一, Regulácia kvality svetla: zisťovanie toho, ako sa rastliny medzi sebou „rozprávajú“ prostredníctvom fotosyntézy
Rastliny absorbujú svetlo veľmi selektívne a ich fotosyntetický pigmentový systém funguje ako veľmi presný spektrometer. Chlorofyl a/b absorbuje svetlo pri 660 nm červené a 450 nm modré, zatiaľ čo karotenoidy pomáhajú s absorpciou pri 480 nm modré. Technológia LED dokáže presne uspokojiť potreby rastlín vďaka svojej prirodzenej spektrálnej selektivite.
1. Biologické účinky rôznych druhov svetla
Empirický výskum Mitsubishi Chemical v Japonsku ukazuje, že použitie svetelného zdroja LED obsahujúceho 660nm červené svetlo a 450nm modré svetlo môže zvýšiť fotosyntetickú účinnosť šalátu o 37% v porovnaní s konvenčnými žiarivkami a zároveň zvýšiť obsah vitamínu C o 22%. Výskum NASA, ktorý pestuje rastliny vo vesmíre, ukázal, že určitá kombinácia červeného a modrého svetla môže zvýšiť hustotu prieduchov nechtíka o 40 %, vďaka čomu je transpirácia oveľa efektívnejšia. Táto technika kontroly kvality svetla viedla k myšlienke „svetlého vzorca“, ktorý vám umožňuje meniť kombinácie spektra na základe typu plodiny a jej štádia rastu. Napríklad počas fázy nutričného rastu paradajok sa na pomoc pri raste stoniek a listov používa spektrum so 60 % modrého svetla. Počas reprodukčného štádia rastu sa využíva spektrum so 70 % červeného svetla, ktoré pomáha rastlinám kvitnúť a prinášať ovocie, čo vedie k úrode viac ako 40 kilogramov na rastlinu každý rok.
2. Technika kontroly kvality dynamického svetla
Internet vecí riadi dynamický systém osvetlenia na vertikálnej farme v Shenzhene, ktorý mení jas svetiel na základe údajov o počasí v reálnom{0}}čase. Vo vlhkom počasí by sa hodnota PPFD (hustota toku fotosyntetických fotónov) mala automaticky zvýšiť, aby sa zabezpečilo, že plodiny sa budú rovnomerne rozvíjať. Čínska akadémia poľnohospodárskych vied prišla s technikou „svetlom riadeného trpaslíka“, ktorá využíva pulzné modré svetlo na zníženie výšky rastlín jahôd o 35 % a zvýšenie produkcie ovocia o 25 %. Toto je zelený spôsob pestovania rastlín v budove.
2, Revolúcia v oblasti energetickej účinnosti: Od solárneho tepelného odpadu po presné dodávky
Vysoko-sodíkové výbojky premenia iba 12 % elektrickej energie na fotosynteticky aktívne žiarenie, zatiaľ čo halogenidové výbojky vyžarujú veľa ďalekého-infračerveného žiarenia, ktoré spaľuje rastliny. Vývoj LED technológie urobil veľký rozdiel v tom, ako dobre vieme využiť svetelnú energiu.
1. Veľký krok vpred v tom, ako dobre funguje fotoelektrická konverzia
Séria LED GreenPower od spoločnosti Philips Lighting ponúka účinnosť toku fotónov 2,8 μmol/J, čo je o 233 % viac ako u vysokotlakových sodíkových výbojok-. Inštitút polovodičov pri Čínskej akadémii vied vytvoril tmavočervený LED čip, ktorý má externú kvantovú účinnosť viac ako 85 %. To znižuje náklady na energiu pre rastlinný priemysel na 0,15 juanu na kilogram produktu. Táto revolúcia v oblasti energetickej efektívnosti priamo pomáha výrobe rastlín stať sa ekonomicky životaschopnejšou. Napríklad vertikálna farma v Shenzhene, ktorá využívala inteligentný systém stmievania LED, produkovala 20-krát viac plodín na meter štvorcový ako pestovanie na otvorenom poli. Tiež spotreboval iba jednu{11}}pätinu vody a elektriny.
2. Inteligentný riadiaci systém pre prostredie osvetlenia
Moderné továrne na výrobu LED využívajú siete senzorov na sledovanie vecí, ako je intenzita svetla, spektrálna distribúcia a obsah CO₂ v reálnom čase. Potom pomocou algoritmov strojového učenia menia svoju stratégiu osvetlenia za chodu. Napríklad, ak je teplota lístia príliš vysoká, systém automaticky zníži množstvo červeného svetla a zvýši množstvo ďaleko červeného svetla. Tým sa otvoria prieduchy a rastlina sa ochladí zvýšením transpirácie. Táto technológia riadenia s uzavretým{4}}cyklom udržiava prostredie pre rast rastlín stabilné 99,7 % času, čo je trikrát lepšie ako v typických skleníkoch.
