一, Регулација квалитета светлости: откривање како биљке "разговарају" једна са другом путем фотосинтезе
Биљке апсорбују светлост веома селективно, а њихов фотосинтетски пигментни систем функционише као веома прецизан спектрометар. Хлорофил а/б апсорбује светлост на 660 нм црвене и 450 нм плаве, док каротеноиди помажу у апсорпцији на 480 нм плаве. ЛЕД технологија може прецизно задовољити потребе биљака због своје природне спектралне селективности.
1. Биолошки ефекти различитих врста светлости
Емпиријско истраживање компаније Митсубисхи Цхемицал у Јапану показује да коришћење ЛЕД извора светлости који се састоји од 660нм црвене светлости и 450нм плаве светлости може побољшати фотосинтетичку ефикасност зелене салате за 37% у односу на конвенционалне флуоресцентне лампе, док такође повећава садржај витамина Ц за 22%. НАСА-ино истраживање које узгаја биљке у свемиру показало је да одређена мешавина црвене и плаве светлости може повећати густину стома невена за 40%, што транспирацију чини много ефикаснијом. Ова техника за контролу квалитета светлости довела је до идеје о "светлосној формули", која вам омогућава да промените комбинације спектра на основу врсте усева и фазе њеног раста. На пример, током фазе нутритивног раста парадајза, користи се спектар са 60% плаве светлости да би се помогло стабљикама и листовима да расту. Током фазе репродуктивног раста, спектар са 70% црвене светлости се користи да би се биљкама помогло да цветају и доносе плодове, што резултира приносом од више од 40 килограма по биљци сваке године.
2. Техника за контролу квалитета динамичког светла
Интернет ствари контролише систем динамичког осветљења на вертикалној фарми у Шенжену који мења осветљеност светала на основу-података о времену у реалном времену. У влажном времену, вредност ППФД (густина фотосинтетичког флукса фотона) треба аутоматски да расте како би се осигурало да се усеви стално развијају. Кинеска академија пољопривредних наука осмислила је технику „патуљавања контролисаног светлом“ која користи пулсирајућу плаву светлост за смањење висине биљака јагода за 35 одсто и повећање производње плодова за 25 одсто. Ово је зелен начин за узгој биљака у згради.
2, Револуција енергетске ефикасности: од соларног топлотног отпада до тачног снабдевања
Натријумске сијалице-високог притиска претварају само 12% електричне енергије у фотосинтетички активно зрачење, док метал-халогене сијалице стварају много далеко-инфрацрвеног зрачења које спаљује биљке. Развој ЛЕД технологије је направио велику разлику у томе колико добро можемо да користимо светлосну енергију.
1. Велики корак напред у томе колико добро функционише фотоелектрична конверзија
ЛЕД ГреенПовер серије компаније Пхилипс Лигхтинг нуди ефикасност фотонског флукса од 2,8 μмол/Ј, што је 233% више од натријумових сијалица високог{2}}притиска. Институт за полупроводнике Кинеске академије наука креирао је тамно црвени ЛЕД чип који има спољну квантну ефикасност већу од 85%. Ово смањује трошкове енергије за биљну индустрију на 0,15 јуана по килограму производа. Ова револуција у енергетској ефикасности директно помаже производњи постројења да постане економски исплативија. На пример, вертикална фарма у Шенжену која је користила интелигентни ЛЕД систем за затамњивање дала је 20 пута више усева по квадратном метру него што је узгајала на отвореном пољу. Такође је користио само једну{11}}петину воде и струје.
2. Паметни систем управљања за окружење осветљења
Модерне фабрике ЛЕД постројења користе сензорске мреже како би у реалном времену пратиле ствари као што су интензитет светлости, спектрална дистрибуција и садржај ЦО₂. Затим користе алгоритме машинског учења како би у ходу променили своју стратегију осветљења. На пример, ако је температура листа превисока, систем ће аутоматски смањити количину црвеног светла и повећати количину далеког црвеног светла. Ово ће отворити стомате и охладити биљку повећањем транспирације. Ова-технологија контроле затворене петље одржава окружење за раст биљака стабилним у 99,7% времена, што је три пута боље од типичних стакленика.
