光源植物传统LED光源在农业照明领域的市场潜力

LED光源在农业照明领域的市场潜力

时间:2011年11月21日
(1)庞大的农业照明需求。以温室补光为例,补光设施是现代玻璃温室的基本必备组成,目前中国有玻璃温室0.35万公顷,而整个世界的玻璃温室总面积则达到了4.9万公顷,若考虑到世界上 电流门限电源凌力尔特推出1.5A 负低压差线性稳压器 LT3015青岛专业人才物联网人才培养“雾里看花”面临“三无”现实CP45FV的固定相机的像素量产工艺可编程0.18微米BCD工艺在华虹NEC进入量产王志东:新浪之殇批评新闻线索邮箱Summit Micro推出多输出可编程电源管理IC美元通信平板高通将以35亿美元收购Atheros通信AMD表示拟将Fusion芯片推向平板电脑市场反核有助太阳能发展? 关键仍在补贴政策
(1)庞大的农业照明需求。以温室补光为例,补光设施是现代玻璃温室的基本必备组成,目前中国有玻璃温室0.35万公顷,而整个世界的玻璃温室总面积则达到了4.9万公顷,若考虑到世界上总面积达到283万公顷的塑料温室大棚,则温室补光的市场需求将更庞大。电光源也是组培育苗的必需品和易耗品,所以,LED组培专用光源具有广阔持久的消费市场。我国是全球工厂化植物组培育苗的生产基地和出口基地,也是全球最大的组培苗消费市场。自上世纪90年代中期以来,中国大陆承接了全球工厂化组培育苗的产业转移,现在这一产业转移过程已经完成。据农业部统计,截止2007年底,年产量大于1000万株的组培企业,全国有300多家,植物组培的总面积在2000万平方米以上,年产值200亿元左右。另外,植物工厂特别是人工光植物工厂对LED光源也有巨大的需求。目前,商业化的植物工厂主要分布于日本,其总数达到了50家,其中35家是完全采用人工光照明,随着植物工厂技术的日益成熟,植物工厂应用也必将是LED应用的一个重要市场。

除了光合照明之外,LED在农业领域其它方面也存在着很大的应用空间,如对于农业害虫的物理防治来说,可以采用特定波长的LED光源,引诱并灭杀害虫,减少农药施用量,做到安全绿色生产;对于动物养殖来说,可以根据不同的养殖目的(如产肉、产蛋、产奶等),采用特定波长的LED实施光照促进动物生产率,减少饲料添加剂及激素的使用,实现高效绿色生产;对于海洋捕捞来说,可以应用特定波长的LED光源,进行海产品的诱导,提高捕捞量;对于微生物来说,可以采用促进有益微生物繁殖增殖的特定波长的LED实施光照,实现高效率、密集产量的微生物反应过程。相比起来,传统的光源很难或者不能胜任这些特殊应用的要求,因此充分开拓LED在这些领域的应用,也将给LED的农业领域应用带来相当大的市场需求。

(2)相比传统光源LED在农业照明领域优势明显。LED具有光效高、发热低、体积小、寿命长等诸多优点。在农业照明领域,相比传统光源,其优势更突出体现在:

a.生物能效高。研究表明,植物光合作用主要是利用波长为610~720nm(波峰为660nm)的红橙光,吸收的光能约占其生理辐射的55%左右;其次是波长为400~510nm(波峰为450nm)的蓝紫光,吸收的光能约占其生理辐射的8%左右。而传统光源的辐射光谱中除了红蓝光之外,往往还存在着大量的绿光及红外光成分,这些光谱成分对植物光合作用的效益不大;另一方面,传统光源的辐射光谱对植物需求而言往往不平衡,譬如荧光灯就存在着蓝光成分过多的问题,这些都降低了植物对传统光源辐射能量的利用率。相比之下,利用LED作为植物光源,则可以控制其辐射光谱全部为红蓝光波段,而且可以根据不同植物的不同需求精确调整其红蓝光质比,使其辐射能量可完全为植物吸收利用,相比传统光源,大大提高了其生物能效。

b.可大大提高植物栽培密度。一方面,由于LED光源紧凑,相比传统光源其体积大大减小;另一方面,由于传统光源会辐射大量的热量到植物表面,因此在使用其作为植物补光光源时,必须保持其与植物表明有一定的间隔,譬如高压钠灯在使用时,一般要求其至少与植物间隔1m,而LED属于冷光源,其辐射光谱对植物的热效应远远小于传统光源,即使近距离照射也不会造成植物灼伤,因此可实现对植物的近距离照射,这样,在植物工厂或组培中就可以大大缩短栽培层架之间的距离,提高空间利用效率,大大提高植物的单位空间栽培密度。

c.LED农业照明应用产生的节能效果显著。照明是设施农业生产中主要能耗去向之一。据统计,在荧光灯组培生产中,照明能耗占运行能耗的30%~40%,而在荧光灯植物苗工厂中,这一份额更是高达82%。利用LED替代传统的照明光源可以大大减少这些农业生产的照明能耗。如荷兰在温室中利用LED的补光实验表明,与传统的高压钠灯和金属卤素灯等相比LED可节能50%~80%;在植物工厂里,使用传统光源每平方米需要配备0.5千瓦的光源,而LED仅需要0.27千瓦,这样就可以使耗电量下降约一半。在组培领域,全国组培总面积在2000万m2以上,如果一年按组培每天的光照时间为16h/d,每年300天的生产日计算,则由荧光灯引起的年耗电总量在1075亿kW·h以上;采用LED后,其年耗电总量在518亿kW·h左右,年节电总量在560亿kW·h以上,节能效果显著。

LED被认为是21世界农业领域最有前途的人工光源,对解决环境污染,提高空间利用率,减少温室效应都具有十分重要的意义,所以加快LED节能光源在农业领域的推广应用步伐也备受关注。

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