大功率智能控制LED温室补光灯的设计与功能分析

洪润璋，李星樵，郭 健

(安徽金晟达生物电子科技有限公司，安徽 马鞍山 243000)

引言

近年来，随着能源价格飙升，为了降低温室园艺的补光能耗成本，采用LED光源替代传统光源(如高压钠灯等)是发展趋势，大功率LED补光灯产品越来越普及。与传统的温室园艺补光灯的光源类型，如荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯等相比，大功率LED补光灯具有节能环保、发光效率高、寿命长、可发射单色光源、体积小、应用灵活等显著特点[1]。同时，伴随着LED芯片发光效率的提高与产业发展，以LED为光源的大功率照明系统替代原有的照明系统已经被广泛应用于诸多照明领域[2]。对于温室园艺补光灯领域，由于光是植物生长过程中最重要的环境因子之一，光照是影响植物产量的重要因素，因此大功率LED温室园艺补光灯领域相较于其他大功率LED灯具照明领域具有很强的特殊性，对灯具的设计和功能也提出了特殊的需求。

大功率LED温室补光灯为设施园艺补光所必需，但LED灯具设计是实现高效补光的难点。要实现大功率LED温室补光灯高效补光，需要在设计上讲求：(1)高效散热设计，利用如主动散热的水冷色痕迹或被动散热的散热管、散热鳍，有效的高功率带来大量热量及时散逸；(2)为适应温室可能存在的高湿及液体溅淋情况，需具备IP65及以上防水；(3)采用恒流电源驱动方式，提高运行稳定性；(4)为符合智慧农业的高度可控需求，应用多通道等智能控制技术实现光强光谱可控；(5)适合植物生长的灯珠配比设计；(6)具备科学的配光设计，支持实现分布均匀、低损耗的应用场景。

本文以一种新型大功率LED温室园艺补光灯为例，介绍了其设计创新点，以期为今后大功率LED温室补光灯具的设计与实际应用提供参考。

1 灯具的系统组成与结构设计

所研制的大功率LED温室园艺补光灯在系统组成上与一般LED灯具基本一致，包括灯具外壳部分、电源驱动部分、LED光源部分和光学透镜部分。但由于温室园艺应用场景中高温、高湿的环境特点，以及对灯具的光效和寿命的较高要求，在温室用大功率LED补光灯的结构设计相比一般的LED灯具具有一定的复杂性。

1.1 灯具外壳的散热和防水设计

1.1.1 散热设计

LED芯片对温度非常敏感，温度上升会降低光辐射量，使峰值波长发生偏移(图1)，引起LED色温、显色指数的变化，加速荧光粉及器件的老化，降低LED芯片的使用寿命[3]。因此，大功率LED温室园艺补光灯的散热设计是结构设计中非常重要的一个部分。散热设计的好坏将会对最终LED灯具产品的光效、光谱、寿命等参数产生重大影响。当前LED散热方案分为主动散热和被动散热，大功率LED温室园艺补光灯设计中主要采用的主动散热方案有风冷散热和水冷散热；而采用的被动散热有热管散热和自然散热[4]。

图1 (a)相对光辐射功率随灯珠节点温度变化曲线图；(b)峰值波长偏移量随灯珠节点温度变化曲线图(欧司朗红光灯珠GH CSSRM5.24，测试条件：IF=700 mA)Fig.1 (a)Curve of relative light radiation power against the LED junction temperature；(b)Curve of peak wavelength shifting against the LED junction temperature (Osram red LED GH CSSRM5.24，test condition IF=700 mA)

风冷散热的代表产品主要是Food Autonomy公司的LEDFan，如图2所示。主要是利用机械风机加速对流散热，达到冷却LED灯具的效果。同时在LEDFan的设计中，通过向下吹风的设计，将热量向下传递，将热量聚集在植物与灯之间，创造了一个看不见的保温层，从而进一步节约温室能耗。

图2 风冷散热温室园艺LED补光灯产品—LEDFan Fig.2 Air-cooled greenhouse horticultural LED light product-LEDFan

水冷散热的代表是Oreon公司的GL系列灯具，如图3所示。在灯具内部留有散热介质的流动通道，通过散热介质的冷热交换，快速带走LED灯具的热量。一般在温室应用中主要用水作为散热介质，水带走灯具多余的热量后进入温室的供热系统，为温室提供增温效果。因此，使用水冷散热的LED灯具需要在温室灯具配置系统中增加水循环系统。

图3 水冷散热LED补光灯产品 — Oreon的GL系列Fig.3 Water-cooled greenhouse horticultural LED light product-Oreon GL Series

在被动散热技术中，MechaTronix公司的CoolCube系列温室LED灯具产品采用了热管散热技术(图4)。热管散热部分主要由管壳和吸液芯组成，热管内工作介质在蒸发段吸热产生相变蒸汽，以管内压差为动力流向冷凝段，放热冷凝成液体，吸附在吸液芯内，以吸液芯中的毛细力为动力回流至蒸发段，实现循环散热[5]。MechaTronix使用液氨作为工作介质，利用热管散热技术，将一定数量的大功率LED灯珠高密度地集中在一小块电路板上，大大减小了灯具的重量和体积。

图4 热管散热LED补光灯产品 — MechaTronix的CoolCube Fig.4 Heat pipe cooling greenhouse horticultural LED light product-MechaTronix CoolCube

目前温室大功率LED补光灯中最常见的散热设计是自然散热，即翅片散热。翅片是指依附于基础表面上的扩展表面，可以有效地增加换热面积。由于铝的良好导热性、价格便宜且可加工性高，目前大部分温室LED补光灯的散热器都是采用铝合金材料(表1)一般采用ADC12或者6061。散热翅片的设计，需要根据不同LED灯具的具体散热需要来考虑翅片的总体结构、形状、厚度、高度、宽度、翅片间隙等参数，而具体的散热需求不仅考虑到LED灯具的功率，还要考虑到适用的最大环境温度。

表1 不同铝材料的导热系数

1.1.2 防水设计

温室大功率LED补光灯的防水设计分两种，一种是结构防水设计，另一种是灌胶防水设计[6]。为了应对温室的高温高湿的气候，一般来说，对LED灯具的防水等级通常最低需要做到IP65，一些需要面对高压水枪冲洗的种植架灯甚至会做到IP68的防水，以确保LED灯具能够在潮湿、淋雨等环境下正常工作。

结构防水通常分为以下三个重要方面：外壳、透镜和连接器。温室大功率LED补光灯的外壳通常采用铝合金材料，在外壳的结构中会尽可能地减少雨水进入灯具内部的机会，如外壳的接口处利用回水弯要做好防水处理，避免水分渗透进入灯具内部，如图5所示。透镜是LED灯具中最容易进水的部分，因此要特别注意灯罩的防水设计。通常采用密封圈或者硅胶等材料来封闭灯罩，确保雨水无法渗透进入灯具内部。最后，灯具的连接器的选择需要选择能够满足灯具防水等级要求，甚至高于灯具防水等级要求的连接器。除此之外，还需要用硅胶垫或打胶等方式来密封连接头和灯具主体连接的位置。

图5 大功率LED温室园艺补光灯结构设计中的回水弯设计Fig.5 Backwater trap design in high power LED greenhouse horticultural light structure design

另外，温室大功率LED补光灯中灌胶防水设计也是常见的一种防水方式。灌胶材料通常选择具有良好防水性能的材料，如硅胶、聚氨酯、环氧树脂等[7]，不同的灌封胶材料性能和适用范围也各有不同(表2)。在灌胶前，需要对灯具进行预处理，如清洗、烤干等，以确保灌胶的质量。灌胶时将灌胶材料注入LED灯具的空腔中，确保所有的空隙都填充满了灌胶材料。再将灌胶后的灯具置于真空环境中，排出空气，并使灌胶材料充分渗透到灯具内部的每一个角落。最后等待灌胶材料固化，以确保灌胶达到最好的防水效果。需要注意的是，在灌胶过程中，灌胶材料需要完全覆盖LED灯具内部的所有元器件，包括电路板、LED芯片、电子元件等，以保护它们不受水分的侵蚀。此外，在灌胶过程中还需要考虑LED灯具的散热问题，以避免灌胶材料堵塞散热孔，影响灯具的散热效果。

表2 常见LED灯具灌封胶材料的性能对比

总之，大功率温室补光LED灯具的防水设计可以有效地保护灯具内部的电路和元器件不受水分的侵蚀，从而延长LED灯具的使用寿命。

1.2 灯具的电源驱动设计

作为大功率LED灯具的核心部件，驱动电源直接影响灯具的性能与寿命。LED的驱动方式必须符合LED特有的电学特性，按输出驱动方式可以分为恒压驱动和恒流驱动。恒压驱动指的是电源输出电压稳定不变，电流随负载的改变而改变的驱动方式。使用稳压驱动方式的成本较低，一般使用在对LED光源要求不高的场合。温室大功率LED补光灯具由于对光效、寿命等要求很好，一般采用恒流驱动的驱动方式。恒流驱动(图6)指的是输出的电流恒定不变，而电压随着负载的变化而变化的驱动方式。由于LED是电流型器件，恒流驱动是比较理想的驱动方式，但使用恒流驱动的成本要比稳压驱动高。

图6 大功率LED温室园艺补光灯具中的恒流驱动(GSNL 660 W)Fig.6 Constant current power supply in high power LED greenhouse horticultural light (GSNL 660 W)

1.2.1 电路拓扑设计

LED驱动电源的电路拓扑结构可以分为电阻限流电路、线性调节器、开关调节器三种(图7)。在三种驱动电源拓扑中，开关调节器通过晶体管高频的导通与闭合，降低电流导通时间，从而提高电路的效率，并且可以通过调节晶体管的占空比来稳定输出量，被认为是做温室大功率LED灯具中驱动电源的主电路是最佳的选择[8]。大功率LED驱动电源设计需要综合考虑多个因素，包括LED的电气参数、电源拓扑、器件选择、稳定性和安全性等方面，才能设计出性能稳定、效率高、安全可靠的LED驱动电源。

图7 LED电源驱动设计流程Fig.7 Design procedure of LED power supply

1.2.2 智能控制设计

由于LED灯具存在灵活可调的技术优势，在实际应用中，电源驱动的智能化控制技术也在不断发展和创新。其中主要的智能控制的表现形式包括：调光强、调光谱和远程监测。

通过光强调节，可以让大功率LED温室园艺补光灯具满足作物不同生长阶段的光强要求，相应的调光方式有0～10 V调光、PWM调光、DALI调光、数字调光等。通过对电源驱动及其相关电路进行改进，针对调光精度、范围和效率等进行参数调整，以确保控制的准确性和快速性[9]，使电源驱动具有更高的效率和更广的调光范围。

光谱可调是LED灯具独特的优势特点，一方面在LED灯板设计上可以选用不同光谱的LED灯珠，从而组合成为不同的光谱，另一方面电源驱动采用多通道输出控制技术[10]，通过多通道输出电源驱动对不同通道的电流控制，实现所对应的不同颜色灯珠的光强调节，从而达到混合光谱变化的调控效果。

远程监控也是LED驱动电源的控制发展趋势。大功率LED灯具相比起传统灯具价值高、寿命长，所以在LED电源驱动的设计中，加入对输入和输出的电压、电流、驱动的温度、使用时长等参数的监控和传输，配合相应的灯具控制系统，实现对LED灯具的远程监控。

1.3 灯具的LED光源设计

灯具的光源设计在本文中主要是指以LED灯珠为主的LED灯板设计。光源设计是温室大功率LED灯具光输出性能设计的最重要环节，通过LED灯珠的选型、电流设计和散热设计，来决定LED灯具的光效、光谱和寿命。

1.3.1 光效设计

一般LED灯珠的光效是用流明每瓦(lm/W)来判定，而在植物照明光源质量评价体系中，光合有效光子通量效率(PPE，单位μmol/J)是评价植物补光LED质量的核心要素[11]，这决定了植物照明LED灯珠光效要求的特殊性。选择高效的LED灯珠是设计高光效LED光源的重要一步。常见的高光效LED芯片有GS、Osram、Cree等品牌，它们具有高亮度、高效率和长寿命的特点(图8)。

图8 Osram温室补光660 nm红光灯珠GH CSSRM5.24的光效参数Fig.8 Light efficiency of Osram Horticultural 660 nm red LED GH CSSRM5.24

LED灯具的亮度和功耗与LED灯珠的数量有关。一般情况下，LED灯珠数量越多，LED灯具的亮度越高，功耗也会相应增加。但在温室大功率LED灯具的光源设计时，在一定灯具功率的要求下，一般会特意增加LED灯珠的数量，从而降低每颗LED灯珠上的电流，从而达到提高光效PPE的效果。

1.3.2 光谱设计

不论是可见光、光合有效辐射，还是紫外线 UV-A、UA-B以及近红外线都会影响植物的生长发育[12]。温室大功率植物照明的LED光谱设计需要综合考虑植物生长的不同阶段和不同生长需求，以达到最佳的生长效果。一般而言，植物的生长可以分为种子萌芽、生长发育和花期成熟三个阶段。在种子萌芽阶段，植物需要较高比例的蓝光和紫光，这可以促进种子的萌芽和幼苗的生长。在生长发育阶段，植物需要较高比例的红光和远红外光，这可以促进植物的茎伸长、叶片生长和植物体的发育。在花期成熟阶段，植物需要较高比例的红光和远红外光，这可以促进植物的开花和果实成熟[13]。

因此，针对不同的生长阶段，可以进行不同比例的光谱设计(图9)。例如，在种子萌芽阶段，可以使用440～460 nm的蓝光和380～420 nm的紫光，并适当加入630～660 nm的红光和710～740 nm的远红外光。在生长发育阶段，可以使用630～660 nm的红光和710～740 nm的远红外光，并适当加入440～460 nm的蓝光。在花期成熟阶段，可以使用630～660 nm的红光和710～740 nm的远红外光，并适当加入其他波长的光谱。

图9 LED光源光谱设计与不同光敏色素的吸收曲线Fig.9 LED light spectrum design and absorption curve of different phytochrome

此外，还可以根据植物的不同生长需求进行适当的调整。例如，如果需要促进植物的叶片生长，可以适当加入较高比例的蓝光；如果需要促进植物的开花和果实成熟，可以适当加入较高比例的红光和远红外光。总的来说，植物照明的LED光谱设计需要综合考虑植物的生长阶段和生长需求，并根据实际情况进行调整和优化，以达到最佳的生长效果。

1.4 灯具的透镜及配光设计

透镜和配光设计对于温室大功率LED灯具的光学性能和效果至关重要。透镜是LED灯具中的重要组成部分之一，它的主要作用是集中和控制LED光束，将光线聚焦在特定的区域。温室中由于植物生长密集，需要均匀的光分布才能保证植物处于相同的生长条件中。

透镜的设计要考虑多个因素，如反射率、透过率、折射率、耐热性等，以及透镜的形状和尺寸等。LED灯具的配光设计一般利用IES文件格式来描述LED灯具的光学性能和光学分布。IES文件是一种标准格式，可用于描述灯具的光学性能和光学分布。使用光学模拟软件，例如LightTools或Zemax等，来模拟LED灯具的光学性能和光学分布，并生成IES文件。在IES文件中，包含LED灯具的基本信息，例如光源类型、光源数量、光源功率、光学分布等，如图10所示。得到IES文件后，根据温室补光的需要，结合灯具的数量、布置方式来模拟温室的补光强度、补光均匀度等光环境设计参数。

图10 LED温室园艺补光灯具的IES配光曲线Fig.10 IES light distribution curve of LED greenhouse horticultural light

2 灯具的悬挂方式与应用效果

在温室园艺补光应用场景中，LED补光灯具的应用方式主要分两种：顶部补光和株间补光。而大功率LED补光灯因其光输出高的特性，需与植物间隔至少1.5 m以上来实现均匀的光分布，通常作为顶部补光应用。另一方面，大功率LED设备重量大，对温室桁梁的承载能力需求高。参考国际市场大功率LED(600～1 000 W)产品，重量范围约在8～15 kg范围内。综上，基于大功率LED的特性，其产品对于悬挂配件结构、与温室结构连接方式等相关技术细节提出了更高的要求。

2.1 温室悬挂方式

根据挂载位点、结构以及作物栽培系统特性，顶部悬挂方式一般可划分为三种：吊蔓系统悬挂、桁梁悬挂和型钢悬挂，如图11所示。其中，桁梁悬挂方式与型钢悬挂方式在整体上相似，但区别在于悬挂点所依托的结构不同。

图11 常见悬挂方式及对应悬挂配件：吊蔓系统悬挂(左)、桁梁悬挂(中)、C型钢悬挂(右)Fig.11 Common hanging system and corresponding hanging parts：Trellis high-wire (left)，Trellis (middle)and C-profile (right)

在顶部悬挂方式中，桁梁悬挂方法无需在温室内添加额外的结构，而是可以直接利用温室的桁梁进行布置。因此，补光灯的布置将以桁梁为轴线，在该方向上进行行排列，相邻补光灯行的间距即为温室单个开间的宽度。该方法具有以下主要特点：

(1)无需添加额外的结构型材，对温室的荷载更加友好，且初始投入成本较低；

(2)灯具行排布的间距受到温室结构的限制，若布灯密度过低可能导致补光光分布不均匀的情况。

而型钢悬挂方法所应用的结构件与桁梁悬挂方法相类似，但通常需要选择与型材规格相匹配的挂钩尺寸，常见的如C40/C45/C50型号的C型钢。

吊蔓系统悬挂与桁梁悬挂均利用温室的桁梁结构作为悬挂位点，两者的主要区别在于：应用吊蔓系统的温室，在桁梁下方存在吊蔓钢丝绳或悬挂栽培槽吊点等障碍物，因此无法将补光灯直接悬挂在桁梁的正下方。同时，为了确保补光灯与植物冠层之间有足够的距离，应尽可能提高补光灯的悬挂高度。综上所述，设计了如图11所示的侧面悬吊式挂钩。

综上所述，这三种悬挂方法都是温室中常见的大功率LED补光灯的悬挂方式，适用于不同的场景，并且各自具有优缺点。在实际应用过程中，应根据温室的情况和使用需求来合理选择适当的悬挂方式。

2.2 应用方式与效果

2.2.1 大功率LED的实践应用方式

在过去数十年的温室行业发展中，高压钠灯(HPS)以其良好的效果和高性价比而被广泛应用于有补光需求的温室。实际上，许多温室的运营模式与高强度补光设计密切结合，使得高强度补光系统成为温室不可或缺的组成部分。因此，在近年来，由高压钠灯向LED灯的转型过程中，越来越多的种植者开始将目光投向能够与常用的1 000 W高压钠灯匹配替换的大功率LED补光灯具。以荷兰为例(图12)，常见市场上的大功率LED温室园艺补光灯功率通常在600 W以上，可以实现与1 000 W高压钠灯相当的光输出水平，因此被用于与旧的1 000 W高压钠灯进行1∶1的替换。通过同等功率的替换，既可以保证产能，又节省能源消耗，并能最大限度地利用原有的电力系统，实现低人工和物料的系统升级。另一方面，为了进一步挖掘生产潜能，一些种植者选择将1 000 W LED灯与1 000 W HPS灯等量替换，以在温室现有电网负载条件下实现最大化输出。

图12 荷兰温室应用混合补光系统(1 000 W高压钠灯+1 000 W LED)Fig.12 Hybrid supplementary lighting system in Dutch greenhouse (1 000 W HPS+1 000 W LED)

温室中常见的大功率LED灯具应用形式主要有两种：纯LED灯系统和高压钠灯+LED灯混合系统。混合补光系统是行业由成熟技术体系向新体系转型探索中的产物，促使种植者采用HPS和LED的混合应用主要有以下两个原因：

(1)初期投入成本更为友好。LED灯的成本决定了其初期投入成本远高于高压钠灯补光系统。近年来，由于能源价格波动带来的市场不稳定因素，使得温室投资者和经营者对于这类大规模投资更加谨慎。因此，投入成本较低的混合补光系统作为一种中间选择，得到了更多的青睐。

(2)LED应用技术和经验尚不成熟。由于LED的特性与高压钠灯存在巨大差异，如发光和光谱等特性的差异，对温室整体运营产生了巨大的影响。

2.2.2 应用效果评价

补光技术广泛地应用在日长控制，如调节植物的开花等发育过程，或作为同化光照以增加作物生长[14]。同化光照需要大量的电力输入。以荷兰为例，生产番茄的现代温室中，带有人工补光设备的温室对比无补光设备温室，需要超过两倍的能量投入，并且其碳足迹是没有补光灯温室的三倍以上。根据加拿大安大略省蔬菜温室数据，其中应用人工补光的蔬菜温室消耗的电力是无人工补光温室的10倍[15]，但同时，带灯的温室也提高了27%的产量。到目前为止的研究与实践充分证明了人工补光可以显著增强温室产能，但同时也带来了高昂的能源消耗。因此，能源消耗高昂的高压钠灯作为曾经被广泛应用的人工补光灯，已逐渐被越来越多的光效更高的大功率LED灯取代[16]。

对比HPS与LED应用效果的研究结果表明，番茄温室应用LED可节能75%，且维持相同产能[17]。相对传统补光灯，大功率LED灯的主要优势在于其更好地将电力转换为光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation，PAR)。而截至目前，在园艺应用场景中，常见HPS灯的效率在1.7～1.9 μmol/J之间，但市面优质的大功率LED灯最高可达到4.0 μmol/J。相对于传统HPS补光灯，LED灯效率最大可高出近110%。且因为HPS灯的发光效率物理极限已经达到峰值，而LED灯的效率仍在提升，带来的节能效率差异预计未来还会提高[18]。

除此之外大功率LED由于其使用发光二极管作为光源，整灯的寿命相比传统灯具更长。市面上常规的大功率LED灯的寿命能够保证在25 000～50 000 h的使用时长后，灯具的光衰小于10%[19]。与传统HPS补光灯对比，高压钠灯灯管的寿命通常仅在使用10 000 h后，光衰已经达到10%。可见寿命差异高达3～4倍以上，十分显著。

大功率LED补光灯光电转化效率的提升和灯具光辐射热的减少为温室进一步提高补光强度提供了新的路径。在保持温室相同的电网负荷条件下，种植者可以应用更高强度的补光灯，即更高密度的补光灯布置，从而达到更高的产能。另一方面，传统高压钠灯的高辐射热的特性，也限制了温室在特定季节(主要是夏季)的补光计划，为减少温室降温压力，不得不停止使用高压钠灯为光源的补光系统[20]。

光对于植物形态、生理和发育有着极为重要的影响。其中，众多植物生理研究表明，光谱组成的变化显著影响了包括光合作用及次级代谢的过程[21]。LED灯具备光谱可定制的特性，LED为精确控制人工补光的光谱提供了可能性。近年来也被越来越多的生产者利用多样的光谱特性，实现控制植物生长及生理发育的目的，且最终达到提高作物生产和质量的优异效果。众多研究结果均已证明，不同波长的光是如何影响植物生长、光感受器和所涉及的下游反应，这对温室的生产力和可持续性具有较大的影响。

3 结论

在当前“碳达峰”与“碳中和”的绿色发展背景下，为了保证粮食安全，进一步提高温室园艺的作物产量，大功率LED温室园艺补光灯以其高光效、长寿命、光谱可控的优异特性，势必将成为温室园艺补光的主流产品。但同样由于温室园艺的特殊应用场景，对大功率LED的功能要求高，使得在设计制造过程中仍面临着一些难点，主要包括以下几个方面：

(1)散热设计。大功率LED灯具中由于使用LED灯珠的数量多、功率大，密集排列的LED灯珠给散热带来了巨大挑战，需要有良好的散热设计才能保证其光效和寿命。而目前大功率LED灯的重量已经是同等功率HPS灯的3～4倍，所以设计出高效散热，体积小、重量轻的大功率LED温室园艺补光灯具是目前最大的挑战之一。

(2)光学设计。由于LED的直线性发光特性，随着单灯具功率的提升，需要实现每只灯具能够覆盖更广泛的照射范围，同时满足光照均匀性的要求。这需要采用复杂的光学结构进行光束调控，使得光线分散均匀而不出现盲区、堆积、尖刺等现象。

(3)驱动电源设计。大功率LED灯具需要稳定可靠的大功率驱动电源，同时在灯具尺寸和重量的限制下，驱动电源需要实现更小的尺寸、更高的功率密度和更高的能量转换效率，从而满足大功率LED灯具的发展需求。

随着大功率LED补光灯在温室园艺场景下逐步推广应用的过程中，针对作物不同的光照强度和光谱的需求，最大程度地发挥LED灯具高能效和光谱可控的优势将成为应用端的挑战。首先，根据不同作物的需求，需要选用不同光谱和功率的LED灯具，同时要考虑LED灯具的数量、安装位置、高度和角度等因素，确保光线的均匀照射，以满足其达到目标产量和品质的需求。其次，要根据作物的生长周期合理制定不同的光照计划，可以通过智能控制系统实现光强、光谱的调节和远程操作，为植物提供合适的光谱和适量的强度，同时达到节能最大化的效果。

总之，在温室园艺中应用大功率LED灯具进行补光可以有效地提高植物的生长速度和产量，同时也有助于改善作物品质和提高经济效益。随着科技的发展和LED灯具开发设计的不断成熟，大功率LED灯具将会在温室园艺领域得到更为广泛的应用。