การแข่งขันด้านแสงไฟสำหรับพืช: แสงไฟ LED "ม้ามืด" สร้างความฮือฮา

ในระบบการผลิตพืชสมัยใหม่ แสงสว่างเทียมได้กลายเป็นวิธีการสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต การใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นมิตรกับธรรมชาติ สามารถแก้ไขข้อจำกัดของสภาพแวดล้อมที่มืดเกินไปต่อกิจกรรมการผลิตทางการเกษตร ส่งเสริมการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช และบรรลุเป้าหมายในการเพิ่มผลผลิต ประสิทธิภาพสูง คุณภาพสูง ต้านทานโรค และปราศจากมลพิษ ดังนั้น การพัฒนาและการออกแบบแหล่งกำเนิดแสง LED สำหรับการให้แสงสว่างแก่พืชจึงเป็นหัวข้อสำคัญของการเพาะปลูกพืชด้วยแสงเทียม

● แหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั้นควบคุมได้ไม่ดี ไม่สามารถปรับคุณภาพแสง ความเข้มแสง และรอบแสงให้เหมาะสมกับความต้องการของพืชได้ และยากที่จะตอบสนองแนวคิดการให้แสงเพื่อปลูกพืชในทางปฏิบัติและแนวคิดการรักษาสิ่งแวดล้อมด้วยการให้แสงตามความต้องการ ด้วยการพัฒนาโรงงานควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีความแม่นยำสูงและการพัฒนาอย่างรวดเร็วของไดโอดเปล่งแสง (LED) ทำให้การควบคุมสภาพแวดล้อมด้วยแสงประดิษฐ์สามารถนำไปใช้ได้จริงมากขึ้น

● แหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิมสำหรับการให้แสงสว่างเทียมมักจะเป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดเมทัลฮาไลด์ หลอดโซเดียมความดันสูง และหลอดไส้ ข้อเสียของแหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้คือการใช้พลังงานสูงและค่าใช้จ่ายในการใช้งานสูง ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กโทรออปติก การกำเนิดของไดโอดเปล่งแสงสีแดง สีน้ำเงิน และสีแดงเข้มที่มีความสว่างสูง ทำให้สามารถนำแหล่งกำเนิดแสงเทียมที่ใช้พลังงานต่ำมาใช้ในด้านการเกษตรได้

หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์

● สามารถควบคุมสเปกตรัมการเรืองแสงได้ค่อนข้างง่ายโดยการเปลี่ยนสูตรและความหนาของสารเรืองแสง

● สเปกตรัมการเปล่งแสงของหลอดฟลูออเรสเซนต์สำหรับการเจริญเติบโตของพืชจะกระจุกตัวอยู่ในช่วง 400-500 นาโนเมตร และ 600-700 นาโนเมตร

● ความเข้มของแสงมีจำกัด และโดยทั่วไปจะใช้ในงานที่ต้องการความเข้มของแสงต่ำและความสม่ำเสมอสูง เช่น ชั้นวางหลายชั้นสำหรับการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

เอชพีเอส

● ด้วยประสิทธิภาพสูงและฟลักซ์แสงสูง จึงเป็นแหล่งกำเนิดแสงหลักในการผลิตพืชในโรงงานขนาดใหญ่ และมักใช้เพื่อเสริมแสงในการสังเคราะห์แสง

● สัดส่วนของรังสีอินฟราเรดมีมาก และอุณหภูมิพื้นผิวของหลอดไฟอยู่ที่ 150-200 องศาเซลเซียส ซึ่งสามารถส่องสว่างพืชได้จากระยะไกลเท่านั้น และมีการสูญเสียพลังงานแสงอย่างมาก

หลอดไฟเมทัลฮาไลด์

● ชื่อเต็มคือหลอดไฟเมทัลฮาไลด์ แบ่งออกเป็นหลอดไฟเมทัลฮาไลด์ควอตซ์และหลอดไฟเมทัลฮาไลด์เซรามิก ซึ่งแตกต่างกันที่วัสดุของหลอดอาร์ค

● ช่วงความยาวคลื่นสเปกตรัมที่หลากหลาย การกำหนดค่าประเภทสเปกตรัมที่ยืดหยุ่น

● หลอดไฟควอตซ์เมทัลฮาไลด์มีส่วนประกอบของแสงสีฟ้าจำนวนมาก ซึ่งเหมาะสมสำหรับการสร้างรูปแบบแสง และใช้ในระยะการเจริญเติบโตของพืช (ตั้งแต่การงอกจนถึงการพัฒนาใบ)

หลอดไฟไส้

● สเปกตรัมมีความต่อเนื่อง โดยที่สัดส่วนของแสงสีแดงสูงกว่าแสงสีฟ้ามาก ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตแทรกซ้อนได้

● ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าต่ำมาก และมีการแผ่ความร้อนสูง ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการให้แสงสว่างแก่พืช

● อัตราส่วนของแสงสีแดงต่อแสงสีแดงไกลต่ำ ปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมการก่อตัวของรูปร่างแสง นำไปประยุกต์ใช้ในช่วงออกดอกและสามารถปรับช่วงเวลาการออกดอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หลอดปล่อยประจุแก๊สแบบไร้ขั้วไฟฟ้า

หลอดไฟที่ไม่มีขั้วไฟฟ้าจึงมีอายุการใช้งานยาวนาน

● หลอดไฟซัลเฟอร์ไมโครเวฟบรรจุด้วยธาตุโลหะ เช่น ซัลเฟอร์ และก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน โดยมีสเปกตรัมต่อเนื่องคล้ายกับแสงแดด

● สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการส่องสว่างและความเข้มของแสงได้โดยการเปลี่ยนวัสดุตัวเติม

● ความท้าทายหลักของหลอดไฟซัลเฟอร์ไมโครเวฟอยู่ที่ต้นทุนการผลิตและอายุการใช้งานของแมกเนตรอน

ไฟ LED

● แหล่งกำเนิดแสงส่วนใหญ่ประกอบด้วยแสงสีแดงและสีน้ำเงิน ซึ่งเป็นความยาวคลื่นแสงที่พืชไวต่อแสงมากที่สุด ทำให้พืชสามารถสังเคราะห์แสงได้ดีที่สุดและช่วยลดระยะเวลาการเจริญเติบโตของพืช

● เมื่อเปรียบเทียบกับโคมไฟสำหรับปลูกพืชชนิดอื่นๆ แสงจากโคมไฟนี้จะนุ่มนวลกว่าและจะไม่ทำให้ต้นกล้าไหม้

● เมื่อเทียบกับหลอดไฟสำหรับปลูกพืชชนิดอื่นๆ สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ 10%~20%

● โดยส่วนใหญ่ใช้ในระยะใกล้และในสภาพแสงน้อย เช่น ชั้นวางเพาะพันธุ์แบบหลายชั้น

● การวิจัยเกี่ยวกับ LED ที่ใช้ในด้านการให้แสงสว่างแก่พืช ครอบคลุม 4 ด้านดังต่อไปนี้:

● ไฟ LED ใช้เป็นแหล่งแสงเสริมสำหรับการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช

● LED ถูกนำมาใช้เป็นแสงเหนี่ยวนำสำหรับช่วงเวลาการรับแสงและสัณฐานวิทยาของพืช

● ไฟ LED ถูกนำมาใช้ในระบบช่วยชีวิตเชิงนิเวศน์ในอวกาศ

● โคมไฟ LED กำจัดแมลง

ในด้านการให้แสงสว่างแก่พืช แสงไฟ LED ได้กลายเป็น "ม้ามืด" ด้วยข้อดีมากมาย ทั้งช่วยในการสังเคราะห์แสงของพืช ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช ลดระยะเวลาในการออกดอกและติดผล และเพิ่มผลผลิต ในยุคสมัยใหม่นี้ แสงไฟ LED จึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ขาดไม่ได้สำหรับพืชผลทางการเกษตร

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