کاربردهای ال ای دی و مزیتهای آن

استفاده از ال اي دي در باغباني

گياهان براي فتوسنتز نيازمند نور هستند. عملكرد نسبي كوانتوم براي محصولات گياهي 440 و 620 نانومتر مي باشد. لامپ هاي فشار بالاي سديمي معمول ترين منبع روشنايي گلخانه ها ميباشند. اما امروزه به علت مزاياي زياد لامپ هاي ال اي دي،استفاده از آنها مطرح ميباشند. مدل هاي ال اي دي باغباني براي 450 نانومتر، اينديوم گاليوم نيتريد براي ال اي دي آبي سير و 660 نانومتر آلومينيوم اينديو گاليوم فسفيد براي ال اي دي قرمز سير ميباشند.

ابتدا مختصري از تاريخچه توسعه لامپ هاي ال اي دي در توليد گياهان و سودمندي هاي آن در سيستم روشنايي باغباني ارايه ميشود .آزمايش با ال اي دي براي رشد گياهان، در ايالات متحده امريكا با توسعه اولين اشعه ال اي دي در اواخر دهه 1980 و اوايل 1990 مصادف بود. اولين آزمايشات با كاهو سيب زميني اسفناج و گندم انجام شد. در آن زمان ال اي دي آبي به طور كافي براي استفاده در سطح تابش پيشرفت نكرده بود و مطالعات فقط با ال اي دي قرمز يا در تركيب با نور فلورسنت ابي انجام ميگرفت .تقريبا در اين زمان ال اي دي ها براي جوانه زني بذرها و ريشه زايي قلمه ها در هلند و كشت بافت درژاپن استفاده ميشد. 

بخش عمده از كارهاي اوليه در توليد گياهان تحت نور ال اي دي، توسط ايستگاه فضايي ناسا براي توسعه سيستم توليد برپايه حيات گياهي در كره ماه و مريخ براي كارهاي آينده انجام شده بود.آنها بررسي كردند كه سيستم نوري ال اي دي در عملكرد و فيزيولوژي گياهاني مثل گندم، تربچه ،كاهو،اسفناج و فلفل اثر گذاشته است. هم چنين اين مركز كنترل كيفيت طيف نوري را براي تحقيقاتي مثل بيماري هاي گياهي و تاثير نور مكمل سبز بر روي فتوسنتز را بررسي كرد حشرات كه در گلخانه به عنوان گرده افشان و كنترل بيولوژيكي عمل ميكنند در نورهاي سبز و فرابنفش بهتر عمل ميكنند.

بنابراين با استفاده از لامپ هاي ال اي دي ميتوان عملكرد آنها را افزايش داد هم چنين استفاده از لامپ هاي ال اي دي توانسته توسعه بيماري سفيدك سطحي در كدو و نيز ويروس موزاييك گوجه فرنگي در فلفل را كاهش دهد قابليت هايي مانند كنترل تركيب طيف نوري ، خروجي نور بالابا كمترين گرماي تابشي اين تكنولوژي را به يك پيشرفت قابل توجه در روشنايي باغباني از زمان توسعه لامپ هاي فشار قوي سديمي تبديل كرده است

مشخصات مهم ال اي دي براي روشنايي باغباني
 

امروزه مسايل بسياري در كشاورزي مطرح مي باشند، تغييرات آب و هوا ،خشكي، سيل، طوفان و آفات تهديدهاي بزرگ براي كشاورزي و تامين غذا مي باشند. از اين رو كشت در گلخانه ها و كشت در فضاهاي بسته و البته تكنيك كشت بافت اجتناب ناپذير مي باشد. حتي سيستم كشت جلبك نيز امروزه رايج شده است. براي اين امر تامين روشنايي از مسايل مهم مي باشد.

لامپ هاي رشته اي و فلورسنت انرژي الكتريكي زيادي مصرف مي كنند، ولي لامپ هاي ال اي اي مصرف انرژي پاييني دارد.هم چنين در كشت بافت گياهان تامين نور بوسيله لامپ فلورسنت 65 ٪از انرژي الكتريكي را استفاده مي كند كه هزينه بالايي مي باشد.در كشت بافت توت فرنگي استفاده از لامپ ال اي دي در مقايسه با لامپ فلورسنت اقتصادي و مقرون بهصرفه بود. در كشت جلبك نيز استفاده از نورمستقيم خورشيد براي آن مضر مي باشد زيرا براي كشت آن به يك دهم نور مستقيم خورشيد نياز است كه استفاده از لامپ ال اي دي بسيار اقتصادي تر از لامپ فلورسنت بود.

ال اي دي ها چندين سودمندي نسبت به لامپ هاي مورد استفادهي ديگر دارد .يكي از توانايي ها كنترل طيف خروجي مي باشد . طيف خروجي يك سيستم روشنايي ال اي دي ميتواند با گيرنده هاي نوري گياه منطبق شود و بالاترين توليد را بدون هدر رفت انرژي سبب شود . توانايي كنترل طيف خروجي به صورت فعال ميتواند بر مرفولوژي گياه تاثير بگذارد.در آزمايشي در كشت بافت گياه سيب زميني مشخص شد كه استفاده از نور ال اي دي قرمز مرفولوژي را سريع تر از نرخ رشد افزايش مي دهد. در واقع مي توان با استفاده از لامپ ال اي دي براي كنترل مرفولوژي گياهچه ها در ريز ازديادي استفاده كرد.

طيف نوري ال اي دي ميتواند براي محصولات خاصي يا توليد پروتكل سفارش داده شود و خروجي حتي براي فتوپريود يا چرخه رشدي اصلاح يابد. سيستم نوري ال اي دي سطوح نوري خيلي بالايي  در صورت نياز تاحد تابش آفتاب را توليد كند. اما حتي در خروجي نور بالا ميتوانند در نزديكي بافت گياه عمل كنند زيرا آنها خروجي گرماي تابشي خيلي كمي دارند. در آزمايشي يك گياه گوجه فرنگي تحت اشعه ال اي دي كه 1450 ميكرومول بر متر مربع از تابش فعال فتوسنتزي را در 10 سانتي متري از سطح برگ ايجاد ميكند و يك گياه هم اندازه با آن هم بدون اشعه ال اي دي قرار داده شد. 

دماي هوا در كنار ال اي دي 28 و بقيه جاها 34 درجه سانتي گراد نگه داشته شد و حايلي بين گياه و اشعه نبود. بعد از 45 دقيقه دماي 1 درجه از / سه برگ نزديك اشعه ال اي دي با استفاده از حرارت سنج مادون قرمز اندازه گيري شد. حداكثر دماي برگ 5 ٣ گياهي كه بدون ال اي دي بود گرمتر بود( 7). عمل كردن در داخل كانوپي گياه اجازه ميدهد كه نور به وسيله گياه گرفته شود.

0005   ساعت 70 ٪از عمر روشنايي خود را دارند. / و كارايي سيستم نوري افزايش يابد. ال اي دي ها عمر بالايي دارند،بعداز دريك آزمايشي در استفاده واقعي، عملكرد ثابتي از اشعه ال اي دي در طي آزمايش ده هزار ساعته ديده شد. 

از مشخصات ديگر اين لامپ ها اين است كه، فوري روشن ميشوند و نيازي به گرم كردن نيست هم چنين سريع هم خاموش مي شوند. آن ها به آساني با سيستم كنترل ديجيتالي هماهنگ ميشوند. لامپ هاي ال اي دي در مقايسه با لامپ هاي سديمي فشار قوي چون جيوه ندارند در صورت شكسته شدن، نيازي به دفع شدن ندارندو چون الكترود ندارند مانند لامپ هاي تنگستن نمي سوزند. هم چنين حباب شيشه اي هم نداشته وسطح شان هم خيلي گرم نميشود كه موجب آسيب شوند و نيز اشعه فرابنفش هم توليد نميكنند (مگر اينكه به منظور خا صي به آن افزوده شوند) در نتيجه مشخصات ايمني خوبي را دارا ميباشند.با توجه به همه موارد ذكر شده، چشم انداز خوش بينانهاي براي تكنولوژي روشنايي ال اي دي وجود دارد و ان را به عنوان انتخاب اول در كشاورزي حفاظت شده قرار ميدهد.