一 Регулювання якості світла: з’ясування того, як рослини «розмовляють» одна з одною за допомогою фотосинтезу
Рослини поглинають світло дуже вибірково, і їх фотосинтетична пігментна система працює як дуже точний спектрометр. Хлорофіл a/b поглинає світло при 660 нм червоного та 450 нм синього кольорів, тоді як каротиноїди допомагають поглинати світло при 480 нм синього. Світлодіодна технологія може точно задовольнити потреби рослин завдяки своїй природній спектральній вибірковості.
1. Біологічна дія різних видів світла
Емпіричне дослідження Mitsubishi Chemical в Японії демонструє, що використання світлодіодного джерела світла, що складається з 660 нм червоного світла та 450 нм синього світла, може підвищити ефективність фотосинтезу салату на 37% порівняно зі звичайними люмінесцентними лампами, а також збільшити вміст вітаміну С на 22%. Дослідження NASA з вирощування рослин у космосі показали, що певна суміш червоного та синього світла може збільшити щільність устьиків чорнобривців на 40%, що робить транспірацію набагато ефективнішою. Ця техніка контролю якості світла привела до ідеї «формули світла», яка дозволяє змінювати комбінації спектру залежно від типу культури та стадії її росту. Наприклад, під час поживної стадії росту помідорів спектр з 60% синього світла використовується, щоб допомогти стеблам і листям рости. На стадії репродуктивного росту використовується спектр із 70% червоного світла, щоб допомогти рослинам цвісти та плодоносити, що призводить до врожайності понад 40 кілограмів з рослини щороку.
2. Методика контролю якості динамічного світла
Інтернет речей керує системою динамічного освітлення на вертикальній фермі в Шеньчжені, яка змінює яскравість світла на основі-даних погоди в реальному часі. У вологу погоду значення PPFD (щільність потоку фотосинтетичних фотонів) повинно автоматично підвищуватися, щоб забезпечити стабільний розвиток культур. Китайська академія сільськогосподарських наук запропонувала техніку «заниження світла», яка використовує імпульсне синє світло, щоб зменшити висоту рослин полуниці на 35% і збільшити врожайність плодів на 25%. Це екологічний спосіб вирощування рослин у будівлі.
2, Революція енергоефективності: від сонячних теплових відходів до точного постачання
Натрієві-лампи високого тиску перетворюють лише 12% електричної енергії на фотосинтетично активне випромінювання, тоді як металогалогенні лампи створюють багато-інфрачервоного випромінювання, яке викликає опіки рослин. Розвиток світлодіодних технологій значно змінив те, наскільки добре ми можемо використовувати світлову енергію.
1. Великий крок вперед у тому, наскільки добре працює фотоелектричне перетворення
Світлодіод серії GreenPower від Philips Lighting забезпечує ефективність потоку фотонів 2,8 мкмоль/Дж, що на 233% вище, ніж у натрієвих ламп високого{2}}тиску. Інститут напівпровідників Академії наук Китаю створив темно-червоний світлодіодний чіп із зовнішньою квантовою ефективністю понад 85%. Це знижує вартість енергії для рослинництва до 0,15 юаня за кілограм продукції. Ця революція енергоефективності безпосередньо допомагає заводському виробництву стати більш економічно життєздатним. Наприклад, вертикальна ферма в Шеньчжені, яка використовувала інтелектуальну світлодіодну систему затемнення, виробляла в 20 разів більше врожаю на квадратний метр, ніж вирощування у відкритому полі. Він також використовував лише одну{11}}п’яту води та електроенергії.
2. Розумна система керування освітленням
Сучасні світлодіодні заводи використовують мережі датчиків, щоб стежити за такими речами, як інтенсивність світла, спектральний розподіл і вміст CO₂ у режимі реального часу. Потім вони використовують алгоритми машинного навчання, щоб змінювати свою стратегію освітлення на льоту. Наприклад, якщо температура листя надто висока, система автоматично зменшить кількість червоного світла та збільшить кількість далекого червоного світла. Це відкриє продихи та охолодить рослину за рахунок посилення транспірації. Ця технологія керування замкнутим -циклом підтримує стабільність середовища росту рослин 99,7% часу, що втричі краще, ніж у звичайних теплицях.
