ЛЕД диоде у живинарству
У свом говору на тему „Како усрећити пилиће“ на конференцији Стратегиес ин Лигхт 2014., председник Онце Инноватионс Брајан Вилкокс истражио је убедљиве научне доказе за тврдњу да ЛЕД осветљење нуди економске користи које превазилазе ниже трошкове енергије да би заправо произвеле повољне резултате — и на тај начин повећани приходи — у управљању и производњи живине. Овде ћемо детаљније погледати апликацију за живину.
Док ЛЕД диоде имају предност у односу на друге изборе пољопривредног осветљења у смислу њиховог капацитета да ефикасно и исправно опонашају сунчеву светлост, њихова способност да произведу прилагодљив, подесиви спектар може бити њихова највећа карактеристика. Потребе за спектром животиња и њихова спектрална осетљивост се разликују од људских. Пољопривредници могу да створе светлосно окружење за своје животиње у својим шталама које побољшава здравље и добробит, а самим тим побољшава развој уз истовремено смањење трошкова енергије и хране, оптимизовањем коришћења спектра, зрачења и модулације.
Осветљење штала за живину је једна од најперспективнијих употреба за пољопривредне ЛЕД диоде, углавном због значајних варијација између начина на који људи и птице апсорбују, перципирају и реагују на фотоне. Технологије засноване на ЛЕД-у могу да искористе ове разлике да смање трошкове светиљки, повећају повећање телесне тежине и развој мишићно-скелетног система, подстакну рану зрелост код пилића несаница намењених да носе јаја, побољшају конверзију хране, промене производњу мелатонина, повећају излаз и квалитет јаја, контролишу репродуктивне циклусе и продужавају репродуктивни живот.
Три-хроманти који су осетљиви на енергију црвеног, зеленог и плавог спектра су људи. Људска осетљивост достиже врхунац око 550 нанометара (зелено) и постепено опада како се креће ка црвеном и плавом спектру. Људи апсорбују фотоне преко фото-пигмената родопсина (штапића), јодопсина (чушница) и меланопсина, који у потпуности зависе од ретиналне рецепције.
Птичја мрежњача такође може да апсорбује фотоне захваљујући меланопсину, штапићима и чуњићима. Међутим, они такође узимају фотоне преко активних фоторецептора који се налазе у епифизи, која се налази на врху мозга (пинеална рецепција). Невероватно, они такође узимају фотоне преко дубоких енцефалних фоторецептора (хипоталамусни пријем).
Квад-хроманти су домаћа живина. Перад је еволуирао максималну осетљивост на зелено на 550 нм, слично као код људи. Међутим, они такође имају повећану осетљивост на ултраљубичасто (УВ), црвену и плаву светлост. Претпоставља се да је узрок томе њихово порекло. Због зеленог лишћа које покрива крошње дрвећа, тропске прашуме јужне Азије имају ефекат филтрирања светлости. Са максимумима на 450 нм (12 пута већа осетљивост код људи) и 640 нм, живина је тиме развила повећану осетљивост на плаву и црвену боју (4к осетљивост код људи). Али можда је најупадљивија разлика између птица и људи то што птице могу да виде УВ светло својим очима (максимално на 385 нм). Највише се истражују узроци способности домаћих птица да осете УВ светлост. Два главна осумњичена су способност препознавања хране и јата.
Свака нијанса различито утиче на физиологију живине. Подстичући пролиферацију сателитских ћелија у скелетним мишићима, зелено светло, на пример, у великој мери убрзава стопу раста у младости. Плаво светло подиже нивое андрогена у плазми, што подстиче развој у каснијој доби. Плаво светло ниске фреквенције спречава кретање. Такође смањује учесталост канибализма међу старијим особама (нарочито код бројлерских пилића гајених за људску исхрану). Због снажније стимулације ослобађања тестостерона када се користе заједно, зелена и плава светлост подстичу стварање миофибера. Укупно, показало се да плаво светло може повећати конверзију хране до 4 процента, смањити цену по фунти до 3 процента и повећати укупну живу тежину до 5 процената.
На почетку периода узгоја, црвено светло стимулише и подстиче сексуалну активност, као и повећава стопу раста код пилића и ћурки. Поред тога, побољшава покретљивост, што смањује проблеме са ногама на крају фазе одгајања. Црвено светло смањује потрошњу хране по положеном јајету уз задржавање исте величине јајета, тежине жуманца и албумина, тежине љуске и дебљине. Све у свему, показало се да црвено светло може продужити период врхунца производње, побољшати производњу јаја за до 38 јаја по кокоши и можда смањити унос хране до 20 процената.
Енергетска ефикасност је неопходна за успех.
Велики део укупне потрошње енергије користи се за осветљење пољопривреде. Пољопривредне установе су груписане у уском географском региону, имају упоредиве системе осветљења, брзо се модификују и добро реагују на подстицаје. Према Америчком савету за енергетски ефикасну економију (АЦЕЕЕ), пољопривредна индустрија у Северној Америци, посебно на Средњем западу, има потенцијал уштеде енергије од милијарду (милијарду) долара годишње. Два нуклеарна енергетска реактора су изједначена са тим. 7 процената трошкова на фарми, према Кејт Фарли из АЦЕЕЕ, повезано је са енергијом. Уз субвенције, грантове и друге подстицаје, прелазак са лампе са жарном нити на ЛЕД осветљење може довести до уштеде енергије од 2000 долара по штали. Ова смањења би значајно повећала профитабилност сваке штале за пољопривреднике.
Помислите само на уштеду енергије на целом тржишту. Шест од 10 водећих произвођача јаја налази се на Средњем западу, где постоји више од 2500 фабрика носиља јаја широм земље. Свака активност слоја користи у просеку 800 сијалица са жарном нити по објекту. Постојала би уштеда од 800 сијалица (9В - 3В)/светло 16 сати/дан 365 дана/годишње, или 28.032 кВх по операцији, ако би се ова светла заменила ЛЕД диодама. У Ајови, Охају и Индијани, 42 процента операција слоја, дошло је до смањења потрошње енергије за 70 милиона (милиона) кВх у само ове три државе.
Пошто тржиште бројлера троши четири пута више енергије од тржишта несјаја, уштеде су много уочљивије. Већина њих се налази у државама југоисточне и јужне централне, а многе од њих још увек користе неефикасно осветљење. На основу 4 штале по фарми, 132 светла по штали, 100В/светло, 18 сати дневно, 52 дана/јату и 5,5 јата годишње, потрошња енергије ужареног светла за фарме бројлера у просеку износи 271,814 кВх по фарми годишње.
Уштеду енергије је израчунао др Јоеи Браи са Стевен Ф. Аустин Универзитета у Нацогдоцхес, Тексас, упоређујући АгриСхифт ЛЕД технологију компаније Онце Инноватионс са тренутним жаруљама и ХПС лампама у производном окружењу. Према Браи-овом истраживању бројлера, типична фарма бројлера која користи конвенционални систем са жарном нити/ХПС користила је 3837 кВх по јату годишње. АгриСхифт ЛЕД диоде смањиле су потрошњу енергије на истој фарми за више од 95 процената по фарми у сваком јату, на само 109 кВх. Примена овога у целом сектору могла би да доведе до уштеда енергије у земљи од 2 до 5 милијарди кВх, или еквивалент пуној производњи једне нуклеарне електране. Погледајте „ЛЕД решење за пољопривреду користи аутономни дизајн наизменичне струје“ за више информација о Онце Инноватионс и АгриСхифт.
Уштеде енергије за предузећа која производе свињетину су исто тако вредна пажње. Средњи запад има укупно 1,8 милиона светлих утичница, од којих је већина ЦФЛ, а тамо је осам од 10 најбољих свињских држава. Средњи запад би могао да уштеди 540 милиона кВх преласком на ЛЕД светла за свиње, што би уштедело 52,2 милиона кВх (ЦФЛ) - 25,2 милиона кВх (ССЛ)=27М кВх - 20 сати дневно {{ 10 дана.
Норме и попусти
Високи почетни трошкови су били препрека упркос побољшаној ефикасности, ефикасности и смањеним укупним трошковима поседовања опреме за пољопривредну расвету засновану на ЛЕД диодама. Ово је делимично због тога што не постоје стандарди перформанси за сектор пољопривредне расвете, што отежава потрошачима пољопривредних производа за осветљење заснованих на ЛЕД диодама да остваре користи од рабата за потрошњу енергије за производе са жарном нити и ЦФЛ расветом који се користе у стамбеним и пословним окружењима. .
Перформансе осветљења и критеријуми који се односе на људе у стамбеним и комерцијалним апликацијама су у фокусу тренутних стандарда осветљења. Производи за комерцијално осветљење имају ознаку ДесигнЛигхтс Цонсортиум (ДЛЦ), док енергетски ефикасни производи за потрошачку расвету имају логотип Енерги Стар. Нажалост, не постоји стандард перформанси или ознака која се може поредити за опрему за пољопривредну расвету. Због тога је комуналним предузећима тешко да уврсте ове уређаје у своје програме рабата, што их ставља у јасан економски неповољнији положај. Пољопривредници и даље могу да добију рабат тако што ће накнадно уградити потрошачке и комерцијалне производе за осветљење опште намене за своје штале (што може захтевати њихово затварање у чврсте или влажне уређаје за осветљење), али расветних производа који су направљени посебно за животиње и штале окружења обично нису квалификована.
Добављачи и корисници (као што су фармери) производа за пољопривредну расвету захтевају програм који посебно рангира расветне елементе у смислу пољопривредних перформанси. Таква шема би купцима и добављачима електричне енергије пружила знање које им је потребно за процену опција осветљења на фарми док би истовремено изједначавали услове за рабате. Може бити укључен као део Енерги Стар или ДЛЦ-а или чак радити одвојено. Идеалан стандард би се носио са важним карактеристикама перформанси, укључујући издржљивост, перформансе, поузданост и сигурност, и обезбедио доследност у различитим услужним програмима. Стандард је већ у изради, а бројна комунална предузећа су већ показала интересовање за учешће.
покреће будућност пољопривреде
Већина активности истраживања и развоја сада је концентрисана на индустрију свиња и живине, али технологија Онце Инноватионс посебно се такође може користити у аквакултури, млечној говедарству и индустрији коња. На пример, црвено светло је невидљиво за животиње као што су свиње, говеда и коњи, тако да је ноћу светло пригушено до црвеног спектра како би се омогућило одржавање без узнемиравања стоке. Људске болнице усвајају сличну стратегију, дозвољавајући особљу да лута ноћу без употребе беле светлости која би смањила синтезу мелатонина и пореметила сан пацијената. (Погледајте „Осветљење у чврстом стању открива праве нијансе савремене здравствене заштите“ из овог издања за додатне информације о осветљењу које се користи у здравству.)
Поред тога, прилагођени спектри се могу користити за управљање рибњачким стаништима за рибе и ракове. Универзитетска истраживања која процењују утицај ЛЕД осветљења на производњу ракова су у току, док су комерцијална језера у Кини и Белизеу инсталирала АкуаСхифт системе осветљења као пример. Преко 17 милијарди долара глобалног тржишног потенцијала постоји за полупроводну пољопривредну расвету. То ће само расти како произвођачи ЛЕД-а откривају нове методе за коришћење светлости за побољшање добробити животиња, повећање пољопривредне производње и смањење трошкова енергије.
