ग्रीनहाउस में एलईडी प्लांट लाइट का कार्य सिद्धांत क्या है?

1. प्रकाश गुणवत्ता विनियमन: प्लांट लाइट कोड को तोड़ना
पौधे प्रकाश का उपयोग करने के तरीके में काफी चयनात्मक होते हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधे केवल 400-700 एनएम रेंज (जो लगभग 43% -52.5% सौर विकिरण बनाता है) में दृश्य प्रकाश को अवशोषित कर सकते हैं। मुख्य अवशोषण शिखर लाल प्रकाश (610-720 एनएम) और नीला प्रकाश (400-510 एनएम) हैं। एलईडी प्लांट लाइटें एक समय में केवल एक रंग की रोशनी भेजने के लिए अर्धचालक सामग्रियों की फोटोइलेक्ट्रिक क्षमताओं का उपयोग करती हैं। वे चिप्स के संयोजन से बढ़िया स्पेक्ट्रम नियंत्रण भी पूरा कर सकते हैं।
660nm लाल प्रकाश पौधों के प्रकाश-संवेदनशील रंगों को चालू कर सकता है, जो पौधों को अधिक क्लोरोफिल बनाने और अधिक कार्बोहाइड्रेट संग्रहीत करने में मदद करता है। जब टमाटर के पौधों में लाल प्रकाश की मात्रा 60% तक बढ़ जाती है, तो फल में घुलनशील शर्करा की मात्रा 18% और विटामिन सी की मात्रा 25% बढ़ जाती है। नानजिंग कृषि विश्वविद्यालय के एक अध्ययन में पाया गया कि गुलदाउदी के तने के खंडों की जड़ें लाल प्रकाश के संपर्क में आने पर 100% होती हैं, जो प्राकृतिक प्रकाश के संपर्क में आने की तुलना में 40% अधिक होती हैं।
नीली रोशनी के नियम: 450nm नीली रोशनी क्लोरोफिल बनाने और तनों और पत्तियों को बढ़ाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण है। 30% नीली रोशनी वाली सेटिंग में, लेट्यूस की पत्तियों में 22% अधिक क्लोरोफिल था और इसके तने 15% अधिक मोटे थे। नीली रोशनी पौधों को बहुत अधिक बढ़ने से भी रोक सकती है, उन्हें अधिक कॉम्पैक्ट बना सकती है, और उन्हें जगह का बेहतर उपयोग करने में मदद कर सकती है।
730nm दूर की लाल रोशनी कोशिका वृद्धि और खिलने के समय को नियंत्रित करने के लिए प्लांट फोटोसेंसिटाइज़र बी (PhyB) के साथ काम करती है। स्ट्रॉबेरी के पौधों में 10% सुदूर लाल प्रकाश जोड़ने से रेंगने वाले तनों के इंटरनोड 20% छोटे हो सकते हैं और फल के पकने में 5 दिन की तेजी आ सकती है।
पूर्ण {{0}स्पेक्ट्रम सिमुलेशन: उच्च-स्तरीय एलईडी सिस्टम सौर स्पेक्ट्रम की नकल कर सकते हैं, जिसमें पराबैंगनी प्रकाश (380-400 एनएम) और अवरक्त प्रकाश (700-1000 एनएम) शामिल हैं। जब पौधे यूवी प्रकाश के संपर्क में आते हैं, तो वे लाइकोपीन और एंथोसायनिन सहित अधिक माध्यमिक मेटाबोलाइट्स बना सकते हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश पौधों को सांस लेने और सही तापमान पर रहने में मदद करता है।
2. प्रकाश की तीव्रता और फोटोपीरियड को नियंत्रित करना: यह सुनिश्चित करना कि विकास की ज़रूरतें बिल्कुल पूरी हों
पादप प्रकाश संश्लेषण में, प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु (जहाँ प्रकाश संश्लेषक दर श्वसन दर के बराबर होती है) और प्रकाश संतृप्ति बिंदु (जहाँ प्रकाश संश्लेषक दर अधिक प्रकाश के साथ नहीं बढ़ती है) होते हैं। एलईडी प्रणाली विकास के विभिन्न चरणों में पौधों की जरूरतों को स्वचालित रूप से समायोजित करने के लिए स्मार्ट डिमिंग तकनीक का उपयोग करती है।

अंकुरण चरण के दौरान, जड़ों को बढ़ने और पत्तियों के विस्तार में मदद करने के लिए 40% नीली रोशनी और 50% लाल रोशनी के मिश्रण का उपयोग करें। लियानयुंगांग के युनताई फार्म में, फेलेनोप्सिस के लिए बुद्धिमान खेती कक्ष में, एलईडी पूरक प्रकाश ऊतक {{3}संवर्धित पौधों के जड़ने के समय को 7 दिनों तक कम कर देता है और उच्च गुणवत्ता वाले पौधों की दर को 30% तक बढ़ा देता है।
पोषण विकास अवधि के दौरान, पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण को तेज करने के लिए लाल प्रकाश की मात्रा (60%-70%) बढ़ाएँ। यह वर्णक्रमीय सूत्र किसी कारखाने में लेट्यूस के विकास चक्र को 60 दिन से घटाकर 45 दिन कर देता है और प्रति इकाई क्षेत्र उपज को 40% तक बढ़ा देता है।
प्रजनन वृद्धि अवधि: पौधों को खिलने के लिए, लाल से सुदूर लाल प्रकाश का अनुपात (5:1) बदलें। उन्हें बहुत अधिक बढ़ने से बचाने के लिए नीली रोशनी डालें। यह प्रस्ताव स्ट्रॉबेरी की चीनी सामग्री को 15% बढ़ा देता है और बाजार का समय 10 दिन आगे बढ़ा देता है।
फोटोचक्र का विनियमन: पौधों के फूल आने के समय को सर्कैडियन चक्र के अनुसार बनाने के लिए टाइमर का उपयोग करें। 12 घंटे की रोशनी और 12 घंटे के अंधेरे की स्थिति में, गुलदाउदी जैसे छोटे दिन के पौधे अपने मूल वातावरण की तुलना में 20 दिन पहले खिलते हैं।
3. स्मार्ट नियंत्रण प्रणाली: एक हल्का वातावरण बनाना जो बंद लूप हो
नया एलईडी प्लांट लाइट सिस्टम बंद लूप में प्रकाश वातावरण को विनियमित करने के लिए IoT सेंसर, AI एल्गोरिदम और एक्चुएटर्स का उपयोग करता है।

पर्यावरणीय धारणा परत: प्रकाश की तीव्रता, वर्णक्रमीय वितरण और पौधों के विकास कारकों पर वास्तविक समय डेटा प्राप्त करने के लिए प्लांट फेनोटाइपिक की निगरानी के लिए प्रकाश क्वांटम सेंसर (पीपीएफडी को मापने के लिए), स्पेक्ट्रम विश्लेषक और उपकरण का उपयोग करें।
निर्णय लेने के लिए परत: एआई एल्गोरिदम पौधों के बढ़ने के मॉडल के आधार पर वास्तविक समय में वर्णक्रमीय सूत्रों और प्रकाश की अवधि को बदलते हैं। उदाहरण के लिए, यदि टमाटर की पत्तियों में क्लोरोफिल सांद्रता कम हो जाती है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से लाल रोशनी की मात्रा बढ़ा देता है और रोशनी को लंबे समय तक चालू रखता है।
कार्यकारी परत: 0% से 100% तक चरणरहित डिमिंग प्राप्त करने के लिए डिममेबल एलईडी ड्राइवर मॉड्यूल का उपयोग करना। एक बहुपरतीय खेती प्रणाली में, आप यह सुनिश्चित करने के लिए प्रकाश की प्रत्येक परत को अलग से समायोजित कर सकते हैं कि प्रकाश समान है।
ऊर्जा प्रबंधन के प्रभारी टीम: ऊर्जा का अधिकतम उपयोग करने के लिए फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन और ऊर्जा भंडारण उपकरणों का एक साथ उपयोग करना। शंघाई सनकियाओ आधुनिक कृषि विकास क्षेत्र एक एकीकृत प्रकाश भंडारण तकनीक का उपयोग करता है जो एलईडी सिस्टम ऊर्जा के उपयोग में 30% और कार्बन उत्सर्जन में 45% की कटौती करता है।
4. तकनीकी सफलता: प्रयोगशाला से कारखाने तक
एलईडी प्लांट की लाइटें पूरे समय में तीन तरह से बदली हैं:

पहली पीढ़ी (2000-2010) ज्यादातर लाल और नीले एलईडी से बनी थी जो केवल एक रंग में काम करती थी। उनकी प्रकाश दक्षता लगभग 50 एलएम/डब्ल्यू थी और वे स्पेक्ट्रम से बहुत अच्छी तरह मेल नहीं खाते थे। इनका उपयोग अधिकतर वैज्ञानिक अनुसंधान गतिविधियों के लिए किया जाता था।
दूसरी पीढ़ी (2010-2020): बेहतर प्रकाश दक्षता (150 एलएम/डब्ल्यू) के साथ एक बहु-तरंग दैर्ध्य संयोजन एलईडी बनाया गया, जिसमें एक बुद्धिमान डिमिंग सुविधा शामिल थी, और ग्रीनहाउस उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा।
तीसरी पीढ़ी (2020 से अब तक): क्वांटम डॉट एलईडी और पेरोव्स्काइट सामग्रियों की बदौलत प्रकाश दक्षता 250 एलएम/डब्ल्यू से अधिक हो गई है, जो पूर्ण स्पेक्ट्रम गतिशील नियंत्रण की अनुमति देती है। नानजिंग कृषि विश्वविद्यालय ने एक एलईडी टिशू कल्चर लैंप का उत्पादन किया जो 50,000 घंटे तक चलता है, फ्लोरोसेंट लैंप की तुलना में 69.7% कम बिजली का उपयोग करता है, और 1.5 वर्षों में खुद के लिए भुगतान करता है।
5. आवेदन का मामला: कृषि उत्पादन में सुधार
लियानयुंगैंग युनताई फार्म 10{1}}परत, त्रि-आयामी बढ़ते रैक में एलईडी प्लांट लाइट का उपयोग करता है। इससे फेलेनोप्सिस का रोपण घनत्व तीन गुना अधिक हो जाता है, प्रति इकाई क्षेत्र में उपज मानक ग्रीनहाउस की तुलना में दस गुना अधिक हो जाती है, और पानी का उपयोग 90% कम हो जाता है।
बीजिंग ज़ियाओतांगशान ग्रीनहाउस में एक टॉप+इंटर प्लांट डुअल मोड पूरक प्रकाश व्यवस्था है जो प्रकाश की तीव्रता 200 μ mol/m ²/s से कम होने पर स्वचालित रूप से चालू हो जाती है। इससे हरी सब्जियों का विकास चक्र 15 दिनों तक कम हो जाता है और यूरोपीय संघ के गुणवत्ता मानदंडों को पूरा करता है।
दुनिया का पहला "प्लांट फैक्ट्री 5.0" प्रदर्शन प्रोजेक्ट नीदरलैंड के वैगनिंगेन विश्वविद्यालय में बनाया गया है। यह प्रति वर्ष प्रति वर्ग मीटर 100 किलोग्राम टमाटर उगाने के लिए एलईडी प्रकाश पर्यावरण विनियमन का उपयोग करता है, और यह पृथ्वी की सतह प्रकाश ऊर्जा का 92% उपयोग करता है।