हाल के वर्षों में, एलईडी ग्रो लाइट्स की तकनीक तेजी से विकसित हुई है, विशेष रूप से ग्रीनहाउस की खेती के क्षेत्र में . सोडियम लैंप को बदलने के लिए एलईडी प्लांट लाइट्स की क्षमता उद्योग में चर्चा का एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है, जो अतीत में उद्योग में . में चर्चा का एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है, कई उद्योग प्रैक्टिशनर्स ने आमतौर पर माना था कि फ़ोटो -सिंथेटिक फोटॉन कींसी (क्वांटम इफर्मेशन, क्वांटम इफर्मेशन, क्यूई), इसका बाजार प्रतिस्थापन . आएगा, हालांकि, प्रौद्योगिकी के गहन अन्वेषण के साथ, क्यूई द्वारा प्रकाश स्रोतों के प्रदर्शन को मापने का विचार धीरे-धीरे एकतरफा . माना जाता है।
क्वांटम दक्षता (क्यूई) और पीपीई के बीच परिभाषा और अंतर
क्वांटम दक्षता QE प्रकाश स्रोतों के प्रदर्शन को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है . यह इंगित करता है कि μmol/j {{1} की इकाइयों में, विद्युत ऊर्जा इनपुट के प्रति वाट के अनुसार प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स (पीपीएफ) कितना उत्पन्न किया जा सकता है: सूत्र निम्नानुसार है:
Qe=ppf/पावर
पीपीएफ (प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स) प्रकाश स्रोत द्वारा प्रति सेकंड उत्सर्जित फोटॉन की संख्या को इंगित करता है, प्लांट लैंप मापदंडों के लिए μmol/s . की इकाइयों में, QE PPE (प्रकाश संश्लेषक फोटॉन प्रभावकारिता) के बराबर है, लेकिन बायो-ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी के व्यापक अर्थ में, 300-800 nm .
बायो-ऑप्टिक्स का अनुप्रयोग पौधे के प्रकाश संश्लेषण तक सीमित नहीं है, बल्कि पोल्ट्री फार्मिंग, एक्वाकल्चर, स्किन केयर, ह्यूमन आई हेल्थ और फोटॉन मेडिसिन . को शामिल करता है, इन क्षेत्रों में प्रकाश स्रोत की तरंग दैर्ध्य की प्रतिक्रिया पर अलग-अलग ध्यान केंद्रित होता है, इसलिए एक सार्वभौमिक क्यूई परिभाषा का उपयोग करना प्रकाश स्रोत का, जबकि क्यूई फोटॉन दक्षता में अंतर को पूरी तरह से प्रतिबिंबित कर सकता है .
एलईडी और एचपीएस लैंप के वर्तमान क्वांटम दक्षता स्तर
आधुनिक एलईडी पैकेजिंग तकनीक पहले से ही निम्नलिखित क्वांटम दक्षता स्तरों को प्राप्त कर सकती है:
· नीली रोशनी: QE> 2.0 μmol/j
· लाल बत्ती: qe> 3.5 μmol/j
· आमतौर पर एलईडी ग्रो लाइट: क्यूई रेंज 1.8 μmol/j ~ 3.3 μmol/j है
इसके विपरीत, बाजार पर सोडियम लैंप का क्यूई आमतौर पर लगभग 2 . 1 μmol/j . के आसपास होता है, हालांकि एलईडी लैंप ने क्वांटम दक्षता में सोडियम लैंप को पार कर लिया है, अभी भी उद्योग में झूठी लेबलिंग की समस्या है, और कुछ कंपनियां {{3} की तुलना में बढ़ती हैं। पैकेजिंग कंपनियों को विस्तृत क्वांटम दक्षता माप रिपोर्ट और त्रुटि आकलन प्रदान करने के लिए . प्रदान करने की आवश्यकता होगी ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि हमारा QE डेटा हमारे प्रचार के अनुरूप है . इसलिए, आप JT ग्रो लाइट की लाइट्स खरीदने के लिए आश्वासन दे सकते हैं, हम गुणवत्ता की गारंटी देते हैं।
PPFD और DLA: प्रकाश संश्लेषण दक्षता के प्रमुख संकेतक
क्वांटम दक्षता क्यूई के अलावा, प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स घनत्व (पीपीएफडी) और दैनिक प्रकाश संचय (डीएलए) प्लांट लैंप के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए दो मुख्य संकेतक हैं:
- PPFD: यूनिट μmol/m, · s है, जो प्रति यूनिट क्षेत्र . प्रति सेकंड प्राप्त प्रकाश संश्लेषक फोटॉनों की संख्या को इंगित करता है
- DLA: यूनिट मोल/दिन है, जो एक दिन . में प्रति यूनिट क्षेत्र में संचित प्रकाश संश्लेषक फोटॉन की संख्या को इंगित करता है
एक उदाहरण के रूप में एक 400- वाट लैंप लें, यह मानते हुए कि दीपक का प्रकाश वितरण लैम्बर्टियन है, दीपक दक्षता 15%है, और प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित फोटॉन 1 मीटर की दूरी पर 3.14 वर्ग मीटर के एक गोलाकार क्षेत्र में पूरी तरह से कवर किए गए हैं:
- जब एलईडी के क्यूई प्रकाश बढ़ाते हैं =2.1 μmol/j, ppfd =227.39 μmol/m {· s .}
- · जब एलईडी ग्रो लाइट का क्यू 2 . 3 μmol/j, ppfd =249.04 μmol/m · · s होता है।
यह देखा जा सकता है कि QE में अंतर का PPFD . पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, जब फोटोपेरियोड (e . g . 14} घंटे प्रति दिन प्रकाश को ध्यान में रखा जाता है, तो DLA पर इसका प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण है:
- QE =2.1 के साथ सोडियम लैंप: dla =11.46 mol/day
- QE =2.3 के साथ एलईडी प्लांट लाइट: dla =12.55 mol/day
दोनों के बीच डीएलए में अंतर 1 . 09 मोल/दिन है, जिसका अर्थ है कि सोडियम लैंप को एलईडी प्लांट लाइट की समान प्रकाश खुराक प्राप्त करने के लिए 1.33 घंटे लंबे समय तक काम करने की आवश्यकता है।
ऊर्जा की बचत के दृष्टिकोण से, यह सोडियम लैंप के बराबर है जो प्रति दिन 0 . 532 kWh अधिक बिजली के बारे में है।
प्रकाश की गुणवत्ता: पौधे की रोशनी की अनुप्रयोग दक्षता की कुंजी
हालांकि QE और PPFD प्रकाश स्रोतों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण संकेतक हैं, प्रयोगों से पता चलता है कि एलईडी लाइट्स qe =1.8 के साथ बढ़ती है, QE =2.1 के साथ सोडियम लैंप की तुलना में बेहतर रोपण परिणाम दिखाती है।प्रकाश गुणवत्ता, अर्थात्, प्रकाश स्रोत . में प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के फोटॉन का अनुपात
प्रकाश की गुणवत्ता विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर एक प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का वितरण अनुपात है . पौधे के विकास के लिए, प्रकाश संश्लेषण सक्रिय विकिरण (PAR) की सीमा के भीतर प्रकाश (300-800 एनएम) प्रकाश संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है {{2} अलग -अलग तरंगों की भूमिका के लिए एक प्रत्यक्ष प्रभाव है, बल्कि एक प्रत्यक्ष प्रभाव है। विकास चक्र .
प्रकाश की गुणवत्ता का महत्व
विभिन्न विकास चरणों में प्रकाश के लिए पौधों की अलग -अलग आवश्यकताएं होती हैं . प्रकाश की गुणवत्ता का सटीक मिलान कर सकते हैं:
1. प्रकाश संश्लेषक दक्षता में सुधार (प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने की क्षमता) .
2. संयंत्र आकृति विज्ञान का अनुकूलन करें (संयंत्र प्रकार, शाखाओं की संख्या, इंटर्नोड लंबाई, आदि .) .
3. फसल की गुणवत्ता में सुधार करें (उदाहरण के लिए, चीनी, विटामिन या वर्णक सामग्री बढ़ाएं) .
4. बढ़े हुए उत्पादन और दक्षता को प्राप्त करने के लिए फूल और फलने के चक्र को नियंत्रित करें .
प्रकाश संश्लेषण का वर्णक्रमीय अवशोषण मुख्य रूप से 300-800 एनएम के बीच केंद्रित है, और विभिन्न तरंग दैर्ध्य का पौधों पर अलग -अलग प्रभाव पड़ता है, उदाहरण के लिए:

नीला प्रकाश (400-500 nm)
1) पत्ती की वृद्धि को उत्तेजित करें और प्रकाश संश्लेषक एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ाएं;
2) स्टोमेटा के उद्घाटन को बढ़ावा दें और प्रकाश संश्लेषण दक्षता में सुधार करें;
3) लेगी विकास को रोकें और एक कॉम्पैक्ट पौधे की संरचना को आकार दें;
यह मुख्य रूप से शुरुआती अंकुर चरण के लिए उपयुक्त है और पत्तेदार फसलों (जैसे पालक और लेट्यूस) . के विकास के लिए बहुत फायदेमंद है
लाल प्रकाश (600-700 nm)
प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट के अवशोषण को उत्तेजित करें, पौधे के फूल, फलने और फल पकने को बढ़ावा दें, जिससे उपज . बढ़ जाती है
यह स्पेक्ट्रम पौधों के फूल और फलने की अवधि के लिए बहुत उपयुक्त है, विशेष रूप से फल और फूल रोपण के लिए .


Far red light (>700NM)
पौधे आकृति विज्ञान के निर्माण में भाग लें, फूल चक्र को विनियमित करें, पौधे की ऊंचाई की वृद्धि को उत्तेजित करें, और शाखाओं और पत्तियों के वितरण को प्रभावित करें .
यह उच्च फसलों के संयंत्र प्रकार (जैसे टमाटर और खीरे) के अनुकूलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है .
बैंगनी प्रकाश (315-400 nm)
1) पौधे की चड्डी और पत्तियों के विकास को रोकता है, अत्यधिक वृद्धि को रोकता है;
2) पौधों के फूल पिगमेंट को उत्तेजित करता है, पौधे के पत्तों के बेहतर रंग को बढ़ावा देता है, और गुणवत्ता में सुधार करता है
एलईडी प्लांट लाइट्स स्पेक्ट्रम को ठीक से नियंत्रित करके विशिष्ट प्रकाश गुणवत्ता संयोजन प्राप्त कर सकती हैं, जिससे पौधों की प्रकाश संश्लेषण दक्षता में सुधार हो सकता है . सोडियम लैंप का स्पेक्ट्रम वितरण मुख्य रूप से पीले प्रकाश क्षेत्र में केंद्रित होता है, नीले और लाल प्रकाश के लचीलेपन की कमी होती है .}

एचपीएस लैंप बनाम . एलईडी ग्रो लाइट्स
|
प्रदर्शन पहलू |
एचपीएस लैंप |
एलईडी ग्रो लाइट्स |
|
थर्मल विकिरण प्रभाव |
महत्वपूर्ण गर्मी का उत्सर्जन करता है, परिवेश के तापमान को बढ़ाता है और ग्रीनहाउस जलवायु को स्थिर करने के लिए अतिरिक्त शीतलन उपकरण की आवश्यकता होती है . |
कम थर्मल विकिरण, परिवेश के तापमान पर प्रभाव को कम करना और शीतलन लागत को बचाना . |
|
प्रकाश गुणवत्ता अनुकूलन |
सीमित स्पेक्ट्रम, मुख्य रूप से लाल प्रकाश, विशिष्ट पौधों की आवश्यकताओं के लिए कम अनुकूलनीय . |
समायोज्य स्पेक्ट्रम, विभिन्न पौधों और विकास चरणों के लिए लाल और नीले प्रकाश अनुपात और अन्य स्पेक्ट्रम्स के अनुकूलन की अनुमति देता है . |
|
ऊर्जा दक्षता |
प्रकाश संश्लेषक फोटॉन प्रभावकारिता (PPE) अपेक्षाकृत कम ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ 2 . 1 μmol/j के आसपास है। |
PPE 2.3-3.5 μmol/j तक पहुंच सकता है, काफी उच्च दक्षता . |
|
जीवनकाल |
लघु जीवनकाल, लगभग 10, 000-20, 000 घंटे . |
लंबे जीवनकाल, 50 से अधिक, 000 घंटे, प्रतिस्थापन आवृत्ति और रखरखाव लागत को कम करना . |
|
आवेदन लागत |
कम अपफ्रंट लागत, लेकिन उच्च ऊर्जा की खपत और लगातार प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप उच्च दीर्घकालिक लागत . होती है |
उच्च प्रारंभिक लागत, लेकिन कम ऊर्जा की खपत और लंबे जीवनकाल कम समग्र परिचालन लागत . के लिए नेतृत्व करते हैं |
|
प्रकाश संश्लेषण दक्षता |
स्पेक्ट्रम, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा की प्रति यूनिट कम प्रकाश संश्लेषण दक्षता होती है . |
अनुकूलित स्पेक्ट्रम और फोटोपेरियोड ऊर्जा की प्रति यूनिट . प्रति यूनिट रोपण दक्षता को बढ़ाते हैं |
|
फसलों पर थर्मल प्रभाव |
गर्मी विकिरण पत्ती जलने या असमान तापमान वितरण का कारण बन सकता है, पौधे के स्वास्थ्य को प्रभावित करता है . |
कम गर्मी विकिरण फसल के नुकसान के जोखिम को कम करता है, विशेष रूप से गर्मी-संवेदनशील पौधों के लिए . |
|
पर्यावरण मित्रता |
पारा शामिल है, विशेष निपटान प्रक्रियाओं की आवश्यकता है और संभावित पर्यावरणीय जोखिमों को प्रस्तुत करना . |
पारा-मुक्त, अधिक पर्यावरण के अनुकूल, और . को रीसायकल करना आसान है |
|
रखरखाव सुविधा |
लगातार प्रतिस्थापन श्रम लागत में वृद्धि; भारी जुड़नार इंस्टॉलेशन को जटिल करता है . |
आसान स्थापना के लिए अव्यवस्थित प्रतिस्थापन, सरल रखरखाव, और हल्के जुड़नार . |
|
संयंत्र वृद्धि अनुकूलनशीलता |
सिंगल-स्पेक्ट्रम डिज़ाइन सभी फसल आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है, इसकी बहुमुखी प्रतिभा को सीमित करता है . |
लचीला स्पेक्ट्रम डिज़ाइन फसलों और खेती के मॉडल की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है (e . g ., ऊर्ध्वाधर खेती, ग्रीनहाउस) . |
|
दीर्घकालिक आर्थिक लाभ |
उच्च ऊर्जा की खपत और रखरखाव की लागत आर्थिक दक्षता को कम करती है, जिससे यह बड़े पैमाने पर खेती के लिए कम उपयुक्त हो जाता है . |
कम ऊर्जा की खपत, लंबे जीवनकाल और बेहतर आर्थिक प्रदर्शन, बड़े पैमाने पर खेती या उच्च-मूल्य वाली फसलों के लिए आदर्श हैं . |
हालांकि सोडियम लैंप के प्रारंभिक लागत में कुछ फायदे हैं, वे ऊर्जा दक्षता, प्रकाश गुणवत्ता लचीलेपन, जीवन और रखरखाव की सुविधा के संदर्भ में एलईडी प्लांट लैंप के पीछे हैं, . दीर्घकालिक उपयोग के परिप्रेक्ष्य से, एलईडी ग्रो लैंप आधुनिक कृषि उत्पादन में उच्च अनुप्रयोग मूल्य और आर्थिक लाभ दिखाते हैं .}
निष्कर्ष
एलईडी प्लांट लैंप के तकनीकी फायदे न केवल क्वांटम दक्षता के सुधार में परिलक्षित होते हैं, बल्कि अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि पैकेजिंग तकनीक की उन्नति के साथ प्रकाश गुणवत्ता विनियमन . में इसके लचीलेपन में, प्रकाश स्रोतों की दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार किया जाएगा, और वैज्ञानिक और उचित प्रकाश गुणवत्ता डिजाइन में सुधार के लिए कोर दिशा बन जाएगी। एचपीएस लैंप अपरिवर्तनीय है .


