国星光电李宏浩:LED植物照明应用深度解读

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目前,市场上主要存在四大类植物照明光源:LED灯、荧光灯、高压钠灯、白炽灯及卤灯。相较于传统植物照明灯具,LED植物照明灯具除了节能环保、整体发热小、可靠性能高等特点外,还具有光谱、光量、光质、光方向可调整,允许提高单位面积栽培量等优势。另外LED波长范围广【UVC(约250nm)到红外线(约1000nm)】,并且波长半波峰窄。

目前全球植物灯市场上除中国大陆地区之外,应用最为成熟的地区为:北美、欧洲和日本地区,从数据统计显示美国和日本地区的知名制造厂家分别占比是37%和23%,是植物灯应用市场最为活跃的地区。我国LED植物照明生产企业主要分布区域为珠三角地区占比60%,长三角地区21%,环渤海地区为12%。

国内LED植物照明产业状况

由于LED植物灯在我国尚处于起步阶段,还存在较多问题。在产品方面,还拥有着生产设计不规范、缺乏统一的产品标准、销售光谱缺乏实际验证等问题;在实践应用方面,存在成本较高、光穿透能力不强等问题。LED植物照明灯存在较多问题,使得LED植物照明市场拓展速度较为缓慢。

我国是农业大国,农业生产用品需求较大,LED植物照明灯能够在农业育苗中起到关键性作用,同时有具有节能环保的好处,未来发展空间较为广阔。LED植物照明代表着未来农业光照的发展方向,已经得到各部门的大力支持,随着LED植物照明灯技术的完善,市场潜在需求得到释放,行业将进入快速发展阶段。

植物照明技术研究现状

报告中详细分享了多种植物照明LED光源形式,包括中小功率光源、分立式大功率光源、COB光源等。

其中,中小功率光源封装技术成熟,产业化程度高,成本优势大;波长和光谱范围广,无论光源和植物照明灯具可调整性大,可以自由搭配数量和颜色,自由调整光谱。PPF和能量密度低。适合多层次垂直农场使用。

分立式大功率光源使用功率大,高PPF和高能量密度;热电分离,散热性能好,工作稳定;可实现多种出光角度。成本高,大功率使用时光源温度高,需要良好的散热,加大灯具成本。

高PPE产品应用,适合应用于温室栽植。

COB光源光线分布均匀,节省光源的一次封装成本、光引擎模组制作成本,植物照明灯具厂的安装生产简单和方便。光源的串并方式固定,不如分立式光源那样可以自由搭配数量和颜色,自由调整光谱;封装体积大,灯具尺寸限制。高PPF产品应用,可以穿透大型植物,顶部补光。

植物照明LED光谱方面,有多种方案,涉及多种单色光组合方案、蓝光芯片激发荧光粉方案、全光谱方案等。

多种单色光组合方案,以对植物光合作用最有效蓝红光为主,加对植物开花诱导、促进叶片生长的远红光,再加绿光及UVA,这几种光谱依照植物的不同需求而组合出最适宜的光谱。成本高,并非适用于任何植物的生长。

蓝光芯片激发荧光粉方案,依照植物的不同需求,利用不同激发波长的荧光粉,得到不同波段的光能量,成本较单色光组合方案低很多。PPF和能量密度低。

全光谱方案,实现植物需求的可见光全光谱(400-700nm)全覆盖,适用于所有植物,成本较单色光组合方案低。PPF和能量密度低,紫光激发全光谱成本高。

以白光为主,加上660nm的红光组合方案,来提高光谱的有效性,比较经济实用;可根据植物不同种类和生长阶段添加远红光、UVA 。

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