حققت سامسونج LED انخفاضًا بنسبة 6% في انبعاثات الكربون لزراعة الخس في مصانع النباتات من خلال طيف مخصص للإضاءة الزراعية بطول موجي ذروي يبلغ 437nm!
أُقيم أسبوع التوعية الوطني بتوفير الطاقة لعام 2022 في الفترة من 13 إلى 19 يونيو، تحت شعار "الأخضر ومنخفض الكربون، توفير الطاقة أولاً". وكان اليوم الوطني منخفض الكربون في 15 يونيو، تحت شعار "تنفيذ إجراءات 'الكربون المزدوج' لبناء وطن جميل معًا".
لتعزيز التوعية بتوفير الطاقة وخفض الكربون على نطاق واسع والدعوة بقوة إلى نمط إنتاج وحياة أخضر ومنخفض الكربون، تتعاون شبكة الصين للإضاءة، وشبكة الإضاءة الزراعية، وفصل مينغ لتوجيه دعوة واسعة لشركات الإضاءة والوحدات المستخدمة لتقديم تقنيات وحالات مشاريع تتعلق بتوفير الطاقة وانخفاض الكربون (التفاصيل: أسبوع التوعية الوطني بتوفير الطاقة 2022 - دعوة لتقديم حالات توفير الطاقة وانخفاض الكربون في الإضاءة). توضح حالة المساهمة التي ننشرها في هذا العدد الخصائص التقنية وتأثيرات توفير الطاقة لحل إضاءة الزراعة الداخلية من سامسونج.
تواصل الأرض مواجهة تغير مناخي شديد، ومن المتوقع أن تنخفض غلات المحاصيل تدريجيًا في السنوات القادمة، مما يؤدي إلى تفاقم نقص الغذاء. بالإضافة إلى ذلك، تتقلب أسعار الخضروات بشكل كبير بسبب التغيرات الموسمية، وهو ما يمثل مشكلة أيضًا. خلال موسم حصاد الخريف، تبقى الأسعار منخفضة نسبيًا، لكنها ترتفع بشكل حاد في الشتاء. تشير هذه المشكلات إلى أن إنتاج المحاصيل يعتمد اعتمادًا كبيرًا على المناخ. تواجه الزراعة تحديات وتتطلب طرق زراعة جديدة.
بالإضافة إلى انخفاض غلة المحاصيل، توجد مشكلة هدر الغذاء. وفقًا للأبحاث، يتم التخلص من أكثر من ثلث الفواكه والخضروات قبل وصولها إلى المستهلكين، ويرجع ذلك أساسًا إلى الإفراط في العرض والتلف. يبلغ متوسط مسافة نقل الخضروات في الولايات المتحدة من المزرعة إلى المائدة 1,596 ميلًا، وتؤدي مسافات النقل المفرطة إلى تلف الغذاء. لتقصير مسافات النقل، تبحث الزراعة عن طرق جديدة لزراعة الخضروات في المناطق الحضرية حيث تتواجد مجموعات المستهلكين.
يمكن للزراعة الداخلية معالجة كل هذه المشكلات، ولهذا السبب يتم بناء مزارع داخلية كبيرة في جميع أنحاء العالم. الإضاءة هي العامل الأكثر أهمية في الزراعة الداخلية. نظرًا لأن المزارع الداخلية تفتقر إلى ضوء الشمس، فإن الإضاءة الاصطناعية هي مصدر الضوء الوحيد المتاح. لذلك، تعتبر إضاءة البستنة المحسنة أمرًا حيويًا لنجاح الزراعة الداخلية.
عندما يتعلق الأمر بأنظمة إضاءة الزراعة الداخلية، يجب أيضًا مراعاة عدة عوامل. نظرًا لأن مصابيح الزراعة الداخلية تبقى مضاءة لفترات طويلة، فإن تكاليف التشغيل المرتفعة المرتبطة بفواتير الكهرباء الباهظة هي إحدى عيوب الزراعة الداخلية. لذلك، يجب أن يكون نظام الإضاءة المثالي قادرًا على توفير الطاقة وتقليل التكاليف مع تعزيز نمو النبات. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون إضاءة الزراعة الداخلية قادرة على تحمل البيئات القاسية ذات درجات الحرارة والرطوبة العالية، وكذلك الاستخدام المتكرر للأسمدة.
ميزات ومزايا وتأثيرات توفير الطاقة للحل المتكامل
لهذه الأسباب، تركز حل متكامل لإضاءة الزراعة الداخلية من سامسونج على 4 ميزات رئيسية . أولاً، بفضل كفاءة الفوتون الضوئي (PPE) الرائدة في الصناعة، يقلل حلنا المتكامل من استهلاك الطاقة، مما يقلل إلى الحد الأدنى من تكاليف التشغيل. تتميز بكفاءة عالية في استخدام الضوء، مما يعزز نمو النباتات ويطيل بشكل كبير مدة الصلاحية. وأخيرًا، تحسن تقنية الرقائق المقلوبة المتقدمة من سامسونج موثوقية مصابيح LED الخاصة بنا في الظروف القاسية.
يعد استخدام مصابيح LED ذات طيف مخصص للإضاءة الزراعية هو المفتاح لحل إضاءة الزراعة الداخلية من سامسونج. على عكس مصابيح LED البيضاء التقليدية التي تبلغ ذروتها عند 450nm، يقلل حلنا الذروة إلى طول موجي أقصر يبلغ 437nm لتحقيق الكفاءة المثلى لتعزيز نمو النبات.
باستخدام رقائق زرقاء تحول الإشارات الكهربائية إلى طاقة ضوئية، حددنا الطول الموجي الذروي الذي يحسن الكفاءة. يصل تصميم طيف LED النهائي لدينا إلى الذروة عند 437nm، محققاً أعلى كفاءة فوتونية تركيبية (PPE).
مقارنةً بمصابيح LED البيضاء ذات الطيف الكامل التقليدية التي تبلغ ذروتها عند 450 نانومتر، فإن مصابيح LED التي تبلغ ذروتها عند 437 نانومتر تتمتع بكفاءة فوتونية نباتية (PPE) أعلى بنحو 2%، وتحافظ على كفاءة أعلى عند تيارات أعلى. هذا أمر قيم للغاية لبيئات الزراعة الداخلية التي تستخدم تيارات عالية.
تستجيب النباتات للطيف بأكمله، بما في ذلك الأطوال الموجية الحمراء والخضراء والزرقاء المناسبة للنمو. ومن بينها، لا يؤثر الضوء الأزرق فقط على التشكل الضوئي، أي استجابة أنماط نمو النبات للطيف، بل يعزز أيضًا إنتاج المستقلبات الثانوية مثل الفينولات أو الفلافونولات. والتشكل الضوئي هو النمو الذي تتوسطه الضوء، مما يعني أن أنماط نمو النبات تستجيب للطيف.
أجرينا سلسلة من التجارب بالتعاون مع جامعة كورية مرموقة معروفة بأبحاثها الزراعية والزراعية المتخصصة. على مدى ستة أسابيع، قمنا بزراعة نوعين من الخضروات الورقية تحت بيئات إضاءة LED مختلفة وأطوال موجية مختلفة. كان هناك أربعة مصادر ضوء مختلفة في المجموع، بما في ذلك طيفان جديدان بطول موجي 437nm، وطيف ضيق يجمع بين الضوء الأزرق والأحمر، ومصباح LED أبيض كامل الطيف تقليدي. تم التحكم في جميع ظروف الزراعة الأخرى (مثل درجة الحرارة والرطوبة) والحفاظ عليها ثابتة. من خلال تحديد PPFD موحد لكل بيئة، قاسنا نمو النبات واستهلاك الطاقة تحت كل مصدر ضوء LED. كما بحثنا في الاختلافات في مستويات العناصر الغذائية للنبات ودرجة تكوين البكتيريا المتعلقة بقابلية تخزين المحاصيل. ومن خلال هذه التجارب، أكدنا المزايا المحددة للإضاءة الزراعية المتخصصة لذروة 437nm.
إحدى أقوى ميزات مصابيح LED للزراعة الداخلية من سامسونج هي قدرتها على توفير الطاقة . يستهلك حلنا طاقة أقل بكثير من أي مصدر ضوء موجود للزراعة الداخلية، بما في ذلك مصابيح LED ذات الطيف الضيق ومصابيح LED ذات الطيف الكامل التقليدية. استهلاك الطاقة للطيف المخصص للإضاءة الزراعية من سامسونج أقل بنسبة 30% من مصادر الضوء الأخرى.
وبالمثل، توفر حل الإضاءة للزراعة الداخلية من سامسونج أداءً أعلى لـ PPFD، مما يؤثر إيجابياً على نمو النباتات. وفقاً للتجارب، تحت نفس القدرة، تطور النباتات المعرضة لمصابيح LED ذات طيف مخصص للإضاءة الزراعية مع PPFD أعلى أوراقاً أكثر سمكاً وكبراً مقارنة بالنباتات المزروعة تحت أنواع أخرى من الإضاءة. علاوة على ذلك، تحتوي النباتات المزروعة تحت حل الإضاءة الخاص بنا على مستويات أعلى بكثير من الفلافونويدات، وهي مركبات تحتوي على مضادات الأكسدة.
من بين المصابيح ذات مستويات PPFD المتشابهة، تكون النباتات المزروعة تحت سلسلة Samsung EVO أكثر كثافة بشكل ملحوظ وذات أوراق أكبر بفضل طيف الإضاءة الزراعية الفريد من سامسونج.
خلصت التجربة إلى أن النباتات المزروعة في بيئة ذات طول موجي 437nm تكون أكثر صحة ويمكنها تثبيط نمو البكتيريا والفطريات والكائنات الدقيقة الأخرى بشكل أكثر فعالية، مما يحقق استقرارًا أفضل أثناء التخزين. قارنا المحاصيل في يوم الحصاد، وكذلك بعد 7 و14 يومًا، ووجدنا أن النباتات المزروعة تحت سلسلة EVO ذات الطول الموجي القصير عند 437nm كانت تحتوي على بكتيريا وفطريات أقل.
يُعد استهلاك الطاقة أحد أكبر الأعباء في الزراعة الداخلية. لا تقلل حل الإضاءة للزراعة الداخلية من سامسونج من استهلاك الطاقة فحسب، بل توفر أيضًا أدنى استثمار أولي مقارنة بالمنتجات الأخرى. بشكل عام، يحقق حلنا أدنى تكلفة إجمالية مع وعد بعمليات أكثر اقتصاداً واستدامة.