قد تؤدي فوائد إضاءة LED إلى زيادة إنتاج الدواجن وإيراداتها
تعد تقنية الإضاءة مفيدة في تطبيقات علوم الحياة حيث توفر مصادر LED ضوءًا في نطاق ضيق مع استهلاك منخفض للطاقة. من أجل توفير التكاليف وزيادة الإنتاج ، يتم استخدام إضاءة الحالة الصلبة في تطبيقات تربية الدواجن ، وفقًا لـ.
بحلول عام 2030 ، من المتوقع أن يتضاعف الطلب على الغذاء على مستوى العالم. يستخدم المنتجون تقنية مبتكرة لزيادة الإنتاج بتكلفة أقل وبتأثير أقل على البيئة من أجل تلبية هذا الطلب. تركز غالبية ابتكارات الإنتاج هذه على تحسين المدخلات التقليدية بما في ذلك الماء والهواء والمغذيات والمأوى. الضوء هو أحد المدخلات الصناعية غير المعروفة في الغالب.
يمكن للمزارعين زيادة إنتاج البيض واللحوم ومصادر البروتين الأخرى بشكل كبير مع تقليل استخدام الطاقة وتكاليف المدخلات الأخرى بشكل كبير باستخدام إضاءة LED والاستفادة من الاحتياجات الطيفية الخاصة للدواجن أو الخنازير أو أبقار الألبان أو الأسماك أو القشريات. يمكنهم أيضًا تقليل التوتر والوفيات ، والتحكم في إيقاع الساعة البيولوجية ، وتقليل الإجهاد والوفيات باستخدام إضاءة LED والمدخلات الأخرى.
تعد الإضاءة الخاصة بالزراعة أحد التطبيقات المتخصصة التي أصبحت ممكنة بفضل إضاءة الحالة الصلبة (SSL) ، كما هو مذكور في مقالة مجلة LEDs في يونيو 2013. مثل هذه التطبيقات لديها القدرة على توفير مكاسب مالية كبيرة. جنبًا إلى جنب مع الشركات الأصغر مثل Once Innovations و Luma Vue و NextGen Illumination التي توفر مصابيح LED خاصة لسوق الدواجن ، ابتكر كبار مشغلي SSL مثل Philips و Osram Sylvania مصابيح LED مضبوطة طيفيًا للزراعة والبستنة.
في حظائرهم ، يواصل العديد من منتجي الماشية استخدام الإضاءة المتوهجة السكنية والتجارية للأغراض العامة بقدرة 60 وات و 80 وات و 100 وات. ومع ذلك ، فإن الضوء المتوهج يختلف عن سطوع الشمس ، وقد لا يكون أفضل ضوء للناس دائمًا هو أفضل ضوء للحيوانات. تتكيف هذه المصابيح بشكل مثالي مع المواقف البشرية. العيش في ضوء الشمس ، الذي له طيف مختلف تمامًا عن الضوء المتوهج ، سمح للحيوانات بالتطور. يتم الجمع بين كل الألوان في ضوء الشمس. يتم عرض كمية كل لون في ضوء الشمس الساطع في منتصف النهار في الشكل 1 أ. في هذا الوقت من اليوم ، ستلاحظ أن درجات الأزرق والأخضر أكثر إشراقًا من اللون الأحمر. تظهر كمية اللون في ضوء الشمس العادي في فترة ما بعد الظهيرة في الشكل 1 ب. أصبح اللون الأحمر الآن أكثر إشراقًا من اللون الأخضر والأزرق ، كما ترون.
تبذل أنظمة إضاءة الحظيرة الحديثة جهدًا لتشبه طيف الشمس ، والذي يوفر طيفًا مستمرًا دون وجود فجوات بينهما ويحتوي على جميع الأشكال. ينتج الطيف المستمر للضوء المتوهج (الشكل 2 أ) لونًا أحمر عميقًا مع انخفاض الأخضر والأزرق القليل جدًا ، مما يؤدي إلى محاكاة ضوء الشمس عند غروب الشمس بنجاح. لا يحاكي هذا الطيف شمس الظهيرة الغنية باللونين الأزرق والأخضر وقليلة اللون الأحمر. تحاول بعض الشركات المصنعة تغيير الطيف عن طريق طلاء المصابيح ، ولكن هذه الطريقة لا تؤدي إلى طيف مستمر. بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج المصابيح المتوهجة إلى جهاز مُصنَّف بالموقع الرطب ، ويحترق كثيرًا ، وغير فعال للغاية (يولد حرارة أكثر من الضوء). بالطبع ، مع حظر تصنيع المصابيح المتوهجة ، سيصبح كل ذلك قريبًا غير ذي صلة.
على الرغم من أن مصابيح الفلورسنت المدمجة (CFLs) فعالة وتوفر ضوءًا أبيض ، إلا أن ناتجها الضوئي لا يزال محسنًا للرؤية البشرية. لإنشاء ضوء أبيض ، يتم إنشاء مجموعات صغيرة من الأحمر والأخضر والأزرق ودمجها. تؤدي الفجوات الطيفية الكبيرة بين النتوءات الحمراء والزرقاء والخضراء إلى فقدان العديد من الأطوال الموجية الحمراء والزرقاء والخضراء التي تُرى في ضوء الشمس (الشكل 2 ب). تُفقد غالبية الألوان الحمراء العميقة بسبب الضعف الشديد للضوء الأزرق. بشكل عام ، المصابيح الفلورية المتضامة مريعة في تقليد أشعة الشمس الطبيعية. يحتاجون أيضًا إلى حاوية لتصنيفها رطبًا ، ويصعب تعتيمها ، وتحتوي على كميات ضئيلة من الزئبق السام بداخلها ، ويصعب تنظيفها بسبب تصميمها المجعد ، ولا تخفت بشكل فعال ، ولديها عمر أقصر بكثير عند تعتيمها.
يكون الطيف اللوني لمصابيح الصوديوم عالية الضغط (HPS) أكثر سطوعًا في درجات الأحمر والأصفر ، مما يمنح المصابيح لونها البرتقالي والأصفر المميز أو اللون الكهرماني. توفر مصابيح HPS كفاءة رائعة وإنتاج إضاءة عالي. ومع ذلك ، فإن معظم طيف الألوان ، وخاصة اللون الأخضر والأزرق ، غائب ، كما هو الحال مع المصابيح الفلورية المتضامة. بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي مصابيح HPS على الزئبق و / أو الصوديوم ، ويصعب للغاية تعتيمها ، وتستغرق وقتًا طويلاً للتسخين ، وتحتاج إلى صابورة للتشغيل ، وتكون باهظة الثمن مقدمًا.
من بين حلول الإضاءة الزراعية ، تعد مصابيح LED هي الأكثر فعالية وفائدة من الناحية البيئية لأنها تجمع بين مصباح LED أزرق مع فوسفور أحمر وأخضر لإنتاج ضوء أبيض. الطيف مستمر تقريبًا (الشكل 3) ، مع الكثير من الأزرق والأخضر والأحمر وكذلك الأزرق الساطع للغاية. بدون الفجوات الطيفية للتقنيات الأخرى ، يوفر طيف LED تقريبًا تقريبًا لضوء النهار من وجهة نظر الإنسان ، حتى لو لم يكن ضوء النهار تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، فهي الأكثر متانة وقوة ومقاومة للصدمات والاهتزازات وتسمح بتغيير اللون وإدارة الألوان. قد يصل عمرها الافتراضي إلى 10 سنوات مع تشغيل 24/7. يتم استرداد أعلى استثمار أولي في مصابيح LED قريبًا من خلال توفير الطاقة ، مما يجعلها البديل الأكثر تكلفة للإضاءة الزراعية.
