Introduction
Selon un rapport d'étude de marché (1), le marché des LED devrait atteindre plus de 1,9 billion de dollars d'ici 2020. Avec une prise de conscience accrue de ses avantages, l'éclairage de croissance des plantes à LED devrait connaître une phase de forte croissance dans les années à venir dans des applications telles que comme l'agriculture verticale, les serres commerciales et les plantations urbaines intérieures. De plus, la tendance à la hausse de la culture en intérieur, les réglementations gouvernementales favorisant l'éclairage LED et l'exigence d'une technologie d'éclairage économe en énergie et durable pour compléter l'éclairage naturel pour la croissance des plantes, stimulent la croissance du marché des solutions LED. Une lampe de croissance ou une lampe horticole est une source de lumière artificielle, généralement une lumière électrique, conçue pour stimuler la croissance des plantes en émettant un spectre électromagnétique approprié à la photosynthèse. Les lampes de culture sont utilisées dans des applications où il n'y a pas de lumière naturelle ou lorsqu'une lumière supplémentaire est requise. Ces luminaires à diodes électroluminescentes (DEL) sont peut-être relativement nouveaux sur le marché de la lumière de croissance, mais ils sont devenus très populaires en raison de leur efficacité énergétique, de leur gradabilité et de leur longue durée de vie.
Spécifique au spectre
En règle générale, les lampes de culture à LED combinent différentes couleurs pour obtenir une longueur d'onde spécifique pour différents types de plantes. Ils peuvent être conçus avec une couleur spécifique pour fournir une croissance et des rendements optimaux car ils ont des longueurs d'onde différentes et les plantes réagissent favorablement à ces longueurs d'onde par rapport au spectre lumineux. Par exemple, la longueur d'onde de la lumière rouge est d'environ 630-660 nm et est essentielle à la croissance des tiges ainsi qu'à l'expansion des feuilles. Quant à la longueur d'onde de la lumière bleue, bien qu'elle ne soit que de 400-520nm, elle augmente la teneur en chlorophylle présente dans la plante et l'épaisseur de la feuille. Étant donné que la LED est en fait une diode, ses courbes de courant direct et ses caractéristiques de tension (Vf) de différentes couleurs sont différentes. Dans le tableau ci-dessous, nous pouvons voir ces différences. Comme indiqué dans le tableau 1, avec un courant direct de 20 mA, le Vf pour une LED rouge standard est de 1,8 V et de 3,6 V pour une LED bleue. Pour obtenir une longueur d'onde spécifique en combinant différentes LED colorées, la gamme Vf totale est large et variée. Nous aurons besoin d'un pilote de LED qui fonctionne dans une large région de courant constant afin qu'il puisse être utilisé avec différentes lampes de culture à LED.
L'efficacité énergétique
Comme nous l'avons indiqué, une LED individuelle peut émettre une couleur de lumière spécifique. Vous trouverez ci-dessous une illustration de la sortie spectrale d'une LED rouge (courbe rouge) et d'une lampe HPS typique (courbe arc-en-ciel). Nous pouvons voir à quel point le rendement lumineux des LED est étroit par rapport à la lampe HPS : les LED ont la particularité de produire une gamme très étroite de lumière colorée sur le spectre électromagnétique, comme la courbe rouge illustrée à la figure 2. Toute l'énergie utilisée pour créer la lumière en dehors de la région PAR est gaspillée à un degré plus ou moins grand. La région PAR (rayonnement photosynthétiquement actif) que les plantes peuvent utiliser dans le processus de photosynthèse est de 400 à 700 nanomètres.
C'est précisément pourquoi les LED sont "plus efficaces" que les HID. En termes de lumens par watt, les lampes HPS à double extrémité sont assez efficaces par rapport aux autres types d'éclairage artificiel traditionnel, produisant plus de 100 lumens par watt. Cependant, si l'on considère les LED, le rendement lumineux dépasse 300 lumens par watt. En d'autres termes, l'efficacité de la lumière de croissance à LED est environ 3 fois supérieure à celle de la lumière HPS. Par conséquent, nous devons tenir compte du fait que pour que le luminaire à LED offre une efficacité élevée, le pilote de LED doit également avoir une capacité de conversion de tension efficace. Vie utile Dans tous les types de luminaires, la quantité de lumière émise (mesurée en lumens ou en irradiance photonique PAR) diminue avec l'utilisation. Par exemple, le rendement des lampes HID peut se dégrader de 10 à 15 % après seulement un an de fonctionnement et dans le cas des HPS, à mesure qu'elles se dégradent, le spectre se déplace vers la plage verte/jaune, qui est la plage de spectre la moins utilisée. par les plantes.
Pour cette raison, la plupart des cultivateurs professionnels remplacent leurs ampoules HID au moins une fois par an. Cependant, les LED de croissance sont garanties pour avoir une durée de vie d'au moins 50.000 10 heures avec moins de XNUMX % de perte de puissance et continuent souvent à fonctionner au-delà des spécifications avec peu ou pas de changement de spectre. Dans une bonne installation de luminaires LED pour l'horticulture, un driver LED fiable et bien qualifié ne peut pas manquer.
estompé
Théoriquement, avec les LED, nous avons plus de contrôle sur l'intensité de la lumière puisque les LED sont dimmables. La gradation est importante car la quantité de lumière fournie est associée à la photosynthèse. Dans les installations trop éclairées, l'énergie est convertie en chaleur et l'activité photosynthétique diminue. Chaque plante est différente en ce sens, même pendant le cycle de vie, le comportement de chaque plante varie également. La capacité de gradation des LED offre l'avantage distinct de créer le meilleur environnement d'éclairage adapté aux différents besoins des plantes en fonction de leur phase de croissance. Pour certaines cultures horticoles, les luminaires équipés d'un driver LED dimmable sont beaucoup plus répandus que ceux équipés de drivers non dimmables.
Résumé
En général, les luminaires LED peuvent nous offrir une plage spectrale optimale, une efficacité énergétique élevée, une longue durée de vie et une régulation, mais tout cela dépendra du driver LED intégré qui les compose. Les séries de drivers de LED MEAN WELL ELG, HLG et HVG, offrant jusqu'à 5 à 7 ans de garantie, une large plage de courant constant, une fonction de gradation 3 en 1, une température de fonctionnement élevée et une perméabilité anti-humidité IP67/IP65, sont fortement recommandées pour les LED luminaires dans les cultures horticoles. De plus, son efficacité avec jusqu'à 95% d'utilisation de la lumière LED assure une plus grande efficacité par rapport aux lampes de culture de type HPS.
