Lợi ích của đèn LED có thể tăng sản lượng và doanh thu gia cầm
Công nghệ chiếu sáng có lợi thế trong các ứng dụng khoa học đời sống vì nguồn LED cung cấp ánh sáng trong quang phổ hẹp với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Để tiết kiệm chi phí và tăng sản lượng, chiếu sáng thể rắn đang được sử dụng trong các ứng dụng chăn nuôi gia cầm, theo.
Đến năm 2030, nhu cầu lương thực được dự đoán sẽ tăng gấp đôi trên toàn cầu. Các nhà sản xuất đang sử dụng công nghệ tiên tiến để tăng sản lượng với chi phí thấp hơn và ít tác động đến môi trường hơn nhằm đáp ứng nhu cầu đó. Phần lớn những đổi mới sản xuất này tập trung vào việc cải thiện các yếu tố đầu vào thông thường bao gồm nước, không khí, chất dinh dưỡng và nơi trú ẩn. Ánh sáng là một đầu vào công nghiệp hầu như không được biết đến.
Nông dân có thể tăng đáng kể sản lượng trứng, thịt và các nguồn protein khác đồng thời giảm đáng kể việc sử dụng năng lượng và các chi phí đầu vào khác bằng cách sử dụng đèn LED và tận dụng nhu cầu quang phổ đặc biệt của gia cầm, lợn, bò sữa, cá hoặc động vật giáp xác. Chúng cũng có thể giảm căng thẳng và tỷ lệ tử vong, kiểm soát nhịp sinh học và giảm căng thẳng cũng như tỷ lệ tử vong bằng cách sử dụng ánh sáng LED và các yếu tố đầu vào khác.
Chiếu sáng dành riêng cho nông nghiệp là một trong những ứng dụng chuyên dụng có thể thực hiện được nhờ chiếu sáng trạng thái rắn (SSL), như đã đề cập trong một bài báo trên Tạp chí LED tháng 6 năm 2013. Các ứng dụng như vậy có khả năng mang lại lợi ích tài chính lớn. Cùng với các công ty nhỏ hơn như Once Innovations, Luma Vue và NextGen Illumination cung cấp đèn LED đặc biệt cho thị trường gia cầm, những công ty SSL lớn như Philips và Osram Sylvania đã tạo ra đèn LED điều chỉnh quang phổ cho nông nghiệp và làm vườn.
Trong chuồng trại của họ, nhiều nhà chăn nuôi gia súc tiếp tục sử dụng đèn sợi đốt thương mại và dân dụng đa năng 60W, 80W và 100W. Tuy nhiên, ánh sáng sợi đốt không giống như ánh nắng mặt trời và ánh sáng tốt nhất cho con người có thể không phải lúc nào cũng là ánh sáng tốt nhất cho động vật. Những loại đèn này được điều chỉnh lý tưởng cho các tình huống của con người. Sống dưới ánh nắng mặt trời, có quang phổ hoàn toàn khác với quang phổ của đèn sợi đốt, đã cho phép động vật phát triển. Tất cả các màu sắc được kết hợp trong ánh sáng mặt trời. Số lượng của mỗi màu trong ánh nắng giữa trưa bình thường được hiển thị trong Hình 1a. Vào thời điểm này trong ngày, bạn sẽ nhận thấy rằng màu xanh lam và xanh lá cây sáng hơn màu đỏ. Số lượng màu trong ánh nắng buổi chiều bình thường được thấy trong Hình 1b. Màu đỏ bây giờ sống động hơn màu xanh lá cây và xanh lam, như bạn có thể thấy.
Các hệ thống chiếu sáng chuồng hiện đại cố gắng tạo ra quang phổ giống với quang phổ của mặt trời, cung cấp quang phổ liên tục không có khoảng trống ở giữa và chứa tất cả các màu sắc. Quang phổ liên tục của ánh sáng nóng sáng (Hình 2a) tạo ra màu đỏ đậm với màu lục giảm và rất ít màu lam, mô phỏng thành công ánh sáng mặt trời lúc hoàng hôn. Mặt trời buổi trưa, có nhiều màu xanh lam và xanh lá cây và ít màu đỏ hơn, không được mô phỏng bởi quang phổ này. Một số nhà sản xuất cố gắng thay đổi quang phổ bằng cách phủ bóng đèn, tuy nhiên phương pháp này không tạo ra quang phổ liên tục. Ngoài ra, đèn sợi đốt cần một vật cố định được xếp hạng ở vị trí ẩm ướt, thường xuyên bị cháy và rất kém hiệu quả (tạo ra nhiều nhiệt hơn ánh sáng). Tất nhiên, với việc cấm sản xuất đèn sợi đốt, tất cả những điều đó sẽ sớm không còn phù hợp.
Mặc dù đèn huỳnh quang compact (CFL) hiệu quả và cung cấp ánh sáng trắng, nhưng ánh sáng phát ra của chúng vẫn được tối ưu hóa cho tầm nhìn của con người. Để tạo ra ánh sáng trắng, các dải nhỏ màu đỏ, lục và lam được tạo ra và kết hợp với nhau. Khoảng cách quang phổ lớn giữa các gai màu đỏ, xanh lam và xanh lá cây dẫn đến mất nhiều bước sóng màu đỏ, xanh lam và xanh lục nhìn thấy trong ánh nắng mặt trời (Hình 2b). Phần lớn màu đỏ đậm hơn bị mất do ánh sáng xanh cực yếu. Nói chung, đèn CFL bắt chước ánh nắng tự nhiên rất tệ. Chúng cũng cần có vỏ bọc để được xếp hạng ẩm ướt, khó làm mờ, có một lượng nhỏ thủy ngân độc hại bên trong, khó làm sạch do thiết kế xoăn của chúng, không làm mờ hiệu quả và có tuổi thọ ngắn hơn nhiều khi làm mờ.
Quang phổ màu của bóng đèn natri cao áp (HPS) sáng nhất ở màu đỏ và vàng, khiến cho bóng đèn có màu vàng cam hoặc màu hổ phách đặc trưng. Đèn HPS mang lại hiệu quả vượt trội và sản lượng ánh sáng cao. Tuy nhiên, hầu hết phổ màu, đặc biệt là xanh lá cây và xanh lam, không có, giống như với CFL. Ngoài ra, đèn HPS có thể chứa thủy ngân và/hoặc natri, cực kỳ khó giảm độ sáng, mất nhiều thời gian để làm nóng, cần chấn lưu để hoạt động, giá thành cao.
Trong số các giải pháp chiếu sáng nông nghiệp, đèn LED là hiệu quả nhất và có lợi nhất về mặt sinh thái vì chúng kết hợp đèn LED xanh lam với phốt pho đỏ và lục để tạo ra ánh sáng trắng. Quang phổ gần như liên tục (Hình 3), với nhiều màu xanh lục và đỏ cũng như xanh lam rất sáng. Không có khoảng trống quang phổ của các công nghệ khác, quang phổ của đèn LED cung cấp ánh sáng gần giống với ánh sáng ban ngày theo quan điểm của con người, ngay cả khi đó không phải là ánh sáng ban ngày. Ngoài ra, chúng là loại bền nhất, rất dẻo dai, chống sốc và rung, đồng thời cho phép thay đổi màu sắc và quản lý màu sắc. Tuổi thọ của chúng có thể lên tới 10 năm với khả năng hoạt động 24/7. Khoản đầu tư ban đầu cao nhất vào đèn LED sẽ sớm được thu hồi nhờ tiết kiệm năng lượng, khiến chúng trở thành giải pháp thay thế hợp lý nhất cho chiếu sáng nông nghiệp.
