1. Texnik printsip: LED o'simlik chiroqlari "sovuq" va "issiq" bilan bog'liq muammoga ega.
LED o'simlik chiroqlarining asosiy afzalliklari shundaki, ular rang jihatidan juda aniq va kamroq energiya sarflaydi. O'simliklar fotosintez uchun asosan qizil yorug'lik (620-680 nm) va ko'k (430-460 nm) nurdan foydalanadi. Boshqa tomondan, LED yoritgichlar qizil yorug'lik chipi (660 nm) va ko'k chiroq chipi (460 nm) yordamida energiyani o'simlikning yutilish cho'qqisiga qaratadi. LEDlar ishning atigi 30 foizini bajaradigan HPS lampalariga qaraganda yorug'likni elektrga aylantirishda ancha samaralidir. Shu sababli, u "sovuq yorug'lik manbai" deb ataladi. Uning sirt harorati odatda 50 darajadan past bo'ladi va pichoqlarga (20-50 sm) yaqin bo'lganda, u ularni yoqib yubormaydi. Yorug'lik energiyasidan foydalanish darajasi 95% ga etadi, ammo HPS lampalari faqat 35% ni ishlatadi.
Boshqa tomondan, "sovuq yorug'lik manbai" atamasi issiqlikni boshqarish undan ko'ra murakkabroqdek tuyulishi mumkin. LEDlar to'g'ridan-to'g'ri ko'p issiqlik bermasa ham, ular elektr energiyasini yorug'likka aylantirganda, chiqindi issiqlikning taxminan 20 foizini chiqaradi. Misol uchun, 12 vattli LED chiroq taxminan 10 vatt quvvatga ega va taxminan 8 vatt issiqlikka aylanadi. Agar issiqlik tarqalish dizayni etarli darajada yaxshi bo'lmasa (masalan, etarli darajada alyuminiy ishlatilmasa yoki issiqlik o'tkazuvchanligi zaif bo'lsa), chiroqning sirt harorati 65 darajadan oshib ketishi mumkin, bu ba'zi joylarda issiqlikning to'planishiga olib keladi va yorug'lik manbasining ishlash muddatini va barqarorligini qisqartiradi. Bundan tashqari, LEDlarning "sovuq" xususiyatlari shimolda harorat past bo'lgan qishda issiqxona issiqlik yo'qotilishini yomonlashtirishi mumkin. Bu o'sayotgan ekinlarning haroratini saqlab turish uchun ko'proq isitish kerakligini anglatadi.
2. Amaliy foydalanish: LED va HPS qo'shimcha yorug'lik bilan ta'minlash uchun birgalikda ishlash rejasi
LEDning "sovuq" qiyinligiga javoban, sanoat LED va HPS lampalarining qo'shimcha yorug'lik bilan ta'minlash uchun birgalikda ishlash usulini ko'rib chiqdi, bu esa yorug'lik va haroratning yaxshilanishiga olib keldi. Shimoliy issiqxonalarda HPS lampalari tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik "asosiy quvvat" dir. Ular yoqilganda chiqaradigan issiqlik issiqxona ichidagi haroratni ko'tarishi va qo'shimcha yorug'likni berishi mumkin, bu esa isitish uchun zarur bo'lgan energiya miqdorini kamaytiradi. LED yoritgichlar kamroq energiya sarflaydi, bu esa xarajatlarni kamaytiradi. Misol uchun, Shandong shtatining Shouguang shahrida pomidor yetishtiruvchi issiqxonada qo‘shimcha yorug‘lik uchun LED va HPS lampalaridan foydalanish o‘sish davrini 5-7 kunga qisqartirdi, hosilni 15-20% ga oshirdi, meva tarkibidagi shakar miqdorini 1-2 foiz punktga oshirdi va rangi yorqinroq qildi. Qulupnay yetishtirganda, HPS dan issiqlik va LEDning aniq qizil va ko'k yorug'ligi mevaning qo'shilish tezligini 20% ga, o'rtacha meva vaznini 10% ga oshirishi va mevaning pishishiga ketadigan vaqtni oshirishi mumkin, bu esa terish va sotishni osonlashtiradi.
Ushbu hamkorlik usulining ilmiy asosliligi uning ekinlarga bo'lgan talablarga to'g'ri mos kelishi bilan bog'liq. LED yoritgichlar spektrni o'zgartirishi mumkin: bargli sabzavotlar xlorofill hosil qilish uchun 30% ko'k nurga muhtoj, gullar va mevalar uglevod to'planishini tezlashtirish uchun 70% qizil nurga muhtoj va dorivor o'simliklar ikkilamchi metabolit miqdorini oshirish uchun 10% ultrabinafsha nurga muhtoj. HPS lampalaridagi issiqlik qo'shimchasi sovuq shimoliy qishda ishlash uchun mo'ljallangan, bu erda faqat LED chiroqlari etarli darajada issiq bo'lmasligi mumkin. Misol uchun, Ichki Mo'g'ulistonning Ulan Buh cho'lidagi integratsiyalangan yorug'lik saqlash zavodi har yili kvadrat metrga 42 kilogramm karbonat angidridni saqlash va energiya xarajatlarini 40% tejash uchun LED va yer manbali issiqlik nasosining kombinatsiyasidan foydalanadi.
3. Haroratni nazorat qilish: LED o'simlik chiroqlarini yaxshilashning alohida usuli
Hatto HPS yorug'lik yordami kerak bo'lmasa ham, LED o'simlik chiroqlari texnologik yaxshilanishlar orqali mukammal haroratni boshqarishi mumkin. Uning strategiyasining asosiy qismlari quyidagilardan iborat:
Issiqlik tarqalishi uchun dizaynni takomillashtirish: Chiroqning sirt harorati mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi (bunday mis substratlar) va issiqlik tarqaladigan fin tuzilmalari bo'lgan materiallardan foydalangan holda 50 darajadan past saqlanadi. Misol uchun, Philips GrowWise tizimi LED chiplarini 50 000 soat ko'proq xizmat qilish uchun suyuq sovutish texnologiyasidan foydalanadi va termal nurlanishning ekinlarga ta'sirini kamaytiradi.
Chiroqlarni boshqarishning aqlli usuli: Sensorlar va IoT texnologiyasidan foydalangan holda, u ekinlarning o'sish bosqichiga va atrofdagi haroratga qarab yorug'likning intensivligi va spektral nisbatini avtomatik ravishda o'zgartiradi. Masalan, Nankin qishloq xo'jaligi universiteti tomonidan ishlab chiqarilgan "Sozlanishi mumkin bo'lgan spektrli LED to'qima madaniyati chiroqi" bulutli platforma orqali real vaqt rejimida issiqxona ichidagi haroratni kuzatib boradi. Harorat 15 darajadan pastga tushganda koʻk yorugʻlik miqdorini avtomatik ravishda pasaytiradi (harorat pasayganda koʻk yorugʻlikning yutilish darajasi pasayadi) va ekinlarga sovuqqa chidamli genlarni ifodalash- uchun qizil va uzoq qizil yorugʻlik miqdorini (730nm) oshiradi.
Qatlamlar yordamida yoritishni tartibga solish: Vertikal fermada LED yorug'lik chiziqlari har bir o'sayotgan tokchaning ustiga qo'yiladi va qatlamlar orasidagi bo'shliq atigi 0,8 metrni tashkil qiladi. Qatlamli haroratni nazorat qilish hududdan maksimal darajada foydalanish imkonini beradi. Masalan, Lianyungangdagi Yuntai fermasida Phalaenopsis uchun aqlli etishtirish kamerasining yuqori qatlami gullashni rag'batlantirish uchun yuqori{3}}qizil yorug'likdan (800 mkmol/m²/s) foydalanadi, pastki qavati esa past intensivlikdagi ko'k nurdan (300 m²/s/m² o'sgan) foydalanadi. Konditsioner tizimi har bir qatlamning haroratini mos ravishda 25 daraja va 20 daraja ushlab turadi. Bu gullash davrini 15 kunga qisqartiradi.
