠紅光，以人類的肉眼很難看見。我們使用光作為曝光後，另一種曝光模式會發出紅藍光譜。
植物主要吸收約 1 米長特定植物部分的光，但實際上，水平照明照射植物，植物只有一條單條被照亮。 這不是增長潛力的最佳曝光。基於相信這個理念，Grootscholte 開發了 1 米長的垂直燈具，全面提供光線。
將這些固定裝置與其他裝置分開的另一點是，燈具有兩種顏色模式 - 一種提供紅藍色光，第二種提供遠紅光。Grootscholte 說：「把這兩個燈光模式一起打開是沒有意義的。從瓦赫寧根大學與研究所的測試中可以看出，這種情況顯而易見，只有一小時的時間才能使遠紅光進一步暴露在植物生長模式之下。」
在 Noofhuys Tomatoes，我們正在研究如何安裝照明，以 150 度的角度在兩側散開光線。在 Jan Reijm，540 平方米的黃瓜溫室裡，我們有一個不同的燈具，由於調整的形狀和不同的技術傳播光，讓將近 360 度周遭範圍都可散射到光。預計使用 mMols 會更有效率。黃瓜試驗的總暴曬量為每平方米 95.6 mMols。每 5 平方米需要 9 個照明燈具。 燈具在生長季節可以升高。
自十月以來，番茄的照明已經開始運作，黃瓜則從十二月開始。Jan Reijm 用新的照明設備生產的第一個黃瓜在二月中旬收穫，品質令人滿意。預計黃瓜成長量高，收穫將超過 300 條。
Grootscholte 說：「這個季節我們監控所有方面的條件，這將意味著向前邁進了一大步。即使現在有最好和最昂貴的 LED 照明可用，我們一樣可以設計一個燈具，10 年後將與高壓鈉燈（HPS）照明競爭。」
下一代產品
飛利浦照明公司的園藝 LED 照明解決方案部門在過去一年裡已經生產出三種新產品。其中兩個 - GreenPower LED 植物株間照明模組和 GreenPower LED 開花燈2.0 - 被描述為『下一代』產品。
無論生長地點為何，飛利浦 LED 植株間照明系統可用於全年生產、收穫新鮮和充滿風味的番茄或黃瓜。 飛利浦園藝 LED 解決方案公司行銷企畫人員 lvy de Haas 說：「在您的溫室工廠裡放置光源可以讓您實現最大的價值，並從生產中回收以及照明用電成本。」
交互式系統（The interlighting system）配有一個簡單的即插即用的連接器和幾根電纜和配件。只需一個電源連接即可連接多達 33 個株間照明模組，可節省時間、材料和安裝成本。該照明系統透過將增長刺激的光聚焦在作物最重要的部分而起作用，透過在正確的位置施加適當的光，從而提高了生產效率，達到光強能量每焦耳（J）3.0umol 。
照明燈具有兩種尺寸，2 米和 2.5 米，照明系統可依實際情況進行調整，讓每排植物從頭到尾皆能有均勻的光線分佈。
Flavourfresh Solfresh 公司集團和 APS Salads 公司除了使用飛利浦 GreenPower LED 頂光照明模組外，也有使用 LED 植株間照明模組來全年生產健康、美味的番茄。
在英國蘭開夏郡（Lancashire），Flavourfresh 公司生產了 Sweet Rosso、Piccolo、Santini 和 Tomkin 品種的番茄，並在荷蘭與種植者交流後，選擇使用 LED 植株間照明模組。
最大收益
隨著能源成本不斷的增加，重要的是如何選擇正確的光，以提高作物產量和每千瓦能量所能產生最大質量的收益。在 Landsdale 網站上，飛利浦 LED 合作夥伴 Agrolux 和 LS Systems UK 將 Philips GreenPower 植株間照明模組安裝兩排（提供 110umol / m2 / s）和 GreenPower 頂光模組（提供 112umol / m2 / s）。
植物生長有光和溫度的好處與植物上方的光譜若正確，意味著在兩天之後，植物會看起來更強壯、葉子更深、植物頂部的花含有更多紫色的花青素和更強的花軸。
Flavourfresh 公司生產經理 Andy Roe 說：「整個 LED 照明安裝後，讓種植者 100％ 可自行控制使用，溫室照明和增溫作業同時進行，以減少對通風的需求，且能將總能量需求降低 35％。Flavourfresh 公司預計使用該技術將產量提高至少 30％。
在英國懷特島（the Isle of Wight），APS Salads 公司是許多英國食品零售商的領先供應商。該公司的使命一直是以最環保的方式全年種植最優質、美味的番茄。憑著這一理念，APS Salads 透過混合 HPS 與 LED 照明系統進行試用。
冬天要在受保護的環境中生長，需要熱和光。APS Salads 集團開發總監 Phil Pearson 回憶說，採用混合 HPS 與 LED 照明系統，我們無法以合理的成本實現一致的作物，而且冬季也透過 HPS 照明產生過多的熱量。APS Salads 集團訪問飛利浦成長中心後，看到過去幾年 LED 發展的飛躍，在飛利浦商業夥伴劍橋大學的支持下，安裝了 100％ 的 LED 系統。
利用飛利浦燈光和雙排 LED 照明的組合，該設施現在可提供光強度 220umol / m2 / s。可以提升和降低照明系統，以滿足未來作物和不同品種的需要。皮爾森說：「我對這項技術大吃一驚！你幾乎可以看著植物，在你看著它們的時候成長！」
對於花
飛利浦 LED 花期燈是以一種節能的方式，在栽培切花、育苗床、多年生植物或草莓栽培上，進行日光的延長。第一代花期燈為能源有效提供了可靠的基準，在獨立研究中心 Hoogstraten 進行了試驗。新的和改進的花期燈提供最佳的光譜和高的光輸出。
除了促進作物，LED 開花燈還提供更高的能源效率。事實上，據說與白熾燈相比，能源使用量削減了 90％，節約了鹵素燈和緊湊型日光燈。有兩個版本可用於專門的燈光配方。一種為提供深红色和白色（DR / W）的组合，来抑制短日植物的開花，以證明在菊花中特別有效。
另外，深红色、白色和遠紅色（DR / W / FR）的组合適用於育苗床上和多年生植物的光週期照明。它可以延長一天或中斷夜間週期，以促進草莓莖的伸長和刺激開花。
顯然，LED 照明在英國和世界其他地區的園藝產生巨大的影響，但涉及開發產品的公司數量仍然相對較小。這是否意味著 LED 照明設備的價格將繼續保持高價？
也許不是。 Lohuis 照明業主 Anton Lohuis最後說了一句話：「我們已經達到了 LED 照明不需要比 HPS 照明更貴的臨界點。」
光顏色對於植物生長的功能
- 深紅光（DR）：對於光合作用，營養生長和刺激芽的發育是最有效的。
- 藍光（B）：對於增加茂密度和表皮組織硬化有好的影響。
- 白光（W）：用於工作燈/全光譜。
- 遠紅光（FR）：對於植物繁殖功能，花芽形成和生根有好的影響。
動態模組
飛利浦照明公司的全新產品是動態 LED 照明生產模組。它允許種植者自行創建可以動態調整的光配方，以在白天或成長過程中給予正確的光強度和色譜。可以通過調整每個模組中的四種顏色 - 深紅色、藍色、白色和遠紅色來創建無限光譜配方。
動態模組可用在一年中不斷變化的作物種類、調查不同光配方的效果，或用作收穫前處理，提高效率和靈活性。
它是理想的研究設施，希望加深種植者對它們的知識，關於光和光配方對作物生長的影響，以及想要改善和擴大生產高莖作物與作物需要適應範圍的光強度。
Plessey Hyperion生長燈
由 Plessey 公司今年推出的 Hyperion 系列大功率園藝 LED 生長燈，旨在為溫室提供補充照明。
據說 Hyperion 1000 和 1600 單位，透過提高生產率得到更高的收益，同時與同等的 600W 和 1000W 鈉生長燈相比，可以增加節能 40％。
Growstack
Hortisystem UK 公司一直在提供、銷售照明用品超過 25 年，今年決定提供 Growstack。專為研究和成長試驗而設計，能夠同時支持四個生長水平。
LED 照明盒採用 Valoya LED 技術，可以以各種間距位於基座上。生長盤可單獨插入或直接插入光帶以適合植物高度。隨著植物高度的增加，燈盒可以自在調整高度以配合植株高度。透過 LED 照明盒單元頂部的觸摸屏進行控制，每個級別都有個別的生長期間。