1. Spectral Matching: "Kód vnímania farieb" rastlinnej fotosyntézy
Chlorofyl a karotenoidy sú hlavnými časťami fotosyntézy rastlín. Absorbujú určité vlnové dĺžky svetla. Štúdie preukázali, že chlorofyl a/b má optimálnu absorpčnú účinnosť v spektre červeného svetla (620-}680nm) a modrého svetla (430-460nm), zatiaľ čo karotenoidy zvyšujú absorpciu modrofialového svetla (400-500nm). Profesionálne LED lampy na rast rastlín využívajú veľmi špecifickú zmes červených (660nm) a modrých (460nm) čipov na sústredenie energie na oblasť rastlín, kde absorbujú najviac svetla. Tieto žiarovky spotrebujú 8 až 10-krát viac svetelnej energie ako žiarovky.
Na druhej strane existujú veľké zmeny v obsahu spektra bežných LED svetiel:
Biela LED: Vytvára spojité spektrum premenou modrého svetla na fluorescenčný prášok. Časť s červeným svetlom však nie je dostatočne silná a pre zelené svetlo existuje „odpadová zóna“ medzi 550 a 580 nm (miera absorpcie chlorofylu pod 10 %).
Monochromatická LED: Teplé biele svetlo (2700 K) má viac červeného svetla, ale nie je dostatok modrého svetla, zatiaľ čo studené biele svetlo (6500 K) má veľa modrého svetla, ale málo červeného svetla. Ani jedno z týchto svetiel nedokáže pokryť potreby celého cyklu rastlín.
Experimentálne údaje naznačujú, že šalát pestovaný pod profesionálnymi LED svetlami na rast rastlín vykazuje 18% zvýšenie obsahu chlorofylu v porovnaní so skupinou s prirodzeným svetlom, ale skupina so štandardným LED svetlom vykazuje iba 5% nárast. To znamená, že porovnávanie spektra má priamy vplyv na to, ako dobre sa vytvárajú fotosyntetické produkty.
2. Intenzita svetla a fotoperióda: „hodiny rastu“, ktoré sa časom menia
Rast rastlín by mal byť založený na myšlienke, že intenzita svetla a fotoperióda spolupracujú na vzájomnej kontrole. Používanie profesionálnych LED svetiel na rast rastlín má tri hlavné výhody:
Intenzitu svetla je možné meniť: možno ju meniť od 200 do 1000 μmol/m 2/s, čo vyhovuje potrebám sadeníc (150–200 μmol/m 2/s) a plodov (600–800 μmol/m 2/s).
Presná kontrola fotoperiódy: Využitím časovača na vytvorenie 16 hodín svetla a 8 hodín tmy podporuje kvitnutie rastlín paradajky tým, že im dáva rovnaké množstvo slnečného svetla.
Priestorová rovnomernosť: Difúzna doska alebo hranolová štruktúra udržiava rozdiel v PPFD (hustota fotosyntetického toku fotónov) na osvetlenom povrchu v rozmedzí ± 15 %.
V tomto aspekte majú bežné LED svetlá jasné limity:
Útlm intenzity svetla: Napríklad PPFD 5W LED žiarovky je len 80 μmol/m²/s pri vzdialenosti 30 cm, čo je pre rastliny počas fázy plodenia málo.
Nebezpečenstvo úniku tepla: Telo lampy sa môže po 4 hodinách nepretržitého používania zahriať až na 65 stupňov, čo by mohlo spáliť listy rastlín.
Fotoperióda, ktorá je mimo kontroly: Bez funkcie časovania sa cirkadiánny cyklus rastliny naruší, čo spôsobí „fotoinhibíciu“.
3, Energetická účinnosť a životnosť: dlhodobé-využitie peňazí
Pri pohľade na náklady životného cyklu (LCC) majú profesionálne LED svetlá na rast rastlín veľa výhod:
Pomer energetickej účinnosti: Profesionálny produkt PPE (fotosyntetická fotónová účinnosť) je 2,8 μmol/J, čo je 2,3-krát lepšie ako vysoko-tlakové sodíkové výbojky (1,2 μmol/J). Ak zasadíte 1 000 W, môžete ušetriť 4 200 kWh elektriny každý rok.
Životný cyklus: Profesionálna LED gulička L70 vydrží 50 000 hodín alebo 8,5 roka nepretržitého používania na základe 16 hodín používania každý deň. Bežné LED svetlá vydržia iba 25 000 hodín.
Náklady na údržbu: Profesionálny tovar má úroveň ochrany IP65 a každý rok zlyhá v menej ako 0,3 % prípadov. Vo vlhkých situáciách môžu bežné LED svetlá zlyhať až v 5% prípadov každý rok.
4. Ďalšia možnosť: Stratégia optimalizácie v situáciách s nízkymi{1}nákladmi
Pre ľudí, ktorí používajú svoje domovy a nemajú veľa peňazí, môžu nasledujúce možnosti pomôcť priblížiť sa k požadovaným výsledkom:
Použitím kombinácie „červeného modrého svetla 1:1“ 660nm červenej LED a 460nm modrej LED sa náklady znížia o 40 % v porovnaní s profesionálnymi žiarovkami.
Metóda korekcie intenzity svetla: Celkový svetelný tok môžete zvýšiť pridaním ďalších lámp. Namiesto jednej 40W profesionálnej lampy môžete použiť napríklad štyri 10W LED lampy.
Metóda optimalizácie času: Zvýšte čas, počas ktorého je svetlo zapnuté, na 18 hodín denne, aby ste nahradili skutočnosť, že nie je dostatočne jasné.
Prípadová štúdia vertikálnej farmy v istej rodine ukazuje, že použitie kombinácie „3 červených a 1 modrej“ LED a 18 hodín svetla môže skrátiť rastový cyklus šalátu o 25 % v porovnaní so skupinou s prirodzeným svetlom. Môže tiež zvýšiť výnos o 15%, ale spotrebuje o 30% viac energie.
