원본 출처: Houcheng Liu.LED 식물조명산업의 발전현황 및 동향[J].조명공학회지,2018,29(04):8-9.
기사 출처: 한 번 깊은 자료

빛은 식물의 성장과 발달에 있어 기본적인 환경 요소입니다.빛은 광합성을 통해 식물 성장을 위한 에너지를 공급할 뿐만 아니라 식물 성장 및 발달의 중요한 조절자이기도 합니다.인공광 보충 또는 완전한 인공광 조사는 식물 성장 촉진, 수확량 증가, 제품 모양, 색상 개선, 기능 구성 요소 향상, 질병 및 해충의 발생을 줄일 수 있습니다.오늘은 식물조명산업의 발전현황과 동향에 대해 말씀드리겠습니다.
인공 광원 기술은 식물 조명 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.LED는 높은 광효율, 낮은 발열, 작은 크기, 긴 수명 및 기타 많은 장점과 같은 많은 장점을 가지고 있습니다.성장 조명 분야에서 분명한 이점이 있습니다.성장 조명 산업은 점차 식물 재배를 위해 LED 조명 기구를 채택할 것입니다.

A. LED 성장 조명 산업의 발전 현황 

1. 성장 조명용 LED 패키지

재배 조명 LED 패키징 분야에는 많은 종류의 패키징 장치가 있으며 통일된 측정 및 평가 표준 시스템이 없습니다.따라서 국내 제품과 비교하여 외국 제조업체는 식물 성장 특성 및 인간화 된 조명 환경을 고려하여 식물 성장 특성 및 인간화 된 조명 환경을 고려한 백색광 시리즈를 고려하여 주로 고출력, 옥수수 및 모듈 방향에 중점을 둡니다. 신뢰성, 조명 측면에서 더 큰 기술적 이점이 있습니다. 다양한 성장 환경에서 다양한 식물의 요구를 충족시키기 위해 다양한 크기의 제품의 다양한 유형의 고출력, 중출력 및 저출력 식물을 포함하여 다양한 성장주기의 다양한 식물의 광합성 방사선 특성, 효율성, 달성을 기대합니다. 식물 성장과 에너지 절약을 극대화하는 목표.

칩 에피택셜 웨이퍼에 대한 다수의 핵심 특허는 여전히 일본의 Nichia 및 American Career와 같은 초기 선도 기업의 손에 있습니다.국내 칩 제조사들은 아직 시장 경쟁력을 갖춘 특허 제품이 부족하다.동시에 많은 기업들이 성장 조명 패키징 칩 분야에서 새로운 기술을 개발하고 있습니다.예를 들어 Osram의 박막 칩 기술을 사용하면 칩을 서로 밀접하게 패키징하여 넓은 면적의 조명 표면을 만들 수 있습니다.이 기술을 기반으로 660nm 파장의 고효율 LED 조명 시스템은 재배 면적의 에너지 소비를 40% 줄일 수 있습니다.

2. 조명 스펙트럼 및 장치 확장
식물 조명의 스펙트럼은 더 복잡하고 다양합니다.다른 식물은 다른 성장 주기와 다른 성장 환경에서도 필요한 스펙트럼에 큰 차이가 있습니다.이러한 차별화된 요구를 충족시키기 위해 현재 업계에는 다음과 같은 방식이 있습니다. ①다중 단색 조명 조합 방식.식물 광합성에 가장 효과적인 세 가지 스펙트럼은 주로 450nm 및 660nm에서 피크를 갖는 스펙트럼, 식물 개화를 유도하는 730nm 대역, 525nm의 녹색광 및 380nm 미만의 자외선 대역입니다.식물의 다양한 요구에 따라 이러한 종류의 스펙트럼을 결합하여 가장 적합한 스펙트럼을 형성합니다.②플랜트 수요 스펙트럼의 전체 커버리지를 달성하기 위한 전체 스펙트럼 계획.서울반도체와 삼성으로 대표되는 SUNLIKE 칩에 해당하는 이러한 형태의 스펙트럼은 가장 효율적이지 않을 수 있지만 모든 플랜트에 적합하며 단색 광 조합 솔루션보다 비용이 훨씬 저렴합니다.③풀스펙트럼 백색광을 주류로 사용하고 660nm 적색광을 조합 방식으로 사용하여 스펙트럼의 효율성을 향상시킵니다.이 계획은 더 경제적이고 실용적입니다.

식물생장조명 단색조명 LED 칩(주파장 450nm, 660nm, 730nm) 패키징 장치는 국내외 많은 기업에서 다루고 있는 반면, 국내 제품은 더욱 다양하고 사양이 많고, 외국 제조사 제품은 더욱 표준화되어 있다.동시에 광합성 광자 플럭스, 광효율 등의 측면에서 국내외 포장 제조업체 간에는 여전히 큰 격차가 있습니다.식물조명 단색광 패키징 장치의 경우 450nm, 660nm, 730nm의 주요 파장 대역 제품 외에도 많은 제조업체에서 광합성 활성 방사선(PAR)에 대한 완벽한 커버리지를 구현하기 위해 다른 파장 대역의 신제품을 개발하고 있습니다. 파장(450-730nm).

단색 LED 식물생장등은 모든 식물의 생장에 적합하지 않습니다.따라서 전체 스펙트럼 LED의 장점이 강조됩니다.전체 스펙트럼은 먼저 가시광선의 전체 스펙트럼(400-700nm)의 전체 범위를 달성하고 청록색광(470-510nm), 진한 적색광(660-700nm)의 두 대역의 성능을 향상시켜야 합니다.일반 파란색 LED 또는 인광체와 자외선 LED 칩을 사용하여 "전체" 스펙트럼을 달성하고 광합성 효율은 높고 낮습니다.대부분의 식물 조명용 백색 LED 패키징 장치 제조업체는 전체 스펙트럼을 달성하기 위해 Blue chip + 형광체를 사용합니다.백색광을 구현하기 위해 단색광과 청색광 또는 자외선 칩 플러스 형광체의 패키징 모드 외에도 식물 조명 패키징 장치에는 레드 텐 블루/자외선, RGB, RGBW .이 패키징 모드는 디밍에서 큰 이점이 있습니다.

좁은 파장 LED 제품의 경우 대부분의 패키징 공급업체는 고객에게 365-740nm 대역의 다양한 파장 제품을 제공할 수 있습니다.형광체에 의해 변환된 식물 조명 스펙트럼과 관련하여 대부분의 포장 제조업체는 고객이 선택할 수 있는 다양한 스펙트럼을 제공합니다.2016년과 비교하여 2017년 매출 성장률이 크게 증가했습니다.그 중 660nm LED 광원의 성장률은 20~50%에 집중되어 있으며, 형광체 전환 플랜트 LED 광원의 매출 성장률은 50~200%에 달한다. LED 광원은 빠르게 성장하고 있습니다.

모든 패키징 업체에서 0.2~0.9W, 1~3W 일반 패키징 제품을 제공할 수 있습니다.이러한 광원을 통해 조명 제조업체는 조명 설계에 뛰어난 유연성을 가질 수 있습니다.또한 일부 제조업체는 더 높은 전력의 통합 패키징 제품도 제공합니다.현재 대부분의 제조사 출하량의 80% 이상이 0.2-0.9W 또는 1-3W이다. 대형 포장업체는 0.2~0.9W에 집중돼 있다.

3. 식물 성장 조명의 적용 분야

응용 분야에서 식물 재배 조명기구는 주로 온실 조명, 모든 인공 조명 식물 공장, 식물 조직 배양, 야외 농업 현장 조명, 가정용 야채 및 꽃 재배 및 실험실 연구에 사용됩니다.

①태양온실 및 다경간온실에서는 보조조명의 인공조명의 비중이 아직 미미하여 메탈할라이드램프와 고압나트륨램프가 주류를 이루고 있다.LED 성장 조명 시스템의 보급률은 상대적으로 낮지만 비용이 떨어지면서 성장률이 가속화되기 시작합니다.주된 이유는 사용자가 메탈 할라이드 램프와 고압 나트륨 램프를 사용한 오랜 경험이 있고 메탈 할라이드 램프와 고압 나트륨 램프를 사용하면 열 에너지의 약 6% ~ 8%를 제공할 수 있기 때문입니다. 식물에 화상을 피하면서 온실.LED 재배 조명 시스템은 구체적이고 효과적인 지침과 데이터 지원을 제공하지 않아 일광 및 멀티스팬 온실에서의 적용이 지연되었습니다.현재 소규모 데모 애플리케이션이 여전히 주류입니다.LED는 차가운 광원이므로 식물의 캐노피에 상대적으로 가까워 온도 영향이 적습니다.일광 및 다중 경간 온실에서 LED 재배 조명은 식물 간 재배에 더 일반적으로 사용됩니다.

②야외 농경지 신청.시설 농업에서 식물 조명의 보급 및 적용은 상대적으로 느린 반면, 경제적 가치가 높은 야외 장일 작물(예: 용과)에 대한 LED 식물 조명 시스템(주광기 제어)의 적용은 급속한 발전을 이루었습니다.

③식물공장.현재 가장 빠르고 널리 사용되는 식물조명시스템은 완전인공조명식물공장으로 카테고리별로 중앙집중식 다층식 식물공장과 분산형 이동식 식물공장으로 나뉜다.중국의 인공 조명 식물 공장의 발전은 매우 빠릅니다.중앙 집중식 다층 전인조 조명 식물 공장의 주요 투자 주체는 전통적인 농업 회사가 아니라 Zhongke San'an, Foxconn, Panasonic Suzhou, Jingdong과 같은 반도체 및 소비자 전자 제품에 종사하는 더 많은 회사입니다. COFCO, Xi Cui 및 기타 새로운 현대 농업 회사.분산 및 이동 플랜트 공장에서는 선적 컨테이너(새 컨테이너 또는 중고 컨테이너의 재구성)가 여전히 표준 운송업체로 사용됩니다.모든 인공 식물의 식물 조명 시스템은 대부분 선형 또는 평면 패널 어레이 조명 시스템을 사용하며 심은 품종의 수는 계속 확장됩니다.다양한 실험용 조명 공식 LED 광원이 널리 보급되기 시작했습니다.시장에 나와 있는 제품은 주로 녹색 잎이 많은 채소입니다.

④가정용 식물 심기.LED는 가정용 식물 테이블 램프, 가정용 식물 심기 선반, 가정용 채소 재배 기계 등에 사용할 수 있습니다.

⑤약용식물재배.약용 식물 재배에는 Anoectochilus 및 Lithospermum과 같은 식물이 포함됩니다.이 시장의 제품은 경제적 가치가 더 높으며 현재 더 많은 식물 조명 응용 분야가 있는 산업입니다.또한 북미와 유럽 일부 지역에서 대마초 재배가 합법화됨에 따라 대마초 재배 분야에서 LED 재배 조명의 적용이 촉진되었습니다.

⑥플라워 라이트.화훼 산업에서 꽃의 개화 시기를 조정하는 데 없어서는 안 될 도구로서 개화 조명의 가장 초기 적용은 백열등이었고, 그 뒤를 이어 에너지 절약형 형광등이 사용되었습니다.LED 산업화의 발달로 더 많은 LED 유형의 개화 조명기구가 전통적인 램프를 점차 대체하고 있습니다.

⑦식물 조직 배양.전통적인 조직 배양 광원은 주로 백색 형광등으로 발광 효율이 낮고 발열이 큽니다.LED는 저전력 소비, 저발열, 장수명 등의 뛰어난 특성으로 인해 효율적이고 제어가 가능하며 컴팩트한 식물 조직 배양에 더 적합합니다.현재 백색 LED 튜브가 점차 백색 형광등을 대체하고 있습니다.

4. 재배 조명 회사의 지역 분포

통계에 따르면 현재 우리나라에는 300개가 넘는 재배 조명 회사가 있으며 주강 삼각주 지역의 재배 조명 회사는 50% 이상을 차지하며 이미 주요 위치에 있습니다.Yangtze River Delta의 재배 조명 회사는 약 30%를 차지하며 여전히 재배 조명 제품의 중요한 생산 지역입니다.전통적인 재배 램프 회사는 주로 양쯔강 삼각주, 주강 삼각주 및 발해 림에 분포되어 있으며, 이 중 양쯔강 삼각주가 53%를 차지하고 주강 삼각주 및 발해 림이 각각 24% 및 22%를 차지합니다. .LED 재배 조명 제조업체의 주요 유통 지역은 주강 삼각주(62%), 양쯔강 삼각주(20%) 및 발해 연안(12%)입니다.

B. LED 성장 조명 산업의 발전 추세

1. 전문화

LED 재배 조명은 스펙트럼과 조도 조절이 가능하고 전체적인 발열이 적고 방수 성능이 좋은 특징이 있어 다양한 장면에서 재배 조명으로 적합하다.동시에 자연 환경의 변화와 사람들의 식품 품질 추구는 시설 농업과 재배 공장의 활발한 발전을 촉진했으며 LED 재배 조명 산업을 급속한 발전 기간으로 이끌었습니다.앞으로 LED 재배 조명은 농업 생산 효율을 높이고 식품 안전을 개선하며 과일과 채소의 품질을 개선하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.재배 조명용 LED 광원은 산업의 점진적인 전문화와 함께 더욱 발전하고 보다 목표 지향적인 방향으로 나아갈 것입니다.

2. 고효율

광효율과 에너지 효율의 향상은 플랜트 조명의 운영 비용을 크게 줄이는 열쇠입니다.전통적인 램프를 대체하기 위해 LED를 사용하고 묘목 단계에서 수확 단계에 이르기까지 식물의 조명 공식 요구 사항에 따라 조명 환경의 동적 최적화 및 조정은 미래의 세련된 농업의 불가피한 추세입니다.수율 향상 측면에서는 식물의 발달 특성에 따라 경질 배합식과 병용하여 단계별 및 지역별로 재배하여 각 단계별 생산 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.품질 향상 측면에서는 영양 조절 및 광 조절을 통해 영양소 및 기타 건강 기능 성분의 함량을 높일 수 있습니다.

추산에 따르면 현재 전국적으로 채소 묘목에 대한 수요는 6800억개에 이르고 공장 묘목의 생산 능력은 10% 미만이다.묘목 산업은 환경 요구 사항이 더 높습니다.생산 시즌은 주로 겨울과 봄입니다.자연광은 약하고 인공적인 보조광이 필요하다.식물 재배 조명은 상대적으로 입력 및 출력이 높고 입력 수용도가 높습니다.LED는 과일과 채소(토마토, 오이, 멜론 등)를 접목해야 하고 높은 습도 조건에서 특정 스펙트럼의 광 보충이 접목된 묘목의 치유를 촉진할 수 있기 때문에 고유한 장점이 있습니다.온실 채소 심기 보조 조명은 자연광 부족을 보완하고 식물 광합성 효율을 개선하며 개화 및 결실을 촉진하고 수확량을 늘리며 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.LED 재배 조명은 채소 묘목 및 온실 생산에서 광범위한 적용 가능성을 가지고 있습니다.

3. 지능형

식물 재배 조명은 광질과 광량의 실시간 제어에 대한 강력한 수요가 있습니다.지능형 제어 기술의 개선과 사물 인터넷의 적용으로 다양한 단색 스펙트럼 및 지능형 제어 시스템은 시간 제어, 조명 제어를 실현할 수 있으며 식물의 성장 상태에 따라 광 품질 및 광 출력을 적시에 조정합니다. 식물 성장 조명 기술의 향후 개발에서 주요 추세가 될 것입니다.