LED植物生長燈的發展現狀及前景分析

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-08-09

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隨著農村經濟的快速發展，人民生活水平的提高，農民對照明品質的要求也在提高，尤其是國家推廣節能照明的政策出臺實施以來，進一步激發了巨大的農村市場需求。在這里，“農村市場”已不是地域上的意義，而代表了一種消費能力和層次。

　　而在農村市場最大的渠道就在于植物生長燈，在第23屆“臺北國際光電周”展覽會上，植物工廠呼應綠能經濟與氣候變遷趨勢，展出植物生長燈、水耕設施、檢測和環控節能系統等設備，相當吸睛。

　　近年，完全人工光控制型植物工廠在全球范圍內正逐步形成半導體產業的新顯學，結合傳統農業的技術優勢、半導體產業的照明與自動化技術，加上網絡信息的深厚產業基礎，一時之間植物工廠似乎成為全球半導體產業發展的重要應用與發展方向。

　　LED植物燈市場發展現狀

　　在日韓早已流行得一塌糊涂的植物照明近日在中國開始受到關注。LED植物燈的銷售市場都集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農業人員較少的國家和地區。但隨著LED植物生長燈滲透率的提升，中國市場進入爆發期。據調查，全球LED植物生長燈產值在2013年起開始呈現高速成長，產值雖僅千萬美元規模，但預估2014年將逾3500萬美元，2017年更可望挑戰3億美元。

　　拓墣產業研究所光電產業中心研究員林佩璇表示，2013年LED植物燈成本已較2010年大幅下滑，每一流明約當新臺幣0.38元，僅為2010年1.8元的1/5，進而帶動Philips、Osram、Mitsubishi、Panasonic等國際大廠，紛紛投入LED的植物工廠創新應用，兼具LED及農業兩大產業優勢的臺灣，當然也不希望錯過商機，把農業添加科技創新，3c認證，讓企業晉升億元身價。

　　臺灣在植物工廠具有研發LED燈特殊波長、可客制化產品，低建置成本，整體解決方案，技術轉移等優勢，但同時也面臨政府支持力道不足，產品參差不齊，品牌知名度過低等隱憂，現階段首要解決問題，就屬LED植物燈的推廣策略。

　　植物工廠起源于1957年丹麥因日照不足阻礙植物生長發展，爾后日本、美國、荷蘭相繼投入，然而在成本過高、技術不足、經驗不佳等因素下，導致經營不善，直至21世紀，因溫室效應日益嚴重才重新受到各界重視。

　　從農業發展的角度來看，現代農業發展由于化肥與農藥的使用，家用照明，得以迅速提升產量以供應激增的人口所產生的巨大糧食需求，對解決全球糧食與貧窮問題居功偉。但傳統農業純屬靠天吃飯，不僅作物栽培受到氣候與季節限制，無法完全按計劃生產，即使作物豐收都受到量多價跌的影響;再加上農民為了確保收成，大量使用農藥來防治病蟲害，因而造成食品安全的疑慮，又為了提高產能，過度使用化肥，不僅增加成本、更污染農田、河川、湖泊與海洋，更可能造成硝酸鹽含量過高，傷害消費者。

　　植物工廠走俏的另一個原因是，全球建筑業因經濟景氣低迷和公共建設項目減少，急于通過投資農業尋求新發展。連鎖餐飲和超市企業則希望自建蔬菜基地以形成穩定的原料供應。電子行業因制造部門逐步向海外轉移，大量用于生產芯片等精密器件的清潔車間閑置，這些廠房只需稍加改造就可變身植物工廠。因此，這三個行業成為投資植物工廠最積極的先鋒。

　　所以植物工廠這種高度自動化，可以像工廠一樣全年無休排程種植，在地生產新鮮、衛生蔬果的科技農業，并且不會對環境造成污染的優點，自然引起政府與學研單位的高度重視，加上采用植物工廠的生產模式所節省的運輸成本，植物工廠就有機會變成一個傳統作物生產模式的真正替代選項，這也是風投與私募基金關注植物工廠的原因。

人口膨脹與水資源乏是全球性的大問題，全球人口目前為70億，未來四十年有可能增加到92億，以目前仍有將近10億的饑餓人口來算，40年內需要提升將近58%的糧食產能;但現有耕地已經使用了80%，加上氣候異常、可耕地面積減少，以及青壯人口離農趨勢等不利因素，前景堪慮。此外，傳統農業用去了全球大約87%的淡水資源，所以單位面積生產力的大幅提升與節水技術的建立都是刻不容緩的研究課題。

　　2013年9月10日，國家半導體照明工程研發及產業聯盟標準化委員會(CSAS)發布CSA021-2013《植物生長用LED平板燈性能要求》聯盟 標準。該標準對植物生長用LED平板燈的術語和定義、分類與命名、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存進行了規定。

　　目前，植物生長用的 LED光照產品形式眾多，如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等，都將會隨著技術的發展而逐步變化。CSAS將根據技術發展逐步開展植物生長用LED光照方面的標 準化工作，推動科技進步，支撐產業發展。

　　何為LED植物生長燈

　　LED植物生長燈是種植物燈的一種，它以LED(發光二極管)為光源，依照植物生長規律必須需要太陽光，用燈光代替太陽光給植物生長發育環境的一種燈具。

　　LED植物生長燈介紹

　　光環境是植物生長發育不可缺少的重要物理環境因素之一，通過光質調節，控制植株形態建成是設施栽培領域的一項重要技術。

　　LED植物生長燈是以LED（發光二極管）為光源，依照植物生長規律必須需要太陽光，用燈光代替太陽光給植物生長發育環境的一種燈具。

　　LED植物燈，有助縮短植物的生長周期，因為這種燈的光源主要是由紅藍光源組成的，采用植物最敏感的光波段，紅光波長使用620-630nm和640-660nm, 藍光波長使用450-460nm和460-470nm。讓植物在生長過程中促進多發側枝和芽的分化，加快根莖葉生長，加快植物碳水化合物的合成和維生素的合成，縮短了生長周期。

　　LED在植物設施栽培環境中的大量應用研究結果表明，車間照明，LED植物燈特別適合應用于人工光控制型植物設施栽培環境。

　　人工光源的色溫與流明是以生物的眼睛所看到的，ROSH認證，而植物對光的需求是行光合作用，這是不看色溫與流明的是以輻射值論定的。

光譜范圍對植物生理的影響

　　·280~315nm––>此種波長已屬紫外線光線，對于各類動、植物甚至于菌類生長，均有直接壓制性生長的功能，對形態與生理過程的影響極小。

　　·315~400nm––>此種光波亦屬遠紫外線光雖無紫外線傷害植物，為對植物生長并無直接作用，葉綠素吸收少，影響光周期效應，阻止莖伸長。

　　·400~520nm（藍）–>此類波長可直接處使植物根、莖部位發展，對于葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用影響最大。

　　·520~610nm（綠）–>綠色性植物排斥性推擠，綠色素的吸收率不高。

　　·610~720nm（紅）–>植物的葉綠素吸收率不高，LED射燈，唯此波長對于光合作用與植物生長速度有顯著影響。

　　·720~1000nm––>此類波長泛屬紅外線波長，對于植物的吸收率低，可直接刺激細胞延長，醫院led照明，會影響開花與種子發芽。

　　·＞1000nm––>已接近雷射光波長已轉換成為熱量。