211service.com
Kā gaismas diodes ir iestatītas, lai radītu revolūciju augsto tehnoloģiju siltumnīcu lauksaimniecībā
Nebūs pārsteigums, atklājot, ka patērētāji visā attīstītajā pasaulē arvien vairāk pieprasa sezonas dārzeņus visu gadu, pat ja vietējais klimats vienkārši nepieļauj šādu augšanu. Īpaši pieprasīti ir tomāti, gurķi un lapu dārzeņi. Tāpēc siltumnīcu lauksaimniecība ir kļuvusi par galveno faktoru attīstīto valstu apgādē ar pārtiku.
Līdz ar to komerciālo siltumnīcu skaits un to aizņemtā platība strauji pieaug. Piemēram, Nīderlandē siltumnīcas aizņem aptuveni 0,25 procentus no visas valsts zemes platības. Un Nīderlande pat nav lielākais siltumnīcas dārzeņu ražotājs Eiropā. Šo pozīciju ieņem Spānija. Un lielākais siltumnīcas dārzeņu ražotājs pasaulē tagad ir Ķīna.
Šāda veida lauksaimniecība būtiski ietekmē vidi. Komerciālās siltumnīcas ir jāapgaismo un jāapsilda tā, lai optimizētu augšanu. Un līdz 35 procentiem no siltumnīcas tomātu izmaksām nāk no šīs apkures un apgaismojuma.
Tāpēc svarīgs jautājums ir, kā samazināt enerģiju, kas nepieciešama šo kultūru audzēšanai. Viena acīmredzama atbilde ir siltumnīcas pārveidot no tradicionālā kvēlspuldzes apgaismojuma, parasti augstspiediena nātrija spuldzēm, uz energoefektīvākām LED.
Tas varētu šķist ekonomiski nekaitīgs, taču nozare ir lēni īstenojusi šīs izmaiņas LED augsto sākotnējo izmaksu dēļ. Jautājums, par kuru lauksaimnieki ir pārdomājuši, ir tas, vai viņi kādreiz atmaksās sākotnējās izmaksas par pilnīgi jaunu apgaismojuma sistēmu.
Šodien viņi saņem atbildi, pateicoties Devesh Singh un viņa draugu darbam Hannoveres Optisko tehnoloģiju centrā Hannoveres Universitātē Vācijā. Šie puiši ir salīdzinājuši tradicionālo augstspiediena nātrija spuldžu dzīves cikla izmaksas ar siltumnīcu apgaismojuma gaismas diožu izmaksām.
Un viņi saka, ka priekšrocības ir acīmredzamas. Viņi aprēķina, ka augstspiediena nātrija spuldžu kumulatīvās izmaksas jau pēc septiņiem gadiem pārsniedz LED izmaksas un ka pēc 16 gadiem augstspiediena nātrija spuldžu kumulatīvās izmaksas ir vairāk nekā divas reizes lielākas par LED spuldžu ekvivalentajām izmaksām.
Nav grūti saprast, no kurienes nāk šis ietaupījums. Lai gan augstspiediena nātrija spuldzes atsevišķi ir lētākas nekā LED, tās ir jāmaina katru gadu, salīdzinot ar LED ik pēc 19 gadiem. Un, protams, gaismas diodes patērē ievērojami mazāk elektroenerģijas, tērējot maz siltuma.
Bet visinteresantākā Singh un co analīzes daļa ir gaismas diožu potenciāls mainīt dārzeņu audzēšanas veidu. Augstspiediena nātrija lampas izstaro gaismu visā redzamajā spektra daļā un labi infrasarkanajā starā, kur daudz enerģijas tiek zaudēts kā siltums. Turpretim gaismas diodes var pielāgot tā, lai tās izstaro gaismu ļoti specifiskās spektra daļās.
Augu fiziologi jau sen ir zinājuši, ka hlorofils absorbē galvenokārt zilajā, zaļajā un sarkanajā spektra daļās, bet nedaudz absorbē oranžo un dzelteno krāsu. Tāpēc ir jēga radīt gaismu tikai šajās spektra daļās. Tas, protams, ir viegli ar LED, bet neiespējami ar nātrija lampām
Tajā pašā laikā dažādi pētnieki ir pierādījuši, ka ziedēšanas un dīgtspējas modeļus ietekmē zaļā gaisma un ka gaismas biežums ietekmē arī noteiktu augu biomasu, kā arī to uzturvielu saturu.
Piemēram, augstāks sarkanās gaismas līmenis palielina tomātu ražu un C vitamīna saturu sinepēs, spinātos un zaļajos sīpolos. Zaļā gaisma arī veicina augu augšanu un attīstību, saka Singh un co.
Nav labi saprotams, kā dažādu frekvenču gaisma ietekmē augu augšanu, biomasu un uzturvielu saturu. Tāpēc augu zinātnieki visā pasaulē pašlaik pēta šo fenomenu, cenšoties to izmantot nākotnē.
Pašlaik siltumnīcu lauksaimnieku stratēģija šķiet skaidra: pēc iespējas ātrāk pāriet uz LED apgaismojumu. Investīcijām vajadzētu atmaksāties dažu gadu laikā, un priekšrocībām, kurām vajadzētu būt iespējamam ražas un produkcijas kvalitātes ietekmēšanā, jāsāk atklāties tuvāko gadu laikā.
Šī ir sarežģīta tēma ar daudziem smalkumiem. Argumentu par labu vietēji audzētas pārtikas lietošanai netrūkst, jo ir zemākas transporta izmaksas. Siltumnīcas konkrētam klimatam nodrošina plašāku augļu un dārzeņu klāstu. Gaismas diodes sniedz lauksaimniekiem lielāku elastību par zemākām izmaksām un mazāku ietekmi uz vidi. Tie noteikti ir mērķi, uz kuriem ir vērts tiekties.
Atsauce: arxiv.org/abs/1406.3016 : LED energoefektīvam siltumnīcu apgaismojumam