הקדמה
על פי מחקרי שוק [1], שוק תאורת ה LED צפוי לגדול לעלות ליותר מ -19 מיליארד דולר עד 2020. על פי המחקר בשוק תאורת ה-, LED אנחנו עדים לשלב צמיחה גבוהה במיוחד ביישומים חדשים כגון חקלאות אשר מבוססת על : גידולים אנכיים , חממות מסחריות, וחקלאות מקורה, בשנים האחרונות כאשר הידע והגדלת המודעות של והבאת הידע של הטכנוגוליה בשילוב ירידות מחיר הביא באופן מובהק להבנת היתרונות בשימוש בתאורת LED.
מגמה זו התחילה להיות מאומצת בקנה מידה גדול יותר בחקלאות אנכיים ויישומים החממה המסחריים. כמו כן, המגמה העולה של חקלאות מקורה, תקנות ממשלתיות לטובת תאורת LED, ודרישה חסכונית וארוכת טווח ,
אימוץ הטכנולוגייה של תאורה LED כתוספת תאורה טבעית לצמיחה צמחים, הינו כונן הצמיחה של השוק לגידולים חקלאים באמצעות תאורת אור LED. ואשר יוצרת הזדמנויות חדשות אשר לא רק יניעו את השוק בשנים הקרובות, אלא גם יפתחו לפלחי שוק חדשים (כגון גידולים של קנביס) אשר יכולים להגדיל את התנובה ב פי 4 עד 5 מאשר התבססות על תאורה הטבע.
תאורת ה אור LED לגדולים חקלאים הוא מקור אור מלאכותי, בדרך כלל אור חשמלי, שנועד לעורר את צמיחת הצמחים על ידי פליטת ספקטרום אלקטרומגנטי המתאים לפוטוסינתזה. תאורות LED לגידול משמשים ביישומים שבהם אין כמעט אור טבעי, או איפה שתאורה משלימה נדרשת.
דיודה פולטת אור (LED) אשר יוצרת את התאורה לגידול הינו מוצר חדש יחסית בשוק התאורה לגידול, אבל הם הופכים פופולריים בגלל הסיבות הבאות :
· אנרגיה יעילה High Efficiency
· יכולת עמעום התאורה Dimming
· אמינות ומחזור החיים הארוך. Reliability, Long Lift time
ספקטרום המצבים של ה LED
בדרך כלל תאורת ה- LED לגידול משלבת את צבעי ה- LED שונים בכדי להשיג אורך גל מסוים עבור צמחים שונים. תאורת LED לגידול יכולה להיות מתוכננת בצבע מסוים כדי לספק צמיחה אופטימלית ואשר מגדיל את התשואות עבור צמחים מסוימים, כי צבע האור שונה בעל אורך גל שונה, גורם לצמחים להגיב לטובה לאורכי גל ספציפיים ביחס לספקטרום האור. לדוגמה, אורך הגל של אור אדום הוא סביב nm 630-660 וזה חיוני לגידול של גבעולים, והרחבת העלים. בעוד אורך הגל של אור כחול הוא רק nm 400-520, והאור כחול משפיע על הכלורופיל chlorophyll של הצמח הקיים, כמו גם עובי עלים. כך שבכול שלב של הגידול ניתן לתת את התאורה המתאימה בדיוק לשלב הגידול בו אנו צריכים להתמקד
מאז ימי המצאת ה LED שהיא למעשה דיודה, אשר יש לה מאפיינים של מתח וזרם קדמיים ועקומות של צבעים שונים הם שונים באופיים .
עקומות אופייניות לצבעים השונים של ה LEDs מוצגים להלן:
Figure 1
כפי שמוצג באיור 1, עם זרם קדמיmA 20 מתח הקדומני ( Vf ) של LED סטנדרטית בצבע אדום הוא 1.8V ועבור נורית LED בצע כחול מתח הקדומני הוא 3.6V .בכדי להשיג אורך גל מסוים על ידי שילוב של נורות צבע שונות, טווח המתח הכולל הוא רחב ושונה. זה דורש מעגל של Driver LED אשר מסוגל לפעול באזור זרם רחב וקבוע, כך שה Power supply / LED Driver LED יחיד יכול לשמש מגוון רחב של תאורות LED לגידולים שונים.
יעילות אנרגטית (Energy Efficiency)
כפי שנדון לעיל לדיודות ה LED יכולת לפלוט צבע אור מסוים. להלן איור של פלט ספקטרלי של LED אדום (עקומה אדומה) ומנורת נל”ג HSP (High pressure sodium) טיפוסית (עקומת קשת) אשר שימשה עד היום ברוב השימושים של תאורה . שים לב איך הגרף של ה LED בהשוואה ובייחס למנורה HPS.
Figure 2
נוריות LED הינם מיוחדות כי הם מייצרים טווח צר מאוד של אור צבעוני בספקטרום האלקטרומגנטי, כמו עקומה LED אדום שמוצג באיור 2. כל האנרגיה המשמשת כדי ליצור אור, מחוץ לאזור PAR (Photosynthetically active radiation) האנרגיה פחות או יותר מבוזבזת.
ה PAR (אזור קרינה פעילה), הינו הקרינה אשר הצמחים מסוגלים להשתמש בו בתהליך של הפוטוסינתזה והוא נע בין 400 ל 700 ננומטר. זה בדיוק הסיבה שנורות ה-LED “יעילות יותר” מאשר HIDs. כמו כן במונחים של עוצמת תאורה לכל ואט Lumens/Watt, כיום תאורת ה LED יעילה פי שניים מאשר HPS אשר יעיל למדי לעומת סוגים אחרים של תאורה מלאכותית מסורתית, ואשר ניתן לייצר מעל 100 Lumens לכל ואט.
עם זאת, כאשר אנו רואים ב- LEDs, פלט אור אשר נותן יותר מ -300 Lumens/Watt לכל וואט . במילים אחרות, ב- LED לגידול חקלאי יעילות האור הוא בערך פי 3 גבוהה יותר מאשר תפוקת האור לגידול אשר מבוצע ב- HPS.
אי לכך, בתאורות ה- LED לגידול בכדי לשמור על יעילות גבוהה, חייב ספק הכח Power supply /LED driver’s להיות בעל יכולת יעילות גבוהה High efficiency גם כן.
יציבות ואורך חיים (Lift time ‘Stability)
בכל סוגי התאורה, כמות האור הנפלטת (הנמדדת בלומנס Lumens או באראדיאון פוטון) פוחתת עם השימוש. לדוגמה, הפלט של מנורות HID יכול לרדת ב- 10-15% לאחר שנה אחת בלבד של פעולה, ובמקרה של HPS, , הספקטרום נע לעבר טווח של צבעי ירוק / צהוב, שהוא טווח של ספקטרום בלתי יעיל על ידי הצמחים. מסיבה זו, רוב המגדלים המקצועיים מחליפים את מנורות HID שלהם לפחות פעם בשנה.
עם זאת, נורות ה LED לגידולים חקלאים מדורגות בשעות עבודה של לפחות 50,000 שעות עם פחות מ – 10% ירידה בביצועים לכל אורך מחזור החיים ולעתים קרובות אף להמשיך לפעול הרבה מעבר לדירוג שלהם עם מעט או אפילו ללא שינוי בספקטרום.
בכדי שהLED יפעל היטב לאורך כל שנות העבודה , חייב ספק הכח Power supply/Driver להיות בעל אמינות גבוהה כמו ספקי הכח של חברת MEANWELL ששמה לה כמטרה את נושא האמינות והנצילות לאורך זמן .
עמעום Dimming) )
תיאורטית, עם נורות ה LED , יש לנו שליטה על עוצמת האור בנורות ה LED הפונקציה של העמעום Dimmable. חשובה מאוד כי כמות האור המסופקת קשורה בקשר ישיר לפוטוסינתזה. יותר מדי אור, והאנרגיה הופכת לחום ומפחיתה פעילות הפוטוסינתיזה לצמח. כל צמח שונה מבחינה זו במהלך מחזור החיים של הצמח ויכולת העמעום Dimmable של ספק הכח Power supply / Driver ושל נורות ה LED מספק את היתרון הברור של יצירת סביבת האור הטובה ביותר והמותאמת לצרכים השונים של צמחים שונים בשלבי הצמיחה השונים. ספק הכח שנותן את יכולת העמעום הינו המרכיב החשוב ביותר לתמיכה בתאורה נכונה בשלבי הגידול.
לסיכום
באופן כללי, LED ה- LED בתאורה לגידולים חקלאיים על מנת לנצל את תכונות ה LED ואת ניצול הספקטרום האופטימלי, יעילות אנרגיה גבוהה, יציבות לטווח ארוך dimmable, עמעום ואשר הינו חלק מובנה בתכונות ה LED.
סדרות LED, ספקי הכח Power supply / LED Driver לתחום תאורת ה LED מסדרות HLG,ELG,XLG,HVG Series אשר מתאמים לעבודה בגידולים חקלאיים הן גם מבחינת אטימות למים ואבק בדירוג IP67 / IP65עבודה בטמפרטורה גבוהה מאוד עד 90°c צלזיוס ,לחות גבוהה ,אזור רחב, 3 ב 1 של פונקציה עמעום, נצילות גבוהה h efficiency up to 95% High ויכולת התממשקות לרכיבי הגידול
ה LED DRIVER של חברת MEANWELL אשר מספקים עד 5 ~ 7 שנים אחריות, הם הפתרון האולטימטיבי עבור יישומים לגידולים בתאורת אור LED.
כמו כן היעילות הגבוהה של 95% גורמת למינוף הן בהיבט הכלכלי והן בהיבט הסביבתי של הגידולים אשר משתמשים בתאורת LED ועדיין לשמור על יעילות גבוהה מול התאורה שהייתה קיימת עד היום בתחום HPS.
בדבר שלאות ניתן לפנות ל shlomo@advice.co.il
