با استفاده از ال ای دی رشد گیاه یا همان لامپ ال ای دی رشد گیاه ،‌  رشد گیاه شما فوق العاده بهتر میشه و حرفه ای تر از بقیه کار پرورش و رشد گیاهتان را انجام می دهید . اما داشتن اطلاعات کامل و درست در زمینه بسیار حیاتی می باشد .

       


آشنایی کلی با کارکرد ال ای دی :

تمام ال ای دی ها نیمه‌رساناهایی هستند که نور را با استفاده از فرآیندی به نام الکترولومینانس (Electro-luminescence) تولید می‌کنند. ال ای دی از دو نوع ماده تشکیل شده است. مواد دهنده و پذیرنده . مواد دهنده شامل الکترون‌های آزادِ دارای بار منفی (دارنده‌ی الکترون آزاد) هستند و مواد پذیرنده شامل شکاف‌های( حفره‌های) با بار مثبت( گیرنده‌ی الکترون آزاد). زمانی که قسمت دهنده به سر منفی یک مدار الکتریکی و قسمت پذیرنده به سر مثبت مدار وصل می‌شود،‌الکترون‌های آزاد در جریان الکتریکی حرکت می‌کنند. این الکترون‌ها به سمت حفره‌های مثبت در ماده پذیرنده جذب می‌شوند. این در حالی است که حفره‌، انرژی کمتری نسبت به الکترون‌ها دارند. برای قرارگیری الکترون‌ها درون حفره، آن‌ها باید بخشی از انرژی خود رو آزاد سازند. در مورد ال ای دی این انرژی در قالب یک فوتون منتشر می‌شود که همان نور است. شدت نشر این نور از ال ای دی به مقدار انرژی آزاد شده از الکترون‌های منتقل شده به حفره، بستگی دارد.

                          


رنگ منتشر شده از فوتون‌های نوری به جنس ماده نیمه‌رسانا در ال ای دی بستگی دارد. ال ای دی می‌تواند طوری ساخته شود که فوتون‌هایش با بالاترین نقطه بهره‌وری جذب نورِ رنگدانه‌های مهم گیاه همخوانی داشته باشد. مثل قرمز و قرمز سیر(FAR RED) در گیرنده‌ی نوری فیتوکروم و یا همینطور سایر رنگ‌های قرمز و آبی با طیف مشخص که باعث عملکرد فتوسنتزی در گیاه می‌شوند. این بدان معنی است که ال ای دی رشد گیاه، تنها با تولید نوری که برای رشد گیاه لازم است، باعث افزایش کارایی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی شود.


ال ای دی رشد گیاه برای تولید محصول

همین‌طور که می‌دانیم، گیاهان از نور برای توسعه پیدا کردن و فتوسنتز استفاده می‌کنند. نور لازم برای فتوسنتز از روی تابش فعال (سنتزی) یا تراکم شار فوتون (فتوسنتز) مشخص می‌شود. این میزان نور بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر برای فتوسنتز استفاده می‌شود. برای کشت معمولی حداقل ۵۰ تا ۲۰۰ میکرو مول بر مترمربع در ثانیه لازم است. اما این کاملا به نوع گیاه و مقدار نور آن بستگی دارد. به عنوان یک قاعده کلی، هر چه نور بیشتری تأمین شود، گیاه بهتر رشد می‌کند. با این حال نقطه‌ای وجود دارد که تأمین نور بیشتر از آن کارآمد نیست: تقریباً ۵۰۰ میکرو مول بر مترمربع در ثانیه.

وقتی که می خواهید یک چراغ رشد گیاه انتخاب کنید، خیلی مهم است که بدانید گیاهان، مانند انسان نورهای متفاوتی را جذب ‌می‌کنند. نور مناسب برای فتوسنتز بهترین بهره‌وری را در گروه نور آبی و قرمز دارد. این در حالی است که این گروه نور برای انسان در قسمت زرد و سبز است. این یعنی نور فتوسنتز با لوکس و لومن که واحدهای نوری انسان است، یکسان نیست. زمانی که می‌خواهیم چراغ رشد گیاه برای نور خاص فتوسنتز را ارزیابی کنیم این واحد ها PAR یا PPFD خواهند بود. PAR  و LUX‌ متغیرهای مختلف فیزیکی هستند که رابطه مستقیم مشخصی بینشان وجود ندارد. ( توضیحات بیشتر )


ارزیابی یک LED مخصوص رشد گیاه

کیفیت یک ال ای دی رشد گیاه را می‌توان بدون دانش فنی عمیق هم ارزیابی کرد.  هر ال ای دی باید حداقل یک وات انرژی برای روشنایی مؤثر  داشته باشد. کمتر از این مقدار قدرت کافی برای روشن شدن تمام گیاه را ندارد.هنگام ارزیابی یک ال ای دی باید به تراکم بالا و روشنایی بالای ال ای دی‌های یک واتی، همزمان توجه شود. که برای نسل کنونی الی ای دی‌ها این تراکم ۱۰ میلی‌متر است.

 در نیروی ورودی بیشتر، هر ال ای دی روشنایی بیشتری تولید می‌کند اما کارآمدی پایین‌تری دارد( یعنی به ازای هر وات لومن کمتری منتشر می‌کند)و همچنین برای اهداف باغبانی تفاوتی بین ال ای دی ۱واتی و ال ای دی ۳ واتی در قدرت نفوذ وجود ندارد. این یک تفاوت اساسی بین سیستم‌های رشد گیاه سنتی و سیستم‌های مبتنی بر LED مخصوص رشد گیاه است. یک مدار، شامل نود ال ای دی یک واتی قوی‌تر و مؤثرتر است از یک مدار با سی ال ای دی سه واتی است.

فاکتور دیگری که باید به آن توجه کرد این است که، عموما انرژی یک ال ای دی سه واتی، به عنوان مثال، بین ۲٫۲وات و ۲٫۸وات محدود شود. لومن مؤثرِ بهینه، گرمای تلف شده و میزان عمر هر دیود را باید مورد بررسی قرار داد، چرا که لامپ ال ای دی، انرژی را صرف درایو ال ای دی، پروانه‌‌های خنک‌کننده و حرارت تلف شده هم می‌کند. برای مثال، یک ال ای دی ۱۳۵واتی، در واقع، تنها حدود ۱۱۰ وات انرژی نوری تأمین می‌کند.

تنظیمات متعددی برای سیستم‌های ال ای دی رشد گیاه وجود دارد مثل تنظیمات مربوط به چراغ‌های UFO‌ رشد، پنل‌های رشد گیاه، چراغ‌های تک نقطه‌ای. در بعد عملی، دشواری استفاده از ال ای دی، در پیروی آن از قانون مربع معکوس است، یعنی اگر فاصله گیاه از منبع نور دو برابر شود، مقدار کاهش اثر نور نه به اندازه‌ی دو برابر، بلکه به اندازه‌ی توان دو، یعنی چهار برابر آن فاصله، کاهش میابد.

مزیت‌های بالقوه چراغ‌های رشد ال ای دی

از آن‌جایی که چراغ‌های ال ای دی فوتون‌های نوری و حرارت غیرضروری کمتری تولید می‌کنند، یکی از مهم‌ترین برتری‌های آن‌ها بهره‌وری انرژی است. گرمای تولید شده از چراغ‌های رشته‌ای و گازی اگر چه ممکن است برای گیاه مفید باشد، اقتصادی نیست.

زمانی که ال ای دی‌ها را با معمول‌ترین منبع برای رشد گیاه یعنی لامپ بخار سدیم قیاس می‌کنیم، کاملاً قابل تشخیص است که جدیدترین ال ای دی‌ها بیشترین بهره‌وری را نسبت به آن‌ها دارند. لامپ بخار سدیم به ازای هر پول انرژی ۱٫۸ میکرومول روشنایی ایجاد می‌کند در حالی که این مقدار برای ال ای دی‌ها ۲٫۳ میکرومول است.

به علاوه، ال ای دی‌های رشد گیاه انرژی اتلاف‌شده‌ی کمتر ایجاد می‌کنند و برای همین می‌توان آن‌ها را در مکان نزدیک‌تری به گیاه نصب کرد بدون آن‌که نگرانی از زیاد شدن گرما یا تنش گرمایی برای گیاه وجود داشته باشد. برای مثال، لامپ‎‌های گازی با تراکم تخلیه بالا نیازمند فاصله‌ی زیادی با گیاه هستند تا از آسیب حرارت ایجاد شده از آن‌ها به گیاه جلوگیری شود. این بدان معنی است که طراحی سیستم‌های ال ای دی با انعطاف‌پذیری بیشتر امکان پذیر است. به عنوان مثال روشنایی افقی، عمودی یا حتی بین هر محصول ممکن است.

برخی موانع…

ویژگی‌هایی که گفته شد، ال ای دی‌ها را به جایگزینی جذاب مقابل دیگر منابع روشنایی برای رشد گیاه،‌ تبدیل می‌کنند. با این حال، ال ای دی‌ها هنوز به عنوان یک منبع نور برای مصارف باغبانی پذیرفته نشده‌اند. چراغ‌های رشد ال ای دی نیار به سرمایه‌گذاری اولیه‌ی بیشتری دارند و عموماً چراغ‌های ال ای دی هزینه‌ی بیشتری نسبت به کل تجهیزات محیطی دیگر دارند. این هزینه‌ها ممکن است باعث تردید کشاورزان و باغبانان شود. خوشبختانه تحولات و پیشرفت در ال ای دی بسیار سریع است‌ و هر ده سال قیمت‌های ال ای دی یک دهم و کارایی آن بیست برابر شده است.

یکی از نقاط ضعف مهم و جدید، برخی فعل و انفعالات ال ای دی روی رشد گیاه است. بعضی باغبانان کاهش ثمردهی و رشد گیاهان با روش ال ای دی رشد گیاه در مقایسه با روش‌های سنتی را تجربه کرده‌اند. همینطور برخی مطالعات کاهش رشد و عملکرد گیاهی را به خاطر روشنایی ال ای دی نشان می‌دهد. در این مواقع، یکی از اشتباهاتی که ممکن است در محاسبات اثر کرده باشد اثر گرما است. گرمای بیشتری که برای مثال از لامپ‌های رشته‌ای و گازی منتشر می‌شود تأثیر به سزایی در رشد گیاه دارند. عموماً این کاهش گرمای حاصل از تغییر سیستم روشنایی به ال ای دی رشد گیاه است که باعث تأثیرات منفی می‌شود.

نکته‌ی مهم در مورد طیف نوری این است که به یاد داشته باشیم ترکیبات قرمز با آبی/قرمز تنها کافی نیستند. بسیاری از از اولین نسل ال ای دی‌های رشد تنها دو رنگ قرمز و آبی را داشتند که برای رشد گیاهان کافی نبود. با این‌که این دو طول موج برای تأمین انرژی ثابت (فتوسنتز) کافی هستند اما بیشتر گیاهان به دیگر قسمت‌های طیف نوری هم، نیاز اندکی دارند. برای اطمینان از اینکه یک فرآیند با چند گیاه، به طور مؤثری تحت تأثیر قرار گیرد باید از پهنه‌ی طیف نور فتوسنتزی (شبیه نور خورشید) بهره گرفت.

بیشتر تولیدکنندگان چراخ‌های رشد گیاه (لامپ ال ای دی رشد) طیف دقیق نوری را به عنوان راز حفظ می‌کنند. آن‌ها معمولاً اصطلاح “دما رنگ” را برای توصیف ترکیب رنگ استفاده می‌کنند. اساساً دما رنگ بین ۲۷۰۰کلوین( سفید گرم) و ۶۵۰۰کلوین(سفید خنثی) برای تولید گیاه کاربرد دارند. به یاد داشته باشید که رنگ خنثی‌تر و آبی رنگ‌تر می‌تواند در گل‌دهی گیاه تأثیر منفی بگذارد.



ال ای دی قطعاً مناسب کشت گیاه است، اما باید هنگام انتخاب یک ال ای دی ‌مخصوص رشد گیاه به هوش باشید. اگر نوع جدیدی از چراغ ال ای دی را امتحان می‌کنید، باید به اجزای داخلی آن یعنی، نور فتوسنتزی، طیف نور هر رنگ و مصرف برق آن توجه بیشتری بکنید.


درمورد ال ای دی رشد گیاه به یاد داشته باشید که:

برای روشنایی گیاه حداقل ۹۰ وات انرژی توصیه می‌شود.

هر LED باید یک وات یا بیشتر، ترجیحاً ۱۰میلی‌متری و از آخرین نسل باشد .

به دنبال ال ای دی‌های با تراکم و روشنایی بالا باشید .

بر خلاف انتظارتان، قدرت برق ورودی بیشتر باعث کاهش کارآمدی LED‌ می‌شود. (سه ال ای دی یک وات بهتر از یک ال ای دی سه وات است)

دو برابر کردن فاصله‌ی بین چراغ رشد و گیاه باعث یک چهارم شدن اثر نور می‌شود.

حیطه‌ نور فتوسنتزی برای اکثر گیاهان از ۵۰تا۲۰۰ مول بر مترمربع بر ثانیه تا ۵۰۰ مول بر مترمربع بر ثانیه است.

یک طیف نور وسیع (با ترکیب سه یا ۵رنگ متفاوت) وبه همراه نور قرمز و قرمز سیر برای گلدهی استفاده کنید.

هنگامی که مشخصات تولید گیاهی را ندارید سعی کنید دما رنگ را بین ۲۷۰۰ تا ۶۵۰۰ کلوین تنظیم کنید .




روشنایی ال ای دی مناسب کاکتوس           مختصر و مفید با نور آکواریوم ( طیف نوری آکواریوم ) 




طبقه بندی: جواد الکترونیک ( آشنایی و کار با ال ای دی )،

شنبه 16 شهریور 1398 | 11:30 ق.ظ | جواد جواد | نظرات