隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，LED作為新一代的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用領(lǐng)域快速的從連續(xù)光譜的應(yīng)用向非連續(xù)的，線性光譜的應(yīng)用擴展，其中農(nóng)業(yè)照明就成為其中的一個主要的熱點。筆者長期關(guān)注農(nóng)業(yè)整體智能照明方案提供，包括農(nóng)業(yè)整體智能照明、社區(qū)農(nóng)業(yè)整體智能照明以及家庭農(nóng)業(yè)整體智能照明。本文將結(jié)合筆者所在公司的實踐，針對LED農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用及趨勢，與業(yè)界交流探討。
農(nóng)業(yè)照明成為熱潮的主要驅(qū)動力，或許可以總結(jié)為下述幾個個主要方面：
一是太陽輻射量由于溫室效應(yīng)的影響逐年降低，霧霾以及其他惡劣天氣的影響導(dǎo)致的大規(guī)模的不可預(yù)期的減產(chǎn);二是人口的急劇增加，可耕地、潔凈水資源的急劇減少;三是設(shè)施農(nóng)業(yè)、垂直農(nóng)業(yè)、植物工廠的新興現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)形態(tài)的突起;四是LED半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在所有可能的波段上電輻射轉(zhuǎn)換效率的快速提升以及價格的急劇下降;五是光質(zhì)生物學(xué)的突破性進展，從機理、定性，到定量以及和環(huán)境變量之間的相互關(guān)系的優(yōu)化研究取得革命性的進展;六是無線通訊技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)智能控制技術(shù)的商用化;七是太陽能產(chǎn)業(yè)升級以及分布式發(fā)電政策的驅(qū)動。
LED農(nóng)業(yè)照明是一個集成的優(yōu)化的系統(tǒng)工程，是一個跨行業(yè)的課題，而不僅僅是紅光加藍光芯片加燈具的簡單的產(chǎn)品，農(nóng)作物包括家禽、魚類的生長在連續(xù)光譜下可以根據(jù)自身的生長階段和環(huán)境獲取所需要的光譜波段的能量進行生長發(fā)育，而如果僅僅生長在兩個波段下是無法實現(xiàn)其食品品質(zhì)的提升，單位面積產(chǎn)量的提高，最經(jīng)濟的能耗和物耗，實現(xiàn)最大的投資回報和社會效益。
因此，培育LED在農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域的應(yīng)用首先必須進行深入的光質(zhì)生物學(xué)的研究和實踐，但是由于生物多樣性的問題存在，必須分門別類，可以根據(jù)自身的資源和戰(zhàn)略方向選擇一個或幾個進行深入的研究和實踐，也為在細分市場領(lǐng)域取得競爭優(yōu)勢建立堅實的基礎(chǔ)，中國是個農(nóng)業(yè)大國，是有數(shù)以萬計的農(nóng)業(yè)科研科技人員，大學(xué)和研究機構(gòu)已經(jīng)積累了相當深厚的技術(shù)基礎(chǔ)，選擇和他們相關(guān)的科目聯(lián)合研究和開發(fā)LED農(nóng)業(yè)照明系統(tǒng)不失為一個不錯的選擇。
其次，必須要有相當?shù)膰H視野，光質(zhì)生物學(xué)研究的前沿和領(lǐng)導(dǎo)者，設(shè)施農(nóng)業(yè)、植物工廠、都市垂直農(nóng)業(yè)的最佳實踐者大部分仍舊集中在歐美以及日本和以色列。許多國家，包括聯(lián)合國下屬機構(gòu)都有許多非營利的組織和研究機構(gòu)也會分享許多的研究成果和最佳實踐加以推廣應(yīng)用。
此外，對環(huán)境變量，礦物學(xué)以及光配方(波長組合和配比，光輻射照度的控制和調(diào)節(jié)，光周期調(diào)控)之間的優(yōu)化模型的建立和擬合也需要大量的實踐數(shù)據(jù)的收集積累和分析。
LED農(nóng)業(yè)照明燈具設(shè)計的進一步提升和完善，包括安全性、可靠性、光學(xué)設(shè)計、模組化、簡易安裝、免維護、設(shè)施適配性等仍舊有大量的創(chuàng)新空間和大量的工作需要完成LED技術(shù)和產(chǎn)業(yè)仍在快速發(fā)展，從基板到芯片結(jié)構(gòu)、封裝材料和方式，LED在幾乎所有線性波長上的效率不斷提升，價格不斷下降，波長范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)的可見光領(lǐng)域幾乎擴展到了整個電磁波段，而這也是農(nóng)業(yè)照明為LED提供了大量的，幾乎是無止境的需求和機會。
LED農(nóng)業(yè)照明也隨著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代都市垂直太陽能智能植物工廠的形態(tài)的變遷，從長期以來的化學(xué)農(nóng)業(yè)向物理農(nóng)業(yè)的方向開拓，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)形態(tài)的革命性變化也為LED農(nóng)業(yè)照明的拓展應(yīng)用提供了令人遐想的機會。
分布式太陽能農(nóng)業(yè)溫室和植物工廠將改變LED照明驅(qū)動的設(shè)計，超級電容，非晶硅太陽能薄膜的商業(yè)化應(yīng)用，傳感器的微型化、集成化，以及智能化將徹底改變LED農(nóng)業(yè)照明系統(tǒng)的形態(tài)，物聯(lián)網(wǎng)、智能控制技術(shù)、云服務(wù)，以及大數(shù)據(jù)等由技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動的商業(yè)模式的變革也將擴大并開拓LED農(nóng)業(yè)照明系統(tǒng)的應(yīng)用。
由于LED紫外波段，尤其是深紫外波段產(chǎn)品的效率提升和產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展，LED農(nóng)業(yè)照明也迅速擴展到植保、空氣凈化和水凈化等應(yīng)用領(lǐng)域。
