| LED光源在农业照明领域的市场潜力 | |
2011-02-22 10:00:40 《半导体照明》杂志 中国半导体照明网 中国农业科学院 设施农业研究中心 行业:其它 浏览 | |
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(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。（未完，全文请查看《半导体照明》杂志2011年1月刊 编辑：maysoong） | |