產業焦點 Focus
LED燈夜照 葡萄農省90%電費
高永謀
高經濟作物更替省電燈具勢在必行
彰化縣溪湖鎮是台灣知名的葡萄生產地，該鎮葡萄農慣用以螺旋燈泡，做為夜間燈照設備的燈具。在工研院材化所的支援下，葡萄農友王禮深率先採用LED燈具，經過約三年的反覆測試，終於獲得初步的成功，將可推廣至其他葡萄園，大幅降低農友們所支付的電費。
只要曾在夜間途經高速公路彰化縣路段，罕有不為一路燦爛燈海所震懾者，但這僅是燈海的小小一隅而已。彰化縣向是台灣蔬果、花卉重鎮，多數農家在田間廣建照明設備，利用夜間燈照提昇產品的品質、產量，並加速生產周期；只是，居高不下且逐年增加的電費，一直是眾多彰化農家難以承受的沉重負擔。
然而，LED燈取代白熾燈，雖已是全球沛然莫之能禦的趨勢，但在彰化縣農田間，卻才剛剛萌芽；畢竟，農家務實、持重、保守，即使深知LED燈的電費較為低廉，若無領頭羊以自身成功經驗開風氣之先，確定其不至於影響水果與花卉的品質、產量、產期，寧可繼續使用白熾燈，也不願改用不熟悉的LED燈。
夜間燈照葡萄第一人
幸而，於彰化縣溪湖鎮種植葡萄的農友王禮深，獲得工研院的鼎力協助，挺身成為台灣以LED燈為農作物夜間燈照燈源的第一人。經過3年多的反覆嘗試、測試，工研院同仁不斷修改LED燈的設計與佈建位置，終於成功研發出可取代白熾燈的模組，更證實不會損及農友的利益；未來若經大力推廣，將可為農友節約相當可觀的電費。
世居溪湖鎮的王家，原本也是普通的稻農，但在20世紀60年代，王禮深的父親決定改種經濟價值較高的葡萄，迄今已約半世紀，在當地備受敬重；原本在工廠上班的王禮深，35歲時決定回家接手家業，目前與兒子共同撐持葡萄園，除了耕種自家的1甲地，還另外承租1甲地。
「在彰化縣的葡萄農友中，我應是採用夜間燈照的第1人；現在，又率先嘗試LED燈。」王禮深回憶，約莫在10多年前，他無意間發現，有路燈照射的葡萄株，果實特別碩大、鮮甜，原本以為僅是巧合，但連續觀察3年，卻年年皆是如此，「於是，我開始在葡萄園間廣架與路燈相似的水銀燈，姑且一試！」
在葡萄園間廣架水銀燈，王禮深不諱言，起初飽受街坊、鄰居、同業冷嘲熱諷，以為他傻了、瘋了；但在葡萄採收之後，王禮深所種植的葡萄，重量、甜度皆出類拔萃，收成時間較其他農友早上1到2星期，價格更高出一大截，原本嘲笑他的葡萄農友，紛紛跟進、效法，或前來請益。從此，溪湖葡萄知名度大開，躍居高品質葡萄的代名詞。
近年來電費節節上升
早年，台灣電費相當低廉，由於夜間燈照所增加的利潤，遠高於所支付的電費，農家並不以為意；但近年來，隨著發電成本日益攀升，電費也跟著節節上升，讓深度倚賴夜間燈照的彰化縣農家利潤鉅幅下滑，大感吃不消，亟思兩全其美之策。
「以葡萄農為例，若不使用夜間燈照，彰化縣農家優勢盡失；但若繼續使用夜間燈照，昂貴的電費卻令人日夜煩憂。」王禮深微笑地說，為了撙節電費，他開始尋找具同等照明效果且耗電量較低的燈具，「多方比較之後，我將所有燈具換為較為省電的螺旋燈泡，其用電量僅約一般燈具的30%左右。」
王禮深改用螺旋燈泡後，再度引發溪湖鎮葡萄農群起效仿，登時蔚為風潮。不過，由於電費依然漲勢洶洶，他不以此為滿足，希望找尋省電效果更佳的燈具；由於同鄉好友花錘鏢的姪子花士豪，正是工研院的工程師，因此促成雙方進一步接觸、合作，研發適合葡萄園使用的LED夜間燈照裝置。
先前，工研院曾與農試所合作，成功協助南投埔里鎮茭白筍農，新創光柵解析光譜量測設備，精確量測每地點的紅藍光子能量的比例，經由大面積田間試驗解析LED各波長之光子能量與茭白筍成長關係，精確測試出防止茭白矮症之最低光子能量需求，以獲得茭白筍成長所需的最佳光子能量。大面積田間試驗精確掌控光補償點（LCP）及光飽和點（LSP），將原節能50%再提升為80%以上。同時也解決鈉燈光害與鄰田間光照糾紛，夜景美侖美奐，可增加地方觀光收入。；工研院材化所副組長黃添富表示，LED燈光度均勻且無光害，耗電量僅約普通燈具的10％，既可應用於茭白筍田，理當也可適用於葡萄園。
參考茭白筍成功經驗
黃添富強調，全台茭白筍種植面積約2千多公頃，葡萄園面積相去不遠，茭白筍農、葡萄農皆普遍使用夜間燈照，每年付出的電費數以千萬元計，若能改用LED燈，不僅可降低農民的生產成本，更是台灣節能減碳、消除光害工程的重要拼圖。
「先前，我一位在科技公司任職的姪子，便曾建議我測試LED燈。」王禮深爽朗地說，雖然先前的測試不盡理想，卻沒有澆熄他求新求變的熱情，自2011年起，與工研院展開密切合作，「畢竟，LED燈與水銀燈、螺旋燈泡大不相同，還得考慮葡萄園的特性，無法直接取代。」
自幼便在溪湖鎮長大的花士豪坦承，雖同是農田，但茭白筍田與葡萄園環境迥然不同，相關經驗雖可參考，卻很難直接移植、複製，難度不算低；因此，每隔一或二個星期，他與工研院同仁便會由新竹驅車南下溪湖鎮，與王禮深共同切磋、交流，如何才能將LED燈完美裝置於葡萄園，且成效不遜於螺旋燈泡！
台灣葡萄園以架棚種植，葡萄樹在棚上開枝、散葉、結果。黃添富認為，夜間燈照得以提升蔬果、花卉的產量與品質，關於在於讓農作物在夜間也可進行光合作用，因此LED燈必須由下往上照射，才能發揮最大經濟效益，還得具備防水功能，加設防水燈罩，才不至於被灑水系統所損。
採懸掛式、斜角設計
與王禮深合作之初，工研院材化所同仁在他的葡萄園地面插上塑膠管，在塑膠管上裝設LED燈；沒想到，如此卻會干擾葡萄農行進時的腳步，還有安全上的疑慮，於是更換為懸掛式燈盤，將LED燈燈泡製成燈盤，由棚架掛線垂下，堅守不影響葡萄農耕作習性之原則。
「更換為懸掛式燈盤，但LED燈盤若無特殊設計，將有部分燈光照射地面，形成不必要的浪費。」黃添富進一步說明，為了讓LED燈都可照射在葡萄葉上，使其在夜間也可進行光合作用，懸掛式燈盤採用斜角設計，使LED燈光發揮最大經濟效益，「LED燈若有故障，可單顆更替，不必整盤皆換。」
「更重要的是，如何找尋LED燈盤各種波長的最佳配比。」花士豪解釋，不同波長的LED燈，對植物光合作用之助益，也有所差異；而經過不斷調整再調整，配比成效已相當理想，令工研院同仁相當欣慰。
除此，因為LED燈光照強度與水銀燈、螺旋燈泡不同，以其為葡萄園的夜間燈照燈源，必須重新計算佈懸掛式燈盤佈建的最適距離，讓電費花在刀口上。王禮深不諱言，光是與工研院團隊，計算LED燈間的理想距離，便得大費周章，而隨著LED技術的進步，其間距已從原來的3公尺，拉長為5公尺。
LED燈降價 替民眾省荷包
只是，LED燈耗電量雖較低，但目前採用者多用於公共照明，企業、家庭使用率仍偏低；原因無它，關鍵在於LED燈價格偏高，令消費者望之卻步。王禮深指出，螺旋燈泡單價約300元，但LED燈先前的價格，卻高達新台幣1,000元，700元的價差，遠遠超過LED燈可節省的電費；LED燈若不降價，很難打動農家。
「目前，LED燈的價格已降至600元；在未來，LED懸掛式燈盤若開發模組、大量生產，價格可望再度壓低。」黃添富充滿信心地說，一旦LED燈價格更為「親民」，葡萄農可快速回收在更替新燈具上的投資，「在葡萄園測試初期，約可省下50%的電費，根據推估，往後可望省下90%以上的電費；如此，對農民而言，將更具吸引力。」
經過約三年的反覆測試、修正，工研院已為王禮深的葡萄園，打造出功效較螺旋燈泡有過之而無不及的LED夜間燈照設備。黃添富樂觀地說，裝設LED燈的葡萄園，葡萄果實間距較遠、顆粒較大、甜度更高，在市場上極具競爭力；而在可見的未來，不僅要致力壓低LED燈的價格，也將努力尋找LED懸掛式燈盤不同波長的更佳配比，讓葡萄的生產效能再度提升。
與工研院合作之初，王禮深僅提供一小塊葡萄園，隨著彼此建立起默契，裝設LED燈夜間燈照設備的葡萄園面積，愈來愈擴大；王禮深愉快地說，他所種植的2甲葡萄園，以後都將改用LED燈，也相信可再度帶動流行，「許多葡萄農開車經過我的葡萄園，對閃爍不同顏色的LED燈相當好奇，紛紛前來詢問。」
除了LED燈白筍、葡萄兩者，黃添富觀察，台灣使用夜間燈照設備的高經濟作物，仍所在多有，每年所耗費的電力、農家所支付的電費，皆相當驚人；LED夜間燈照設備將可進一步拓展至這些農家，為農家省下可觀的電費，也使更多農家願意種植高經濟作物，吸引旅外子弟回鄉！
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