Diodes électroluminescentes en horticulture



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L'horticulture est la branche de l'agriculture qui traite de la science, de l'art, de la technologie et des affaires de la culture des plantes. Le rôle de l'éclairage lumineux pour la croissance des plantes est un facteur important qui doit être pris en compte et amélioré. Le processus de photosynthèse chez les plantes utilise l'eau, l'absorption de dioxyde de carbone et la lumière incidente comme source d'énergie pour produire du glucose, un nutriment essentiel pour la plante, et de l'oxygène, comme le montre la figure 1. Dans le passé, les cultivateurs de plantes dans les serres utilisaient toujours soit la lumière naturelle du soleil, SHP à haute pression de sodium ou des lampes fluorescentes pour éclairer les cultures. L'utilisation de ces sources lumineuses présentait certains inconvénients car la lumière naturelle du soleil n'est évidemment disponible que pendant la journée et l'éclairage fluorescent consomme de l'énergie, a une température élevée qui l'empêche d'être placé à proximité de la plante et contient des matières toxiques telles que le mercure, ce qui rend l'élimination appropriée coûteuse. .

Contenu:
  • Mettre les lumières à l'épreuve
  • Conseils d'utilisation des lampes de culture
  • De la physique aux luminaires en passant par la nourriture : efficacité actuelle et potentielle des LED
  • Quelles LED sont idéales pour l'éclairage horticole ?
  • Accepter les soumissions
  • Technologie LED pour la production agricole dans des environnements contrôlés
  • Barrina led élèvent des lumières
  • Tableau quantique bricolage
  • Diodes électroluminescentes pour l'agriculture et l'horticulture en intérieur : partager les connaissances
  • L'évolution des LED
REGARDER LA VIDÉO ASSOCIÉE : Préparation d'une diode électroluminescente organique

Mettre les lumières à l'épreuve

La première diode électroluminescente LED , une lumière rouge, a été développée en 1. Cependant, la première utilisation documentée des LED pour les études de croissance des plantes n'a été réalisée que par la NASA pour son projet d'étude des systèmes de croissance des plantes basés dans l'espace, et pas avant le première utilisation commerciale des LED pour la production végétale au Japon 1. En termes d'efficacité électrique, les LED ont désormais dépassé les lampes SHP au sodium haute pression couramment utilisées dans les serres comme éclairage d'appoint. Actuellement, les luminaires HPS commerciaux à double extrémité sont annoncés comme ayant 1.

Étant donné que la règle empirique est que chaque augmentation de 1 % de moles de lumière par jour devrait équivaloir à une augmentation de 1 % du rendement, la vraie question est : combien de moles de lumière l'utilisateur peut-il obtenir pour chaque kWh de énergie consommée ? Pour le HPS 1. L'efficacité des LED a énormément changé au cours des deux dernières années. Par exemple, dans , les LED horticoles commerciales ont été annoncées comme étant proches de 1.

Cependant, l'un des plus grands défis auxquels la technologie LED est actuellement confrontée est le coût par luminaire. Afin de réduire les coûts d'installation d'un nouveau système d'éclairage, il est souvent recommandé d'utiliser un système hybride avec HPS comme éclairage supérieur et LED comme éclairage intermédiaire. Les lumens sont utilisés pour quantifier la perception humaine de la lumière et l'unité lumen ne s'applique pas à la croissance des plantes. Bien que l'efficacité de la diode ne se traduise pas directement par l'efficacité de l'ensemble du luminaire, dans un avenir proche, nous pouvons nous attendre à une augmentation significative du nombre de moles de lumière par kWh de puissance.

Actuellement, les fabricants de LED pour l'horticulture se concentrent sur deux stratégies différentes. Certains fabricants de LED se concentrent sur des LED à spectre fixe pour correspondre à l'application spécifique de croissance végétative, d'induction florale, etc. D'autre part, les fabricants de LED spécialisées se concentrent sur un meilleur contrôle opérationnel. Par exemple, ces fabricants travaillent sur des interfaces utilisateur uniques qui permettent à l'opérateur de définir des programmes d'éclairage, tels que des couleurs et des intensités différentes tout au long de la journée ou de la saison.

Étant donné que ces luminaires ont plus de longueurs d'onde et de contrôleurs, ils ont tendance à avoir une efficacité moindre en moles kWh. Cependant, pour l'avenir des LED en horticulture, et afin d'exploiter pleinement les avantages de cette technologie, je pense qu'un contrôle opérationnel et une interface utilisateur polyvalents créeront l'avantage à valeur ajoutée.

Références : 1 Mitchell C. Les producteurs peuvent réduire la transmission lumineuse des serres pour réduire la perte d'eau et le stress thermique des plantes ou pour les cultures sensibles au rayonnement solaire élevé en utilisant des matériaux d'ombrage. Les deux stratégies d'ombrage les plus courantes utilisées dans les serres commerciales pour réduire le rayonnement solaire sont : 1 l'application d'un composé d'ombrage sur le vitrage extérieur et 2 l'installation d'une ou plusieurs couches de rideaux d'ombrage rétractables à l'intérieur ou à l'extérieur.

Une méthode peu coûteuse pour réduire le rayonnement solaire consiste à appliquer un composé d'ombrage tel que le lait de chaux à l'extérieur du matériau de vitrage de serre. Les composés d'ombrage aident à réfléchir le rayonnement avant qu'il n'entre dans la serre et empêchent ainsi une partie de la chaleur d'entrer.

L'obtention d'un pourcentage d'ombrage spécifique ou uniforme peut être difficile et laborieuse. Contrairement aux rideaux d'ombrage rétractables, les composés d'ombrage ne peuvent pas être ajustés lorsqu'ils ne sont pas nécessaires, comme par temps nuageux.

Les composés d'ombrage doivent être complètement éliminés du matériau de vitrage pendant l'automne pour éviter des niveaux de lumière trop faibles. Dans les climats tempérés et dans la plupart des U. Cependant, les rideaux internes permettent au rayonnement solaire de pénétrer dans la serre avant qu'il ne soit réfléchi par des bandes d'aluminium ou d'autres matériaux réfléchissants.

Cela peut provoquer une accumulation de chaleur au-dessus du rideau nécessitant une sorte de ventilation du toit. Ils peuvent être actionnés manuellement ou programmés pour s'ouvrir et se fermer en fonction de l'heure du jour, de la lumière et des points de consigne de température établis avec un ordinateur environnemental.

Contrairement aux composés d'ombrage, les producteurs peuvent rétracter les rideaux pendant les périodes de faible luminosité i. Les rideaux de conception fermée peuvent également être utilisés comme couverture thermique les nuits froides pour éviter la perte de rayonnement thermique. Selon la structure de la serre, une ou plusieurs couches de rideaux avec différents pourcentages d'ombrage peuvent être utilisées en fonction des besoins des cultures ou des économies d'énergie. Les matériaux d'ombrage tels que le saran noir peuvent absorber le rayonnement solaire, chauffant ainsi l'air et la température de la plante.

Ceci est contre-productif, car la principale raison pour laquelle nous utilisons des matériaux d'ombrage est de réduire la température de l'air et des plantes dans la serre. L'emplacement géographique de la serre, la transmission lumineuse du matériau de vitrage et les cultures cultivées peuvent dicter le pourcentage d'ombre fourni par un rideau d'ombrage rétractable. À l'exception des cultures à faible luminosité telles que les orchidées Phalaenopsis et les violettes africaines, l'ombrage ne doit pas dépasser 40 à 45 %.

L'espacement des lampes dans la serre dépend fortement de l'objectif de la lampe, qu'il s'agisse d'un éclairage photopériodique ou photosynthétique.

Par conséquent, les producteurs devraient tester l'intensité lumineuse instantanée lorsqu'ils installent des lampes à faible intensité e. En règle générale, les lampes à incandescence de watt doivent être montées à une distance de 6 à 8 pieds dans une matrice.

Les producteurs peuvent également envisager d'installer un mélange d'incandescence et de LFC pour l'éclairage photopériodique. Les producteurs qui choisissent d'installer une combinaison de types de lampes devraient envisager d'alterner entre des lampes à incandescence de watt et des lampes fluorescentes de watt, à 6 pieds l'une de l'autre afin d'assurer une floraison rapide et uniforme Fig. Michigan State University MSU Extension ne recommande pas d'installer toutes les lampes fluorescentes compactes pour l'éclairage photopériodique.

Les producteurs peuvent également envisager d'utiliser des lampes mobiles telles que des lampes HPS ou un éclairage à flèche pour un éclairage photopériodique. Ces lampes émettent une lumière à haute intensité où le faisceau de lumière se déplace sur les plantes pour créer une nuit suffisamment courte ou une longue journée afin de contrôler les réactions de floraison.

Certains serriculteurs utilisent des lampes HPS avec des réflecteurs rotatifs e. Un autre essai MSU a révélé qu'une lampe HPS d'un watt avec un réflecteur rotatif contrôlait la floraison des plantes de longue journée jusqu'à 35 pieds de la lampe. Afin d'inhiber la floraison des plantes de jours courts, les lampes HPS devraient être espacées d'au plus 20 à 25 pieds.

Un autre type de lampes mobiles est l'éclairage de rampe, où les lampes à haute intensité sont montées sur la rampe d'irrigation. Ils doivent être placés de 2 à 5 pieds au-dessus de la récolte et les lampes et les rampes doivent fonctionner pendant 4 à 6 heures pendant la nuit pour un éclairage d'interruption nocturne.

Les cultivateurs doivent s'efforcer d'éclairer les plantes au moins une fois toutes les 20 à 30 minutes afin de favoriser adéquatement la floraison des plantes de jours longs. Un éclairage à haute intensité doit également être installé en fonction de l'intensité lumineuse à hauteur de la plante. En plus de l'intensité lumineuse, la durée d'éclairage est extrêmement importante lorsque l'on considère l'espacement des lampes à haute intensité.

Lorsque les producteurs cherchent à installer un éclairage supplémentaire, le fabricant d'éclairage doit être en mesure de générer une carte d'éclairage qui fournit des informations sur les intensités lumineuses dans toute la serre. Cette carte d'éclairage est essentielle pour décider de l'espacement de l'éclairage à haute intensité dans la structure de votre serre. Chaque espèce de culture a une intensité lumineuse optimale qui maximise la photosynthèse et par conséquent la croissance, la qualité i. Lorsqu'il n'y a pas assez de lumière photosynthétique, la croissance et la qualité des cultures peuvent décliner ; s'il y a trop de lumière, la photosynthèse et la croissance n'augmenteront pas.

Par conséquent, la mesure et l'ajustement du rayonnement photosynthétiquement actif PAR , qui est de la lumière dans la bande d'ondes à nm du spectre électromagnétique, est bénéfique pour les serriculteurs. Dans cet article, vous trouverez des lignes directrices sur la sélection et l'utilisation de compteurs quantiques pour mesurer la lumière à tout moment, des capteurs instantanés et quantiques pour mesurer la lumière qui peuvent être intégrés au fil du temps.

Lorsque vous achetez un posemètre quantique pour mesurer la lumière instantanée, ne prenez pas votre décision uniquement sur le coût.

Déterminez si le compteur :. Est calibré pour la lumière du soleil ou une source lumineuse particulière, ou si vous devez utiliser un facteur de conversion lorsque vous l'utilisez sous différentes sources lumineuses. Certains compteurs instantanés peuvent avoir un cadran ou un interrupteur pour différentes sources de lumière et appliquer en interne le facteur de conversion correct. Possède une seule diode ou plusieurs diodes. Plusieurs capteurs à diodes, parfois appelés compteurs quantiques linéaires, peuvent égaliser les effets des ombres ou des points lumineux élevés, et peuvent être les plus précis pour mesurer la lumière dans les serres.

Dispose d'un affichage numérique de la lecture ou d'un lien en temps réel vers un écran d'ordinateur. Enfin, son prix est raisonnable pour votre application particulière. Les compteurs moins chers sont généralement moins précis et donnent souvent des lectures en unités photométriques telles que les pieds-bougies, qui ne sont pas une unité de mesure appropriée pour les plantes. Voici des suggestions pour utiliser correctement ces capteurs :. Il existe de nombreux types de lampes disponibles dans le commerce pour une utilisation dans l'horticulture à environnement contrôlé.

Ces types de lampes peuvent être classés en deux catégories : éclairage photopériodique et photosynthétique. L'éclairage photopériodique est utilisé dans les serres pour réguler la durée de la lumière, ou photopériode. L'éclairage photopériodique est délivré à faible intensité et régule la floraison et la dormance des plantes.

En revanche, l'éclairage photosynthétique est fourni à des intensités élevées et affecte les caractéristiques de qualité des plantes, telles que la croissance et la ramification des racines et des pousses. Les lampes les plus couramment utilisées pour l'éclairage photopériodique sont les lampes à incandescence, les lampes fluorescentes compactes et, plus récemment, les LED à diodes électroluminescentes. , ce qui favorise l'allongement de la tige.

Au fur et à mesure de leur retrait de la production, les producteurs ont installé des lampes fluorescentes, qui ont une plus grande efficacité énergétique et une durée de vie plus longue. Leur qualité de lumière high red:far red ne favorise pas non plus l'extension de la tige, mais peut retarder la floraison de certaines cultures.

Plus récemment, les LED sont devenues de plus en plus courantes pour l'éclairage photopériodique dans les serres. Le principal obstacle aux LED est qu'elles restent le type de lampe le plus cher. L'éclairage photosynthétique est délivré à des intensités élevées afin d'augmenter l'intégrale de lumière quotidienne, ou la quantité totale de lumière reçue par les plantes. Les lampes HPS sont le type de lampe le plus couramment utilisé dans les serres aujourd'hui en raison de leur efficacité énergétique élevée, de leur durée de vie moyennement longue et de la taille relativement petite du luminaire.

Cependant, les lampes HPS ont un coût d'installation modérément élevé et leur durée de vie est fortement réduite par le nombre de cycles d'allumage et d'extinction. Les lampes aux halogénures métalliques sont moins courantes, mais sont surtout utilisées par les détaillants de jardinerie qui utilisent leur espace de vente au détail pour la production en début de saison. Ils émettent une lumière plus blanche et ont une durée de vie modérée.

Semblables aux lampes HPS, elles ont également un coût d'installation modérément élevé et la durée de vie de l'ampoule est réduite avec le nombre de démarrages. Les LED à haute intensité prennent lentement de plus en plus de parts de marché dans l'éclairage horticole. Il continue d'y avoir une grande amélioration de la technologie et de l'intensité lumineuse des lampes. Cependant, ils ont un coût d'investissement relativement élevé, émettent souvent une lumière directionnelle et peuvent avoir des luminaires plus grands qui ombrageront les cultures en dessous.

Les luminaires à LED varient considérablement d'un fabricant à l'autre en termes de directionnalité, d'intensité, de fiabilité, de durabilité et d'efficacité énergétique. Par exemple, certaines LED peuvent émettre une lumière plus directionnelle, ce qui nécessite un plus grand nombre de lampes par acre, tandis que d'autres ont en fait une efficacité énergétique inférieure à celle des lampes HPS. Il peut y avoir certaines situations dans lesquelles les coûts d'investissement élevés des LED seraient avantageux : lorsqu'elles sont utilisées dans des endroits avec des coûts d'électricité élevés, des remises, une faible disponibilité énergétique ou dans des installations de production toute l'année.

Rideaux d'ombrage intérieur Photo : Roberto G. Espacement des lampes incandescentes et fluocompactes pour l'éclairage photopériodique des cultures. Compteurs quantiques à diodes simples et multiples utilisés pour mesurer l'intensité lumineuse instantanée entre nm Photo : Roberto G.

Les lampes à incandescence, fluocompactes et LED sont les plus couramment utilisées pour l'éclairage photopériodique des cultures et diffèrent par le prix d'achat, l'efficacité électrique et la durée de vie de la lampe. Vidéos Les 12 jours de Noël.


Conseils d'utilisation des lampes de culture

L'éclairage à semi-conducteurs basé sur l'utilisation de diodes électroluminescentes LED est potentiellement l'une des plus grandes avancées de l'éclairage horticole depuis des décennies. Les LED peuvent jouer divers rôles dans l'éclairage horticole, y compris l'utilisation dans la recherche en environnement contrôlé, l'éclairage pour la culture de tissus et l'éclairage supplémentaire et photopériodique pour les serres. Les systèmes d'éclairage à LED présentent plusieurs avantages uniques par rapport à l'éclairage horticole existant, notamment la capacité de contrôler la composition spectrale, la capacité de produire des niveaux de lumière très élevés avec une faible chaleur rayonnante lorsqu'ils sont correctement refroidis et la capacité de maintenir un flux lumineux utile pendant des années sans remplacement. Les LED sont la première source de lumière à avoir la capacité d'un véritable contrôle de la composition spectrale, permettant aux longueurs d'onde d'être adaptées aux photorécepteurs des plantes pour fournir une production plus optimale et pour influencer la morphologie et la composition des plantes.

SECTION TROIS LEDS EN HORTICULTURE Pour beaucoup de LED horticoles Contrairement à tous les autres systèmes d'éclairage artificiel, les diodes électroluminescentes.

De la physique aux luminaires en passant par la nourriture : efficacité actuelle et potentielle des LED

Les LED horticoles sont des sources lumineuses à l'état solide qui produisent un rayonnement PAR photosynthétiquement actif sur la plage spectrale allant jusqu'au nanomètre nm pour piloter la photosynthèse dans les plantes. De plus, les LED horticoles peuvent être utilisées pour produire un rayonnement électromagnétique qui cible le spectre actif de la photomorphogenèse, du photopériodisme et du phototropisme chez les plantes. Des systèmes d'éclairage horticole ont été développés pour fournir une lumière photopériodique supplémentaire dans les environnements de serre ou pour fournir une source unique de lumière photosynthétique dans un environnement intérieur contrôlé. L'utilisation de la technologie LED à efficacité énergétique et spectrale dans les lampes de culture de plantes a lancé une révolution dans l'éclairage horticole. La lumière est essentielle à la croissance des plantes. Toutes les plantes, y compris les plantes à fleurs, à fruits et à légumes, sont des autotrophes qui ont évolué pour utiliser la lumière pour stimuler la photosynthèse. La photosynthèse est le processus utilisé par les plantes pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone en glucides complexes, en sucres et en oxygène.

Quelles LED sont idéales pour l'éclairage horticole ?

Conseils d'utilisation des lampes de culture. Dans l'intervalle, l'installation suit ces pratiques d'éclairage pour cultiver du cannabis de qualité à l'intérieur. J'ai écouté un gars sur le tube qui a dit de mettre la LED aussi près que possible et qui a fait brûler la lumière ma première fois. Les lampes de culture à LED ne présentent pas le même risque de brûler les plantes que les ampoules HID, mais leur lumière est extrêmement intense et peut blanchir les pointes de vos plantes. En faisant cela, vous devriez voir un spectaculaire Pour imiter efficacement la lumière naturelle du soleil, une lumière de croissance doit être allumée pendant huit à 16 heures par jour, selon l'endroit où vous vivez, la période de l'année et le type de plante.

Augmenter l'efficacité de la production agricole avec les LED[J]. Consultations d'articles Téléchargements PDF Cité par

Accepter les soumissions

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Technologie LED pour la production agricole dans des environnements contrôlés

Mec, les pizzas ont été tellement bonnes. Salle de culture Intérieure, de plus en plus. Non disponible. Vérifiez l'adresse. La règle générale pour l'éclairage non LED était d'atteindre au moins 50 watts par pied carré. Les lampes fluorescentes pour la culture sont vendues dans des températures de couleur de K à 10, K.

En ce qui concerne l'horticulture, les LED sont très populaires car elles offrent de nombreux avantages par rapport aux lampes de culture traditionnelles.

Barrina led élèvent des lumières

Les lampes HID à décharge à haute intensité sont la norme actuelle de l'industrie utilisée par l'industrie de l'éclairage artificiel des serres en raison de leur viabilité économique et de la fourniture d'un spectre cohérent et adéquat pour la croissance des plantes [1]. Les diodes électroluminescentes LED offrent une multitude d'avantages en tant que sources d'éclairage horticole mais les premières difficultés, principalement le coût et l'intensité, ont limité leur mise en œuvre dans les applications horticoles. Bien que les propriétés aient été abordées dans différentes sections, elles sont étroitement liées.

Tableau quantique bricolage

VIDÉO CONNEXE : DIY LED Grow Light Follow Up - LED basse consommation VS CFL

Diodes électroluminescentes Les LED sont de plus en plus utilisées par les serriculteurs commerciaux, mais leur spectre varie et il y a parfois confusion quant à leur application. De nombreuses plantes ornementales fleurissent lorsque leur horloge biologique est synchronisée avec la durée du jour. Les plantes de jours courts et de jours longs, comme leurs noms l'indiquent, fleurissent le plus rapidement sous des jours courts et longs, respectivement. Pendant les jours courts naturels, l'éclairage nocturne peut retarder la floraison des plantes de jours courts pour stimuler la croissance végétative ou favoriser la floraison des plantes de jours longs. La plupart des ampoules à incandescence ont été supprimées en raison de leur inefficacité énergétique.

Au Canada, comme dans d'autres latitudes plus élevées, il n'y a pas assez de lumière naturelle pour la production de nombreux produits de serre pendant les mois les plus sombres de l'année. Dans ces régions, il est nécessaire pour les producteurs de denrées tout au long de l'année d'augmenter leur déficit d'éclairage naturel avec un éclairage artificiel pour répondre aux besoins d'éclairage économiques minimaux de leurs cultures.

Diodes électroluminescentes pour l'agriculture et l'horticulture en intérieur : partager les connaissances

Yamori W. Photosynthèse et respiration. Plant factory : Un système d'élevage vertical intérieur pour une production alimentaire efficace et de qualité. Presse académique, ; pp. Gupta S D, Agarwal A. Système d'éclairage artificiel pour la croissance et le développement des plantes : Avancement chronologique, principes de travail et évaluation comparative.

L'évolution des LED

Les plantes sont stimulées pour pousser ou mûrir avec une lumière LED ciblée, qui peut être surveillée par des spectromètres rapides et petits, comme le découvre Matthew Dale. Grâce à leur longue durée de vie, leur efficacité énergétique élevée et leur excellent indice de rendu des couleurs, les LED à diodes électroluminescentes remplacent les lampes à incandescence dans un nombre croissant d'applications. L'horticulture est un secteur où les LED remplacent non seulement les sources lumineuses conventionnelles, mais contribuent à faire progresser toute une industrie, où les LED sont utilisées pour augmenter la croissance des plantes jusqu'à 40 % grâce à la fourniture de compositions lumineuses uniques. La croissance des plantes peut être stimulée jusqu'à 40 % avec les bonnes longueurs d'onde de lumière.


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