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2020年全球植物照明产业发展分析

2021-02-21    

中国照明网原创

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导语: 近年来,照明行业各细分领域与社会大众生产、生活愈发密切。作为照明细分领域中的“人类粮仓”,植物照明产业的发展,为世界各地民生建设赋予着强大的生命力。刚刚过去的2020年,虽然新冠疫情在全球无情肆虐,但植物照明在这一年的特殊大环境下依然有着欣欣向荣的发展态势。

  近年来,照明行业各细分领域与社会大众生产、生活愈发密切。作为照明细分领域中的“人类粮仓”,植物照明产业的发展,为世界各地民生建设赋予着强大的生命力。刚刚过去的2020年,虽然新冠疫情在全球无情肆虐,但植物照明在这一年的特殊大环境下依然有着欣欣向荣的发展态势。

  下面,中国照明网从技术标准、企业动态、应用趋势等各个方面分析全球植物照明产业在2020年的发展情况,为踏足该产业领域的照明人提供宝贵的经验借鉴。

  技术标准持续完善

  随着全球气候不断变迁,2020年,精致作物种植、蔬果存放保鲜、食品安全等市场需求愈发增加,加之在全球疫情引发的粮食危机等多重因素影响下,凭借着提高作物生长速度、节约能源、节省水资源等优势,植物照明不断拓展着其在不同种植业领域的应用范围。然而,在极高的期望值下,截至2020年初,不少植物照明相关技术标准仍未能满足该产业领域的高速发展需求。

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美国一大型市政垂直农场 图片来源:AeroFarms

  2020年1月,美国新泽西州立罗格斯大学(Rutgers University)的研究表明,尽管LED照明可以增强温室中的植物生长,但仍需要制定标准来确定最佳的光强度和颜色,以帮助提高园艺照明产品的能源效率。该研究的科研人员表示,LED技术的最新进展为园艺行业提供了多种照明选择,但由于缺乏灯的性能的独立数据,种植者无法轻松比较各照明技术和LED光源选项。为此,科研人员们提出,标准化产品标签,从而可以比较制造商之间的灯具。

  在这样的行业态势下,为了加快植物照明各项重要技术的标准化进程,全球多个国家和地区权威照明产业机构在2020年纷纷付诸行动。

  9月,美国DLC发布了植物灯V2.0标准的正式版,更新了此前植物灯V1.2标准的部分内容。DLC在保持V1.2版PPE≥1.9μmol/J要求不变的基础上,新增了280-800nm的光子通量参数和效率参数这两个可选的报备参数,这个范围内的辐射通常与植物的生长发育效应相关。同时,该新标准还更新了必须使用相同的LED、必须电学、光学和散热等结构相同、可以包含不同的驱动、不影响散热条件下可以包含不同的安装支架等内容。

  11月,中国农业农村部组织制定的《温室植物补光灯质量评价技术规范》正式实施,对温室植物补光灯质量评价的性能指标及其检测方法进行了规范。

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  在性能方面,该标准对植物补光产品的三大性能指标——电气特征、光学特征、寿命做出了明确要求。电气特征方面,该标准规定了初始功率值应为额定功率的90%~100%;规定功率因数≥0.90;光学特性方面,该标准对光合光子通量、光子通量效能等性能要求做出了规定,要求植物补光灯的PPF初始值不能低于标称值的90% ,高压钠灯的PPE不低于1.0μmol/(s·W) ,LED灯的PPE不低于1.5 μmol/(s·W)。

  该标准还要求植物补光灯按光子通量维持率推算或实测的寿命应不低于额定(标称)寿命的90%,并规定高压钠灯推算或实测20000h的光子通量维持率不低于70%,LED灯推算或实测30000h的光子通量维持率不低于70%。此外,该标准对不同的性能指标规定了相应的检测和计算方法。

  ……

  随着更多技术标准的发布与实施,全球各地植物照明市场的各个技术空白将得到填补,让更多的用户的在植物照明产品的采购中有据可依,促进全球植物照明产业更加健康、有序发展。

  实力企业行动不断

  在各项技术标准持续完善下,2020年,全球多家实力型照明企业通过技术创新、股权投资、战略合作等方式,为植物照明用户带来更多产品科技价值。

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欧司朗新一代Oslon Square Hyper Red高光效植物照明LED

  1月,欧司朗推出了新一代Oslon Square Hyper Red高光效植物照明LED,通过该产品打造的定制化照明解决方案,不仅帮助种植者在狭小空间中生产无杀虫剂的新鲜食物,还让居住在城市的消费者们更快获得新鲜又健康的食品。

  3月,昕诺飞宣布与意大利垂直农场运营商Planet Farms开展进一步合作,为其提供飞利浦Greenpower LED生产模组搭配的飞利浦GrowWise控制系统,帮助该运营商的垂直农场实现作物品质及产量的提升及全年无休地为其意大利客户提供美味的芳香草药和生菜。

  同月,基于对全球室内种植、特别是工业大麻室内种植市场前景的看好,英飞特宣布拟以400万美元认购美国植物照明产品供应商AGRIFY CORPORATION, INC(以下简称“Agrify公司”)新发行的40,000股A系列可转换优先股,以期在LED驱动电源领域进一步拓展其在植物照明细分应用领域的利基市场,持续增强自身的盈利能力。

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中科三安卡塔尔植物工厂项目效果图

  5月,中科三安宣布与厚德农科签约合作,在卡塔尔开设“植物工厂”,通过提供本地化的室内垂直农业技术服务,推进当地农业的工业化创新,为当地农业产业价值链重构起到积极影响。

  9月,瑞典园艺照明技术供应商Heliospectra宣布拿下商业建设领域的总承包商BBL Construction在垂直农场项目中的订单。该项目中,合作双方将充分利用各自领域的专业知识,采用LED植物生长灯和智能培植系统,提升都市农业的食品产量,以应对全球新冠疫情引发的粮食安全问题。

  同月,欧司朗旗下植物照明公司Fluence宣布与非洲最大的专业灯具供应商The Lamphouse达成合作,将向The Lamphouse提供LED园艺照明解决方案。通过与The Lamphous合作,Fluence的LED照明解决方案已应用到南非各地预先许可和已许可的大麻温室及室内农场中。

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新松公司与中国农科院在植物工厂新模式上签约合作

  10月,新松公司与中国农科院就共同开发植物工厂新模式签署战略合作协议。该协议签署后,双方将利用各自领域的优势资源,在植物工厂整体解决方案及智能辅助种植装备方面合作深入交流,打造完整、丰富的植物工厂产品系统,以满足全球植物供应市场需求。

  11月,昕诺飞宣布为加拿大GoodLeaf社区农场提供飞利浦LED植物照明产品,以提高农场产量,提升农作物口感及营养含量。

  ……

  此外,科锐、亿光电子、鸿利智汇、国星光电、旭宇光电等企业都在通过不同的发展战略布局植物照明。企业矩阵的不断壮大,让植物照明产业拥有的发展前景越来越广阔。

  应用模式层出不穷

  随着技术标准的不断完善、企业发展战略的持续创新,多个植物照明技术成果近年来纷纷在全球多个农业、种植业建设项目中落地,创造着多样化的民生价值。2020年,在植物照明各类落地项目中,植物工厂和垂直农场成为了科技创新的热点应用领域。

  6月,美国科学家Jacob Torres在一场网路研讨会上分享了其太空植物工厂成果。在肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)的“太空作物生产实验室”中,该科学家所在的科研团队利用“先进植物培养系统(Advanced Plant Habitat,APH)”可支援各种频率的LED灯库,可以调整各种功率,甚至是紫外线(UV)的颜色,以创建各种农作物所需的照射光源,培育出包括蕃茄、辣椒在内的农作物。

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种植太空农作物的“先进植物培养系统(APH)”

  在光源照射的同时,“高光谱成像仪”同时监视农作物的健康状况,仔细监测空气、土壤、温度等重要参数,便于APH调整LED灯库光照的强度。

  同月,美国泽西城与垂直农场供应商AeroFarms及世界经济论坛共同启动了一个市政垂直农场项目。该项目中,AeroFarms利用专利种植技术,根据不同作物的生长需求,利用特定光谱和光强的LED照明灯具进行照射,为泽西城市民提供数千磅本土生长的营养食物,有助于缩小当地饥饿差距,并对社区居民的总体健康状况带来积极影响。

  9月,中国江西省上饶市广信区云田植物工厂利用LED光谱技术,为金线莲制定专属“光配方”,并通过计算机对温度、湿度、二氧化碳浓度及营养液等进行智能控制,从而克服金线莲对生产季节、气候等自然条件的依赖,实现正常生长。

  通过专属“光配方”,该植物工厂能实现年产中草药组培瓶苗80万瓶,产值达1.5亿元,并将自身逐步打造成一个集科研、生产、孵化等功能于一体的药用产业示范基地。

  同月,韩国农村振兴院通过技术改良研发出新一代全天候植物工厂,并计划由韩国巡洋号破冰科考团送到南极基地。

  该植物工厂通过灯光可以提供适宜的温度和光照条件,并具备远程控制功能,为南极科考基地人员就近提供新鲜蔬果。

  11月,中国山西省长治市潞州区余庄新农源植物工厂采用无日照LED人工光源,结合无土壤营养液栽培技术,让蔬菜的生长期比自然状态下大幅缩短,亩均效益增加数倍,实现每天约600斤蔬菜走进长治市百姓餐桌。

  ……

  在植物工厂和垂直农场广泛应用人工照明技术的同时,小范围的室内种植也成为了植物照明推广的新范畴。

  2020年2月,美国室内种植厂商80 Acres Farms通过在纽约最繁忙的街道之一、古根海姆博物馆(Guggenheim Museum)外利用LED植物照明技术种植西红柿,向观众展示如何在小型室内农场通过使用更少的自然资源种植出新鲜、有营养和无农药的蔬果,让社会大众从这样的技术展览与交流中受益。

  ……

  更为值得关注的是,植物照明正与其他照明产业板块在应用端相辅相融,展现超越科技的人文、艺术等价值。

  2020年7月,中国福建省厦门市翔安区新店镇大宅村种植基地上1400多亩火龙果在厦门通秴科技股份有限公司的植物补光方案的助力下,迎来丰收。据估算,整个2020年,大宅村火龙果收入将超过4500万元。

  除了照明科技带来的经济产值外,大宅村农田里两万盏LED灯同时点亮后营造的唯美夜景,也吸引了不少游客前来观赏。通过植物照明营造来的灯光艺术,为当地夜经济发展带来更多的附加值。

  ……

  由此可见,植物照明已开始突破单一的光生物功能,逐渐向文旅照明、景观照明等多功能范畴转变,满足社会大众的照明多样化需求。


  2020年,植物照明在全球各大应用端已初露变革的端倪。展望已经到来的2021年,受到世界多国新冠疫情严峻形势的影响以及种植经济的发展,植物照明将迸发出更强大的科技与市场潜力。加之智能化、节能化趋势在各照明细分领域的推广与普及,不久的将来,植物照明或许能成为全球照明产业界新的聚焦点。

编辑:严志祥

来源:中国照明网原创

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