温室農業におけるLED植物照明の技術開発動向は何ですか?

「電気をつけるだけ」ではもう不十分な理由

長年にわたり、照明の栽培は非常にシンプルでした。照明器具を選択し、タイマーを設定し、そのまま実行し続けるだけでした。このアプローチは、エネルギーが安く、労働力がコストの主な懸念事項であったときにはうまく機能しました。しかし、電力価格が上昇し、生産者が 1 ドルあたりの収量の追跡についてより洗練されているため、「設置すればあとは忘れる」照明が無駄な可能性を感じ始めています。--

センサー-ベースと AI{1}} による照明制御の台頭

業界における最も明らかな変化の 1 つは、固定スケジュールで動作するのではなく、実際の状況に反応する照明システムへの移行です。自然光のレベルに基づいて強度を調整したり、広範な温室気候制御ソフトウェアと統合したりするセンサー ベースのシステムは、商業規模の運用においてより一般的になりつつあります。- Wageningen University & Research が参照した研究を含む、制御された環境農業プログラムによる研​​究では、固定タイマーではなくリアルタイムの日次光積分値 (DLI) の読み取り値に基づいて照明を動的に調整すると、エネルギー効率が目に見えて改善されることが指摘されています。-

これは、すべての生産者が明日 - で完全に自動化された AI システムを必要とするという意味ではありませんが、テクノロジーが急速に成熟していることを意味しており、次の購入を決定する前に理解しておく価値があります。

文字通りすべての栽培者に影響を与える傾向が 1 つあるとすれば、それはこれです。通常、マイクロモル/ジュール (μmol/J) で測定される LED の光効率は、年々着実に上昇し続けています。米国エネルギー省のソリッドステート照明プログラムによって追跡されたデータによると、商業用 LED 園芸器具は過去数世代の製品世代にわたって大幅な効率の向上が見られ、一部の新しい器具では現在 3.0 µmol/J - を超えており、ほんの数年前に一般的だった器具から顕著に上昇しています。

これにはいくつかの要因が影響しています。

改良された LED チップ技術 - の新しい世代のダイオードは、より多くの電気エネルギーを使用可能な PAR ライトに変換し、廃熱に変換するエネルギーを減らします。

ドライバーの効率の向上 - 最新のドライバーは電力変換時のエネルギー損失が少なく、大規模な設置ではエネルギー損失が大幅に増加します。

よりスマートな熱管理 - の改良されたヒートシンク設計により、チップが低温で動作できるようになり、効率と寿命の両方が直接的に向上します。

ビニングの一貫性が高い-製造品質管理が優れているということは、個々のダイオード間のばらつきが少なくなり、パネル全体でより均一な光出力が得られることを意味します。

大規模な施設で 1 日 16+ 時間照明を稼働させる生産者にとって、ささやかな効率向上であっても、シーズン全体で実質的な節約につながります。

もう 1 つの大きな傾向は、固定スペクトル照明器具から調整可能なシステムへの移行です。{0}伝統的に、LEDフルスペクトル植物育成ライト作物の段階に関係なく、赤、青、遠赤の波長を 1 つの設定比率で提供しました。{0}現在、より多くのメーカーが調整可能なチャンネルを備えた設備を構築しており、栽培者が設備を交換することなく栄養段階と開花段階の間でスペクトル比をシフトできるようにしています。

これは作物研究で、さまざまな成長段階がさまざまな光のレシピによく反応することが繰り返し示されているため、重要です。-青色光が多いほど、コンパクトな栄養生長が促進される傾向があり、赤色と遠赤色の比率の増加は開花と結実の反応の改善に関連していることが、いくつかの対照研究で示されています。-固定スペクトルのフィクスチャは、基本的にすべての段階にわたる妥協です。-調整可能なものを使用すると、栽培者がそれぞれに最適化できます。

垂直農法と多層繁殖はここ数年で急速に成長しており、{0}栽培ラック用LED植物育成ライトそれと並行して進化してきました。このカテゴリでは、特に次のようなデザイン トレンドが際立っています。

モジュール式の積み重ね可能な器具 - は、固定設置ではなく、ラック構成の変更に応じて簡単に追加または削除できるように設計されています。

PPFD の出力を犠牲にすることなく、狭い棚間隔に適合する薄型のフォームファクタ --。

IoT 接続 - 器具は、中央のアプリまたはコントローラーを通じてグループ化して制御でき、数十または数百のラックユニットを実行している施設に役立ちます。

デイジー チェーン{0}}配線オプション - により、ラック層ごとに必要な個別の配線と電気ポイントの量が削減され、大規模施設での設置が簡素化されます。

垂直事業を拡大する生産者にとって、これらの設計の改善は単なる利便性の機能ではなく、-設置の人件費や長期のメンテナンス時間に直接影響します。-

これらの傾向が実際にどのようなものかを説明するために、伝播施設のアップグレードに協力したクライアントの代表的な例を次に示します。

栽培者は古い世代の固定スペクトルを実行していました。{0}LED植物育成ライトパネル数年間単位で。ライトはまだ機能していましたが、栽培者は 2 つの問題に対処したいと考えていました。1 つはエネルギーコストの上昇、もう 1 つは栄養成長段階と初期開花段階の間で結果が一貫していないことです。これは、固定スペクトルが特にどちらの段階にも理想的ではなかったためです。

段階固有のプリセットを備えた調整可能なフルスペクトル システムにアップグレードした後、この施設は、古い設備と比較して生育サイクルあたりのエネルギー消費量が約 20% 削減されたことを報告しました。また、栄養相と開花期の間の移行結果がより安定し、開花前に「追いつく」ために長時間の栄養時間を必要とする植物が減少しました。-個々の結果は作物や施設の設定によって異なりますが、これは、現行世代の LED テクノロジーが古い固定スペクトル システムに比べて提供できる実用的な利点を反映しています。-

この分野では非常に多くの「新機能」が販売されているため、本当に優先する価値があるものと、実質より誇大広告に過ぎないものを区別することは実践的である価値があります。

優先する価値があります: エネルギー効率 (μmol/J) の向上、調整可能なスペクトル オプション、IP{0}} 評価のビルド品質 - これらは、コストと歩留まりに明確で測定可能な影響を与えます。

ケースごとに評価する価値があります。-- 完全な AI-自動化制御システム - は大規模な運用には役立ちますが、小規模なセットアップでは不要なオーバーヘッドが発生する可能性があります。

待つ価値があります:{0}確立された実績のない最先端の機能-は、早期採用者に最初に問題点を解決してもらうのが合理的です。

また、ESTA（Entertainment Services and Technology Association）のような業界団体が、LED 照明カテゴリ全体でより明確な技術基準を求め続けていることも注目に値します。これにより、生産者はマーケティング上の主張だけに頼るのではなく、一貫した同一仕様に基づいて照明器具を比較することが徐々に容易になってきています。{0}{0}{1}

アップグレードを計画している場合は、すでに 1 ～ 2 世代遅れている可能性のある一般的な在庫を購入するよりも、確立された LED 植物育成ライト メーカーまたは LED 植物育成ライト工場と直接連携する方が、現行世代のテクノロジーに簡単にアクセスでき、特定の作物や施設のニーズに合わせて構成された器具を入手できる傾向があります。{0}}大規模な事業の場合、メーカーから直接 LED 栽培用ライトを卸売りで調達することは、通常、セットアップの進化に応じたより良い長期技術サポートを意味します。{2}}

最後に照明をアップグレードしてから数年が経過している場合は、少なくとも何が変わったかを確認する価値があります。 Sunhing Stones では、作物の種類、施設のレイアウト、予算に基づいて現在の生成オプションを説明します。- 単一のサンプル器具をテストする場合でも、完全な大規模なアップグレードを計画する場合でも、-

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