Преимущества светодиодного освещения могут увеличить производство птицы и доход
Технология освещения выгодна для медико-биологических приложений, поскольку светодиодные источники обеспечивают свет в узком спектре с низким энергопотреблением. Согласно данным, для экономии затрат и увеличения производительности в птицеводческих хозяйствах используется полупроводниковое освещение.
Ожидается, что к 2030 году мировой спрос на продукты питания удвоится. Производители используют инновационные технологии для повышения производительности при меньших затратах и меньшем воздействии на окружающую среду, чтобы удовлетворить этот спрос. Большинство этих производственных инноваций сосредоточены на улучшении традиционных ресурсов, включая воду, воздух, питательные вещества и укрытие. Свет — это промышленный ресурс, который в основном неизвестен.
Фермеры могут значительно увеличить производство яиц, мяса и других источников белка, значительно сократив потребление энергии и другие производственные затраты, используя светодиодное освещение и используя особые спектральные потребности птицы, свиней, молочного скота, рыбы или ракообразных. Они также могут снизить стресс и смертность, контролировать циркадный ритм и снизить стресс и смертность с помощью светодиодного освещения и других средств.
Освещение для сельского хозяйства является одним из специализированных приложений, которые стали возможными благодаря твердотельному освещению (SSL), как упоминалось в статье журнала LEDs Magazine за июнь 2013 года. Такие приложения могут принести большую финансовую выгоду. Наряду с более мелкими компаниями, такими как Once Innovations, Luma Vue и NextGen Illumination, которые поставляют светодиодные лампы, в частности, для птицеводческого рынка, крупные игроки SSL, такие как Philips и Osram Sylvania, создали спектрально настроенные светодиодные лампы для сельского хозяйства и садоводства.
В своих коровниках многие животноводы продолжают использовать лампы накаливания общего назначения мощностью 60 Вт, 80 Вт и 100 Вт для жилых и коммерческих помещений. Однако свет лампы накаливания — это не то же самое, что солнечный свет, и лучший свет для людей не всегда может быть лучшим светом для животных. Эти лампы идеально адаптированы к человеческим ситуациям. Жизнь на солнечном свете, спектр которого сильно отличается от спектра света ламп накаливания, позволила животным развиваться. Все цвета сочетаются в солнечном свете. Количество каждого оттенка при обычном полуденном солнечном свете показано на рис. 1а. В это время суток вы заметите, что синие и зеленые цвета ярче красных. Количество цвета при обычном послеполуденном солнечном свете показано на рис. 1b. Как видите, красные теперь более яркие, чем зеленые и синие.
Современные системы освещения коровников стараются походить на солнечный спектр, который предлагает непрерывный спектр без промежутков между ними и содержит все оттенки. Непрерывный спектр лампы накаливания (рис. 2а) дает глубокий красный цвет с уменьшенным зеленым и очень небольшим количеством синего, успешно имитирующий солнечный свет заката. Полуденное солнце, богатое голубыми и зелеными оттенками и менее красное, не моделируется этим спектром. Некоторые производители пытаются изменить спектр, нанося покрытие на колбы, однако этот метод не дает непрерывного спектра. Кроме того, для ламп накаливания требуется светильник, рассчитанный на использование во влажных условиях, часто перегорающий и очень неэффективный (вырабатывающий больше тепла, чем света). Конечно, с запретом на производство ламп накаливания все это вскоре станет неактуальным.
Хотя компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) эффективны и дают белый свет, их светоотдача по-прежнему оптимизирована для человеческого зрения. Для создания белого света создаются и комбинируются небольшие полосы красного, зеленого и синего цветов. Большие спектральные промежутки между красными, синими и зелеными пиками приводят к потере многих красных, синих и зеленых длин волн, наблюдаемых в солнечном свете (рис. 2b). Большинство более глубоких красных оттенков теряются из-за крайней слабости синего света. В общем, компактные люминесцентные лампы плохо имитируют естественный солнечный свет. Они также нуждаются в корпусе, чтобы быть влагостойкими, их трудно затемнить, они содержат незначительное количество ядовитой ртути внутри, их трудно чистить из-за их фигурной конструкции, они не обеспечивают эффективного затемнения и имеют гораздо более короткий срок службы при затемнении.
Цветовой спектр натриевых ламп высокого давления (HPS) наиболее яркий в красных и желтых тонах, что придает лампам характерный оранжево-желтый или янтарный оттенок. Лампы HPS обеспечивают выдающуюся эффективность и высокую светоотдачу. Однако большая часть цветового спектра, особенно зеленый и синий, отсутствует, как и в КЛЛ. Кроме того, натриевые лампы могут содержать ртуть и/или натрий, их чрезвычайно сложно регулировать, требуется много времени для прогрева, для работы требуется балласт, они стоят дорого.
Среди решений для сельскохозяйственного освещения светодиоды являются наиболее эффективными и экологически выгодными, поскольку они сочетают синий светодиод с красным и зеленым люминофорами для получения белого света. Спектр почти непрерывный (рис. 3), с большим количеством зеленого и красного, а также очень яркого синего. Без спектральных промежутков других технологий спектр светодиодов предлагает близкое приближение к дневному свету с человеческой точки зрения, даже если это не совсем дневной свет. Кроме того, они самые прочные, очень прочные, устойчивые к ударам и вибрации и позволяют изменять цвет и управлять цветом. Срок их службы может достигать 10 лет при круглосуточной эксплуатации. Самые высокие первоначальные инвестиции в светодиоды вскоре окупаются за счет экономии энергии, что делает их наиболее доступной альтернативой сельскохозяйственному освещению.
