Освещение теплиц светодиодами

Светодиодное освещение теплиц – передовые технологии в сельском хозяйстве

Освещение теплиц светодиодами
Освещение растений в теплице с помощью светодиодных источников света

Для любых растений солнечный свет – жизненно необходимая составляющая. Однако, во многих климатических условиях, особенно в зимнее время, его не хватает для того, чтобы обеспечить растения освещением в достаточном количестве. Поэтому в теплицах и оранжереях принимают меры по устройству дополнительных источников света.

И с этой задачей отлично справляются светодиодные системы освещения. Рассмотрим их виды, особенности и преимущества перед другими видами освещения для теплиц.

Влияние светового спектра на развитие растений

Фотосинтез в растениях – это процесс, при котором энергия света используется для превращения воды и углекислого газа в различные органические соединения. Для нормального и стабильного развития и роста растениям необходимо освещение не менее 15 часов в сутки.

Совет: не стоит устраивать освещение в теплице на круглые сутки, отдых в 6-7 часов для растений крайне необходим.

Освещение теплицы светодиодами

Однако, растениями используется не весь спектр солнечного света. Наибольшее влияние на их развитие оказывают синий, оранжевый и красный цвета светового потока. Желтый и зеленый спектры большей частью от поверхности растения отражаются.

При устройстве систем освещения в теплицах, оранжереях или парниках основной задачей является создание светового потока, идентичного солнечному свету, с усилением требуемого спектра.

Влияние светового спектра на фотосинтез в растениях

На разных стадиях жизни растения ему требуется в большей мере определенный спектр освещения. Если в начале цикла роста и набора общей массы растения используют активнее синий цвет, то в период цветения и созревания плодов – красный диапазон спектра.

При использовании светодиодных светильников с синим цветом – от 440 нм до 460 нм:

  • Корневая система у растений более развитая – в 1,5 – 2 раза.
  • Вещества, отвечающие за цветение, образуются гораздо быстрее – в 2 раза.
  • Более крепкие стебель и листья.

Недостаток синего спектра приводит к образованию слабого стебля у растения, большими промежутками между узлами стебля.

Применение красного цвета светильников – длина волны от 650 нм до 670нм:

  • Масса наземной части растений увеличивается в 1,7 – 2 раза.
  • На 7 – 10 дней раньше наступает фаза цветения.
  • Увеличивается количество плодов на растении.

По этой причине для освещения в теплицах, оранжереях и парниках желательно применять специальные фитосветильники с определенным излучаемым спектром.

Разновидности тепличных светильников

Для освещения в теплицах, парниках и оранжереях используются несколько видов источников света:

  • Обычные лампы накаливания – очень энергозатратный вид освещения. Спектр света, который дают такие светильники, не полностью соответствует потребностям растений. Лампы сильно нагреваются, что может легко привести к ожогу листьев и стеблей.

Лампы накаливания в теплицах

  • Люминесцентные светильники – имеют достаточно долгий срок эксплуатации, не нагреваются, недорогие по цене. Но конструкция светильников сложная, они очень требовательны к напряжению в сети. Ртутные лампы (ДРЛ) – применяют чаще всего совместно с натриевыми лампами. Серьезным недостаткам является дороговизна утилизации. Газоразрядные натриевые лампы (ДНаТ и ДНаЗ) – экономичны, высокоэффективны. Но в их спектре практически отсутствует синий цвет.
  • Металлогалогенные лампы – излучают световой поток, очень близкий к естественному свету. Довольно дороги, имеют непродолжительный срок службы.

Сложная конструкция металлогалогенной лампы

  • Светодиодные светильники – наиболее оптимальный вид источника света для применения в теплицах.

Светодиодное освещение в теплице

Хорошим показателем для сравнения осветительных приборов с различными типами ламп может стать отношение мощности выдаваемого светового потока к потребляемой энергии – светоотдача светильника.

Сравнение различных видов светильников по параметру световой отдачи

Газоразрядные ртутные и натриевые светильники используются в основном в промышленных теплицах. Практически не имеющие серьезных недостатков, светодиоды для освещения растений в теплицах и оранжереях применяются все чаще.

Преимущества светодиодных источников света в теплицах

Освещение теплиц светодиодами не зря приобретает все большую популярность.

У светодиодных фитосветильников масса достоинств перед другими видами освещения:

  • Качественные изделия испускают световые волны строго определенной длины.
  • Выбор мощности светодиодных ламп позволяет устраивать различную степень освещенности теплицы. Использовать такие источники света можно в качестве основного освещения или дополнительной подсветки растений в теплицах.
  • Значительная экономия света, а значит – снижение затрат на его оплату. Светодиодные лампы потребляют меньше энергии, чем газоразрядные лампы.
  • Соответственно, снижается себестоимость производимой продукции.
  • Малый нагрев конструкции светильника позволяет располагать его очень близко к растениям без опасности ожогов для них. Максимально полезное использование светового потока достигается при угле светового луча 60 – 120 градусов. При выращивании низкорослых растений в теплице можно располагать несколько ярусов по высоте.
  • Не происходит пересушивания почвы от нагрева светодиодным источником света, следовательно, снижается необходимое количество поливов.
  • Для работы светодиодных ламп не требуется высокое напряжение. Более того, они не боятся его перепадов.
  • Любые элементы в светильниках можно легко заменить, они ремонтопригодны.
  • Срок службы светодиодов больше, чем у других видов ламп. Примерный срок эксплуатации их составляет 50 000 часов.
  • Экологически чистый вид источников света.

Примерное сравнение газоразрядных и светодиодных светильников

Применение специальных светодиодных фитосветильников в значительной мере улучшает качество жизни растений.

Проведенные эксперименты доказали, что:

  • Увеличивается скорость всхожести семян – на 5 – 10 %.
  • Рассада быстрее набирает биомассу – на 70 – 90%.
  • На 50 – 80 % замедляется скорость роста растений в высоту, но в то же время увеличивается их масса на 40 – 60%.
  • Активнее и качественнее развивается корневая система – на 50 -70 %.
  • Цветение начинается раньше на 7 — 10 дней.
  • Количество хлорофилла становится больше на 40 – 100 %.

Но самое главное – это значительное снижение энергозатрат на освещение теплиц.

Однако, если площадь освещения достаточно объемная, требуется установка большого количества светодиодных источников света. Цена на светодиодные светильники выше, чем на другие виды ламп. Но окупаются они достаточно быстро.

Больше информации о светодиодных светильников в теплицах вы можете получить из видео в этой статье.

Основные требования к светильникам для теплиц

Согласно нормам технологического проектирования для репродукционных теплиц и селекционных комплексов, недостаток естественной обеспеченности растений солнечным светом должен быть компенсирован искусственным освещением. Оно применяется в случае, когда количество света, поступающего в теплицу, меньше 90% от требуемого количества для конкретной культуры.

Все осветительные приборы, которые планируется использовать в теплицах, оранжереях или парниках, должны соответствовать нескольким основным условиям:

  • Водонепроницаемость;
  • Пылезащищенность;
  • Безопасность для здоровья человека.

Высокий уровень влажности и пыли, который присутствует в тепличных сооружениях, достаточно быстро выведет из строя обычные светильники.

Светильники, которые применяются для основного освещения, должны одновременно обеспечивать комфортность работы в теплице человека и создавать нормальный уровень освещения для растений. Обычно это источники света со спектром, близким к естественному солнечному свету.

Осветительные приборы в теплице должны обеспечивать нормальные условия работы

Дополнительное освещение должно быть регулируемым. Возможность изменения спектрального состава света в зависимости от фазы роста растения является весьма важным требованием к источникам света для теплиц и парников.

Промышленные осветительные приборы широко применяются в крупных сельскохозяйственных тепличных комплексах.

К ним предъявляются повышенные требования:

  • Обеспечение достаточного уровня освещенности всей теплицы.
  • Продолжительный срок эксплуатации светильников.
  • Освещение должно быть очень качественным.
  • Большие затраты на электроэнергию требуют высокой экономичности осветительных приборов.
  • Они должны обладать повышенной устойчивостью к неблагоприятному климату теплиц и механическим повреждениям.

Организация освещения в таких комплексах требует профессионального подхода.

Виды светодиодных фитосветильников

В настоящее время выбор светодиодных светильников очень разнообразен. Для различных условий выращивания растений можно подобрать готовые осветительные приборы, либо изготовить необходимое освещение своими руками. Кроме того, светодиодные системы освещения для теплиц можно использовать для постоянного освещения, либо включать периодически.

Комбинированные светодиоды для освещения в теплице

Светодиодные светильники могут быть разделены по основным параметрам:

  • Мощности – от 18 Вт до 240 Вт. С увеличением мощности возрастает и нагрев светильников.
  • Световому потоку – от 1850 лм до 24000 лм.
  • Габаритам корпуса – это могут быть небольшие одиночные светильники или крупноразмерные светодиодные системы освещения.

Светодиодное освещение в теплице, как правило, устраивается с применением мощных светодиодов полного спектра, либо комбинированием ламп различного цвета в одном светильнике. Полноспектральные светодиодные светильники в своей конструкции имеют лампы красного и синего цвета, количество которых подбирается в соответствии от необходимого их соотношения для определенной фазы жизни растения.

Комбинированные светодиодные светильники

По типу охлаждения светодиодов в светильниках различают приборы с естественным и искусственным охлаждением. Искусственное охлаждение осуществляется с помощью встроенных в осветительный прибор вентиляторов или радиаторов. Мощность таких светильников может достигать 1000 Вт.

Дополнительные параметры, по которым можно классифицировать светодиодные приборы:

  • Герметичность – в зависимости от уровня влажности и количества пыли в теплице подбирается степень защищенности корпуса осветительного прибора.
  • Тип крепления – светильники в теплицах и оранжереях могут устанавливаться горизонтально или вертикально, на большой высоте или непосредственно располагаться над растениями.
  • Тип рассеивателя – в настоящее время основой для рассеивания светового потока в светодиодных осветительных конструкциях является оптический поликарбонат.
  • Температура света – светодиодные светильники могут выдавать свет от 2500 К до 6000 К.

Для фиксации осветительных приборов в теплицах и парниках применяются:

  • Скобы;
  • Рым-болты для подвеса;
  • Крепежные планки;
  • Консоли.

Различные виды крепления светодиодных осветительных приборов

Светодиодные системы освещения можно также монтировать на гибких тросах. Это позволяет регулировать их высоту и наклон.

В зависимости от количества светильников их можно разделить на:

  • Одиночные – используются для освещения небольшой площади посадок.
  • Ленточные – обычная светодиодная лента очень проста в использовании.
  • Прожекторные – применяются для освещения больших площадей, отличаются повышенной защитой от влаги.

Наиболее часто применяются источники света с комбинацией диодов синего и красного цвета.

Конструкция осветительных приборов на светодиодах

Конструкция светильников на светодиодах в общем достаточно проста и универсальна.

Они состоят из:

  • Корпуса светильника – он может быть прямоугольным, квадратным или круглым. Корпус светодиодного осветительного прибора должен иметь защиту от влаги и пыли.
  • Шины из алюминия – на ней крепятся светодиодные лампы. Она также необходима для отведения излишков тепла, образующегося при работе светодиодов.
  • Светодиодов – их количество может достигать 100 штук. Чаще всего они комбинируются из ламп, различных по световому спектру.
  • Драйвера для управления светодиодами.
  • Рассеивателя светового потока – обычно это оптический поликарбонат с высокой степенью светопропускания.
  • Сетевого шнура — подключение светильников на светодиодах к источнику тока не требует промежуточных устройств.

Конструкция светильника на светодиодах

Для осветительных приборов большой мощности дополнительно в конструкцию встраиваются вентиляторы и радиаторы.

Светодиодный светильник со встроенным вентилятором

Производители светодиодных светильников, предназначенных для использования в теплицах, оранжереях и парниках, также выпускают и большое количество разнообразных комплектующих и аксессуаров к ним.

Светодиодное освещение для теплиц имеет большие перспективы на будущее. Большое количество достоинств такого вида освещения позволяет ему быстро набирать популярность у производителей сельскохозяйственной продукции и простых дачников.

Эти источники света прослужат не один год, следовательно, их высокая цена быстро себя оправдает.

Источник: https://elektrik-a.su/osveshhenie/vnutrennee/svetodiodnoe-osveshhenie-teplic-287

Светодиодное освещение теплиц — самая подробная инструкция!

Освещение теплиц светодиодами

Системы освещения монтируют в теплицах круглогодичного или зимнего использования при выращивании светолюбивых овощей, ягод, рассады и цветов – без подсветки эти культуры не дадут хорошего урожая. Современные системы освещения теплиц все чаще выполняют на светодиодах: они экономичны, долговечны и позволяют регулировать спектр и освещенность в широком диапазоне.

Светодиодное освещение теплиц

Переносной светодиодный светильник для вертикального монтажа

Особенностью светодиодов является направленность их светового потока преимущественно в одном направлении

Известно, что дневной белый свет состоит из волн различной длины, в совокупности составляющих видимый спектр. Он ограничен длинами волн от 380 нм (фиолетовый) до 780 (красный).

Спектр солнечного излучения

Растения наиболее восприимчивы к синему, оранжевому и красному диапазонам светового спектра, при воздействии волн этой длины процессы фотосинтеза происходят наиболее интенсивно. Пики восприятия – 445 нм и 660 нм. Зеленую и желтую части спектра растения практически не поглощают. Именно этим объясняется окраска листьев – зеленые волны отражаются от растений.

Спектр для растений

При этом на разных фазах развития растениям требуется различное освещение. Так, при первоначальном активном росте и наборе зеленой массы полезнее синяя составляющая спектра, а в фазе цветения и плодоношения – красная.

Чтобы подсветка растений была эффективной, необходимо создать спектр света, близкий к дневному, а еще лучше – усилить красную и синюю части спектра и для экономии исключить бесполезную желто-зеленую составляющую.

Спектр светодиодной фитолампы

Не менее важный параметр – световой поток в данном спектре от 400 до 700 нм, или показатель фотосинтетической активной радиации. В характеристике ламп он обозначается аббревиатурой PAR и измеряется в микромолях на квадратный метр в секунду – µmol/m2·s.

Потребность различных растений в фотосинтетической активной радиации различна, примеры приведены на рисунке. При более низком показателе растение будет плохо расти и развиваться, при его превышении могут появиться ожоги на листьях.

https://www.youtube.com/watch?v=DjWsJZ4UCTo

Оптимальный диапазон PAR для роста и развития разных культур

При расчете экономичности светильников иногда используют понятие светоотдачи, или отношения световой мощности к потребляемой. Чем этот показатель выше, тем экономнее использование лампы и ниже затраты на электроэнергию.

Светоотдача разных типов ламп

Оптимальный светильник для освещения теплицы должен выдавать свет в нужном спектре с достаточным показателем PAR, при этом иметь возможность регулирования спектра в зависимости от фазы роста культур. Светодиодные фитолампы и светильники отвечают этим требованиям, они надежнее и экономнее других видов ламп.

Цены на фитолампы

фитолампа

В недавнем прошлом для освещения теплиц в основном использовали газоразрядные лампы. Спектр натриевых ламп высокого давления ДНаТ и ДНаЗ содержит преимущественно красную составляющую, что полезно для растений в фазе плодоношения.

Спектр натриевой лампы ДНаТ

При этом лампы ДНаТ почти не содержат синюю составляющую спектра, поэтому в фазе рассады для подсветки применяют газоразрядные ртутные лампы ДРЛ.

Спектр ртутной лампы ДРЛ

Газоразрядные лампы всех типов обладают большой световой мощностью, хорошим коэффициентом рассеяния, но при этом их световая отдача значительно ниже, чем у светодиодов, и большая часть энергии уходит на нагрев, влияя на микроклимат и увеличивая потери. Подвешивать лампы ДНаТ и ДРЛ необходимо на значительную высоту, чтобы избежать ожогов. В небольших теплицах с высокорослыми растениями их использование затруднено.

Лампы ДНаТ в теплице подвешивают на значительной высоте

Через 1,5-2 года использования световая мощность газоразрядных ламп снижается, они тускнеют и требуют замены. Из-за содержания ртути приходится применять специальные дорогостоящие методы утилизации.

Для подключения ламп ДНаТ и ДРЛ необходима пускорегулирующая аппаратура, что удорожает их первоначальную установку. Большие тепловые потери увеличивают энергопотребление, в результате освещение теплицы газоразрядными лампами обходится довольно дорого, особенно в зимний период.

Подключение лампы ДНаТ через пусковое устройство

По сравнению с газоразрядными лампами, светодиодные фитосветильники LED выдают свет в строго определенном диапазоне, что позволяет добиться максимального фотосинтеза. Пики излучения приходятся на 450 и 650 нм, что соответствует потребностям растений. Также светильник излучает мягкий ультрафиолет в диапазоне 320-380 нм, что повышает холодостойкость растений.

Спектр LED-светильников в сравнении с лампами ДНаТ и ДНаЗ

LED-светильники для освещения теплиц обладают рядом преимуществ:

  • хорошие показатели световой мощности;
  • подходящий для растений спектр и возможность его регулирования;
  • отсутствие нагрева и влияния на микроклимат в теплице;
  • простое подключение к сети;
  • малый расход электроэнергии;
  • экологичность – не требуется специальная утилизация;
  • ремонтопригодность – сгоревшие элементы можно заменить;
  • длительный срок службы – до 100000 часов.

Недостатки светодиодных светильников:

  • высокая цена;
  • направленное излучение, для большой площади требуется много точек освещения.

Благодаря низкому нагреву лицевой части, светильники LED можно размещать на любом расстоянии от растений, не рискуя их обжечь. За счет этого можно существенно сократить площадь теплицы для рассады и низкорослых культур, выращивая их на многоярусных стеллажах.

Выращивание рассады на стеллажах со светодиодной подсветкой

Обратите внимание! Светодиоды можно использовать как для полноценного освещения, так и в качестве подсветки, корректирующей спектр.

Светодиодные лампы и светильники для подсветки растений состоят из фитосветодиодов различного спектра, закрепленных на теплоотводящей шине из алюминия. Соединены последовательно в одну или несколько цепей и подключены к управляющему устройству – драйверу.

Все эти элементы помещены в корпус с высокой степенью защиты от влаги. Лицевая часть светильника закрыта рассеивателем из оптического поликарбоната с высоким светопропусканием.

Подключение светильника к сети выполняют с помощью сетевого провода без дополнительных устройств.

Устройство светодиодного светильника

Для фитосветильников используют специальные светодиоды с высокой мощностью, а добиться необходимого спектра можно двумя способами:

  • комбинируя светодиоды разного спектра в нужном соотношении;
  • используя полноспектральные светодиоды для растений.

В первом случае возможно регулирование спектра с помощью отключения части светодиодов.

Это удобно для выращивания растений в течение всего вегетационного периода: на стадии роста рассады соотношение красного/синего света составляет 1:1 или 2:1, с началом цветения и плодоношения синюю составляющую уменьшают, добиваясь соотношения красного и синего от 3:1 до 8:1. Светодиоды с полным спектром имеют установленное соотношение, изменить его не получится.

Комбинированный LED-светильник с соотношением красного и синего 4 к 1

Мощность светодиодных фитосветильников может достигать 1000 Вт и зависит от количества светодиодов.

С увеличением мощности усиливается нагрев, поэтому мощные светильники помещают в алюминиевый корпус и оснащают радиаторами для хорошего теплоотведения.

Существуют также модели светильников с вентиляторами, но они менее надежны: при поломке вентилятора произойдет моментальный перегрев светодиодов и, как следствие, выход из строя.

Светодиодный светильник с алюминиевыми радиаторами

Обратите внимание! Срок службы светодиодов – от 50 до 100 тысяч часов, у вентилятора этот показатель в несколько раз меньше. По этой причине покупать светильники с принудительным охлаждением нецелесообразно – срок их полезного использования будет ограничен работой вентилятора.

Мощность светильников подбирают, исходя из площади теплицы. По нормам технологического проектирования теплиц для рассады и выращивания зелени облученность должна быть не менее 25 Вт/м2, для овощных культур в стадии плодоношения и цветов – не менее  70 Вт/м2. Оптимальные значения для большинства культур составляют 80-160 Вт/м2.

Мощность светодиодных светильников для растений

Источник: https://teplica-exp.ru/svetodiodnoe-osveshhenie-teplic/

LED освещение теплиц. Расчет светодиодных ламп для теплиц

Освещение теплиц светодиодами

Для выращивания растений зимой, важно не только создать нужный микроклимат: температуру и влажность, но и организовать правильное освещение теплицы.

Из-за удлинения темного времени суток, короткого светового дня для здорового роста культур становится явно недостаточно.

Чтобы уберечь растения от болезней, увеличить сроки созревания, повысить урожайность устанавливают специальные светодиодные лампы, излучающие свет в требуемом спектре.

Все большее распространение получают светодиодные светильники для теплиц. Они обладают рядом преимуществ перед своими предшественниками: неоновыми газоразрядными, нитридными или люминесцентными подсветками.

Светодиодное освещение теплиц

О достоинствах LED-излучателей, их особенностях и пойдет речь ниже. Кроме этого, приводятся рекомендации по расчету.

Преимущества освещения теплиц светодиодами

Основной плюс светодиодного освещения теплиц заключается в возможности создания необходимого баланса синего и красного спектра, что делает их использование универсальным решением для всех видов культур и цветочных растений. Конструктивно это выполнятся совмещением излучателей разного типа в одном корпусе.

К другим положительным характеристикам светодиодов для теплиц относят:

  • Низкое энергопотребление;
  • высокая интенсивность светового потока, в сравнении с другими типами ламп;
  • долгий срок службы, до 80 тысяч часов и более;
  • КПД от 95%;
  • низкая пульсация;
  • безопасность для человека и окружающей среды: LED не излучает ультрафиолета, не вырабатывает озона и не содержит ртути и других вредных веществ.

Светодиодный светильник для теплиц

Устройство светодиодного осветителя

Светодиодные лампы для теплиц состоят из полупроводниковых излучателей красного или синего спектра, собранных в одну цепь.

В небольших светильниках фитодиоды соединяют последовательно, в крупных – последовательно-параллельно.

Поскольку мощные LED-элементы при работе сильно нагреваются, их помещают на радиатор-теплоотвод – дюралюминиевую пластину. Подробнее про расчет и изготовление радиаторов для светодиодов.

Питание осуществляется через драйвер – устройство, снабженное импульсным выпрямителем напряжения и ограничителем тока (как сделать драйвер). Некоторые модели также оснащают микроконтроллером, с помощью которого происходит управление светильником: задается время включения и выключения или настраивается интенсивность светового потока.

Все компоненты освещения помещают в герметичный корпус. С рабочей стороны устанавливают прозрачный рассеиватель из оптического поликарбоната (как сделать рассеиватель). Подключение к сети производится напрямую, с помощью силового кабеля, без промежуточного оборудования.

Конструкция тепличного LED светильник

Хорошее сравнение светодиодных ламп для освещения теплиц:

Расчет светодиодных светильников для теплиц

Если предполагается самостоятельная организация искусственного освещения, перед проектировкой и расчетами, следует учесть следующие данные:

  • Высота размещения светильников;
  • мощность используемых ламп;
  • сорт выращиваемого растения – требуемая интенсивность освещения для разных видов культур неодинакова;
  • площадь освещаемого участка.

Зная эту информацию, можно переходить к вычислениям. Для расчета светодиодного освещения теплиц используют упрощенную формулу:

F = (E * S) / КИ

В этой формуле F — интенсивность светового потока, Лм; E — уровень освещенности, Лк; S — площадь освещаемого участка, кв.м; КИ – коэффициент использования светового потока. Значение коэффициента равно 0,4 для систем с внешним отражателем и 0,8 – с внутренним.

Пример расчета тепличного освещения

Поскольку в нашем случае производится освещение теплиц светодиодными лампами, расчет будет предполагать использование стандартную зависимость светового потока от электрической мощности. Погрешностью на производителя можно пренебречь.

Пример. Требуется осветить площадь в 10 квадратных метров тепличных томатов, минимально допустимым уровнем 6000 Люкс.

Расчет. В случае использования светильников с внутренним отражателем, получается следующие вычисления:

F = (6000 * 10) / 0,8 = 75000 люмен.

Т.е. требуемый суммарный световой поток составляет 75000Лм. Используя таблицу, определяется количество требуемых для выполнения задачи ламп определенной мощности: 30 штук категории 25-30 ватт.

Аналогичные действия выполняют и для моделей с внешними отражателями, подставляя соответствующий коэффициент — 0,4.

Важно! Полученный нами световой поток 75000Лм идет из расчета высоты размещения освещения 1м. Высота монтажа светодиодных светильников для теплиц определяется эмпирическим методом.

При увеличении/уменьшении высоты размещения светильников, световой поток изменяется согласно правилу обратных квадратов. При высоте освещения 2м — освещенность на уровне земли упадет в 4 раза; 3м — в 9 раз; 0,5м — вырастет в 4 раза и т.д.

Также нужно учитывать, что с уменьшением расстояния установки снижается полезная площадь освещения. Иногда поиск компромисса занимает довольно много времени, а факт неправильного подвеса обнаруживается по внешним признакам растений.

Внешние признаки недостатка или избытка света для растений

По этой причине, при размещении искусственного освещения теплиц светодиодными лампами, целесообразно предусмотреть возможность последующей регулировки по высоте.

Рекомендации по оснащению

Несколько обязательных советов при установке светодиодного освещения в теплице.

  1. Выбирайте модели фитосветильников с возможностью регулировки плотности светового пучка, с переключением «красный-синий» спектр. Они универсальны и могут быть отлажены для любого растения.
  2. Используйте рефлекторы и светоотражатели. С их помощью сокращается количество требуемых излучателей, что снижает стоимость светодиодного освещения теплиц и его последующую эксплуатацию.
  3. Включаете подсветку только тогда, когда это нужно. Чрезмерный свет не менее вреден, чем его недостаток. В зимнее время освещение теплиц должно работать около 12-16 часов в сутки, в зависимости от сорта растения.
  4. Старайтесь обойтись меньшим количеством ламп. Лучше установить одну, подходящую по характеристикам, чем несколько менее мощных.
  5. Для правильного развития культур, необходим и солнечный свет. Какой бы совершенной не была подсветка, заменить природное освещение она не сможет. Стремитесь взять максимум от энергии Солнца. Не размещайте теплицу в теневых местах и не загораживайте ее от солнечных лучей.
  6. В некоторых случаях, например, для объемных теплиц и оранжерей, с множеством выращиваемых растений разных видов, целесообразно использовать комбинированную подсветки. Совмещая светодиоды для теплицы с другими типами ламп, можно добиться наиболее приемлемого результата.
  7. Светодиодное освещение для теплиц особенно полезно в межсезонье.

Не стоит забывать и о безопасности. Теплицы относятся к местам повышенного риска поражения электрическим током. Все силовые кабели желательно прокладывать в специальных каналах, защищающих их механических повреждений и влажной среды.

Все вводы и соединения должны быть тщательно изолированы и загерметизированы от попадания влаги. Хорошо использовать трехпроводную схему подключения с защитным заземлением, во избежание несчастных случаев.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (1 5,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://svetodiodinfo.ru/podsvetki-i-svetilniki/svetodiodnoe-osveshhenie-teplic.html

Светодиоды для электродосвечивания в теплицах

Освещение теплиц светодиодами

Первые светодиоды появились в начале 60-х годов минувшего века, но их использование в качестве источников света резко возросло только в последнее десятилетие. Светодиодные светильники экономичны, долговечны, экологичны.

 Динамика их применения настолько интенсивна, что светодиодные осветительные приборы вытесняют традиционные источники света на многих объектах — дорогах, в торговых центрах, производственных цехах, спортивных залах, школах, больницах и т.п.

Их энергопотребление в 3-5 раз ниже по сравнению со светильниками на газоразрядных лампах, при одинаковой освещенности на рабочих поверхностях. Световая эффективность светодиодов производства ведущих компаний  уже превосходит таковую натриевых ламп высокого давления (НЛВД) минимум в 1,5 раза. 

Эффективность излучения светодиодов предлагаемых  ООО «Промгидропоника» в светильнике Аgro доходит до 500 мВт и продолжает расти, а предел эффективности НЛВД 350 мВт на 1 Вт потребляемой энергии. Широкому применению светодиодов мешала высокая цена, но сегодня компания ООО «Промгидропоника» поставляет светодиодные светильники практически по ценам светильников с обычными лампами.

Светодиоды позволяют конструировать агросветильники со специальным спектром излучения для увеличения эффективности электродосвечивания растений в защищенном грунте.

Огромный вклад в изучение влияния отдельных участков солнечного спектра на рост растений еще полвека назад внесла известный светофизиолог Нина Николаевна Протасова (1922-2005).

В ее работе «Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений» даны четкие указания, какие длины волн,  в каких пропорциях, с какой энергией и какое количество фотонов дают максимальный результат — гармонично развитое растение и большой урожай.  Ниже приведены цитаты из ее работы: 

  • «При использовании специальных ламп в условиях фитотрона были получены урожаи в несколько раз больше, чем в теплицах и в поле, причем за более короткие (почти в 2 раза) сроки».
  • «Наиболее благоприятна для выращивания светолюбивых растений интенсивность фотосинтетически активной радиации (ФАР) в пределах 150-220 Вт/м2».

Еще в 60-х годах прошлого века было определено, что для нормального роста растений в защищенном грунте с учетом КПД ламп необходимо 300-600 Вт/м2 электроэнергии. Такие мощности в ряде регионов просто недоступны, не говоря уже о стоимости электродосвечивания.

Последние полвека в нашей стране непрерывно вели исследования, подтверждающие преимущества специального красно-синего спектра для досвечивания растений.

1987 год. В лаборатории электрификации защищенного грунта ВНИИ электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) испытывали лампы опытного завода ВНИСИ (разработка института Гиредмет).

В опыте с рассадой огурца сорта Успех, при досвечивании 16 ч/сут, испытывали 6 типов ламп с различным спектром излучения. Установлено, что применение люминесцентных ламп ЛБ-30 со специальным красно-синим спектром для дополнительного облучения рассады огурца позволило сократить расход электроэнергии почти в 2 раза по сравнению с лампами ДРЛ-125.

1993-1995 годы. В лаборатории культуры тканей ННЦ Институт виноградарства и виноелия имени В.Е.

Таирова (ИВиВ) Нац иональной академии аграрных наук Украины испытаны специальные люминесцентные лампы красно-синего спектра при выращивании микроклонов винограда различных сортов.

Установлено, что интенсивность развития микр оклонов зависит от соотношения полос синей и красной области спектра. Экспериментальные лампы ЛФУ-30 со специ-альными красно-синими люминофорами имели преимущество по сравнению с контрольными лампами (ЛБ-36).

2001 год. В лаборатории цветоводства Московской с.х. академии имени К.А. Тимирязева изучено влияние спектрального состава излучения ламп на развитие рассады цветочных культур. Было отмечено, что в фазе всходов (январь) необходимо избегать нагрева листьев растений.

Лампы НЛВД нагревали поверхность сеянцев почти на 2 °С относительно температуры внешней среды, что при включении-выключении ламп негативно сказывалось на состоянии растений  и провоцировало заболевание мучнистой росой.

При использовании ламп ЛФУ-30 со специальным красно-синим спектром выход сеянцев увеличивался, дальнейшее развитие рассады происходило быстрее, и растения зацветали раньше.

2011 год. В институте фундаментальных проблем биологии РАН исследовали характеристики фотосинтетического аппарата растений в зависимости от спектра излучения базовой лампы ДРЛФ-400 и лампы ЛФУ-30 специального красно-синего спектра.

Установлено, что листья растений, выращенных под  лампой ЛФУ-30, имели большую плотность и высокое содержание хлорофилла А. Квантовый выход фотосистемы 2 у листьев растений, выращенных под специальной красно-синей лампой ЛФУ-30 выше, чем у растений под контрольной лампой.

Таким образом, применение ламп с красно-синим спектром позволило получать растения с лучшими характеристиками фотосинтетического аппарата, высоким содержанием хлорофилла и большей плотностью листьев.

2012 год. В лаборатории искусственного климата Российского государственного аграрного университета (РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) исследовали влияние светодиодных светильников компании «Системы освещения КОДО» на растения различных сортов салата.

Для проведения эксперимента были оборудованы две теплицы, отличающиеся только по характеру досвечивания. В одной из них досвечивали натриевыми лампами «Рефлакс», в другой — светодиодными светильниками (СИД). Продолжительность досвечивания 18 ч.

Светодиодные светильники компании «Системы освещения КОДО» при примерно одинаковом урожае салата обеспечили сокращение потребления электроэнергии почти в 2 раза по сравнению с лампами «Рефлакс».

2013 год. В той же лаборатории РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева исследовали воздействие светодиодных светильников Agro-30 на развитие растений 9 сортов салата.

Теплицы, в которых ставили опыты, отличались только по характеру досвечивания: в одной досвечивали натриевыми лампами Рефлакс, в другой — светодиодной системой досветки Agro-30 (рис. 2).

Продолжительность досвечивания в январе и феврале составляла 18 ч.

Светодиодные светильники Agro-30 при выращивании салата без потерь в урожае обеспечили сокращение потребления электроэнергии в 3-3,5 раза по срав нению со светильниками «Рефлакс».

В исследованиях по изучению  влияния светодиодных светильников Agro-30 на развитие растений базилика  для проведения опыта  были оборудованы две теплицы. В одной из них досвечивали натриевыми лампами «Рефлакс» с удельной потребляемой мощностью 280 Вт/м2, в другой — светодиодной системой досвечивания Agro-30 с удельной потребляемой мощностью 75 Вт/м2. Продолжительность досвечивания 16 ч.

Фото демонстрирует предварительные результаты эксперимента (на момент подготовки статьи).

Вышеперечисленными экспериментами была подтверждена важность синего и красного света для растений. Свет определенных длин волн и в конкретном соотношении влияет на рост растений, плотность листьев, количественный и качественный состав пигментов, работу фотосинтетического аппарата и, соответственно, на срок вегетации и продуктивность растений.

Компания в светильниках Agro-30 применила накопленные за последние 50 лет знания в своих разработках светодиодов для теплиц. КПД излучения ФАР светодиодного светильника Agro-30 составляет 35-45%, что теоретически  в 4-7 раз выше КПД привычных натриевых светильников (реальный КПД светильников с НЛВД по выходу ФАР составляет 3-5%).

На практике, по результатам  многочисленных экспериментов, мы убедились, что по разным оценкам при электродосвечивании растений светодиодные светильники в 3-11 раз превосходят светильники с лампами НЛВД по экономии электроэнергии.

В 2009 году компания ООО «Промгидропоника» начала выпускать агросветильники для теплиц. С тех пор в различных сооружениях защищенного грунта уже установлены десятки тысяч таких изделий, проведено большое количество испытаний в условиях производства.

Еще одно преимущество светодиодов для повышения эффективности тепличного производства — возможность применения стеллажных конструкций.

Рабочая температура светодиодных светильников  Agro-30 для теплиц — 50-60 °С, что позволяет располагать светильники близко к растениям, а растения высаживать несколькими ярусами, для каждого яруса может быть установлена своя система досвечивания на светодиодах.

Как всегда, несмотря на богатый российский и международный опыт и то, что с досвечиванием светильниками  Agro-24 с 2009 го да в сотнях частных хозяйств уже выращивали практически все культуры, сотрудникам компании нередко задают вопросы, растут ли под светодиодами растения вообще и огурцы в частности и, что по этому поводу говорят голландцы. 

С использованием Agro-30 было проведенно ряд экспериментов с розами, луком, сладким перцем, газонными травами, томатами и огурцами.

Благодаря светодиодной продукции «КТЛ» их многолетняя работа воплотилась в конкретные результаты: все культуры теперь быстрее растут, созревают за короткие сроки, а овощи имеют более натуральные вкус, цвет и аромат.

В теплице компании «Воля» в Дубне с досвечиванием светодиодами вырастили зеленные культуры, томаты, баклажаны, перцы, огурцы, землянику и др. Подробная информация на сайте компании «Воля».

Демонстрационные опыты со светодиодными светильниками в ООО «Агротип» подтвердили, что зеленные культуры вполне успешно растут при досвечивании светодиодами.

Надо добавить, что агросветильники Agro-30 в эксперименте ООО «Агротип», на 1 м2 освещаемой площади потребляли в 2 раза меньше электроэнергии, чем светодиодные светильники других компаний, участвовавших в эксперименте, и в 3-3,5 раза меньше, чем светильники с НЛВД.

Агросветильники Agro-30 уже почти 4 года работают в теплице ООО «Новая Голландия» под Санкт-Петербургом, где выращивают розы. На небольшом участке со светодиодами при одинаковом урожае затраты электроэнергии были в 9 раз меньше.

Более показателен опыт в ООО «СХП Агроиндустрия» в Оренбурге. В 2011 году там была переоборудована теплица площадью 300 м2 с выделением трех зон по 100 м2 каждая с разным типом досвечивания: участок с освещением лампами «Рефлакс», участок со смешанным освещением лампами «Рефлакс» и светодиодными светильниками Agro-30 и участок только со светодиодными светильниками  Agro-30

В зоне с досвечиванием лампами «Рефлакс» удельная потребляемая мощность  была 120 Вт/ м2, в смешанной зоне — 78 Вт/м2 (63 Вт/м2 лампы «Рефлакс» + 15 Вт/м2 фитосветильниками Agro-30), в светодиодной зоне были установлены светильники AGRO с удельной мощностью 30 Вт/м2.

Такая освещенность даже в зоне с натриевыми светильниками недостаточна для эффективного выращивания огурца. Тем не менее было решено провести испытания на огурце. Урожай начали снимать уже 15 декабря и получили дополнительную прибыль благодаря поставкам к новогоднему празднику.

Были получены следующие результаты: в зоне смешанного досвечивания зарегистрирована экономия электроэнергии 35% при одинаковом урожае с урожаем в ламповой зоне, что в масштабах производственных теплиц дает значительный экономический эффект.

В светодиодной зоне в силу недостаточной энергии досвечивания (даже с учетом высокого КПД светодиодов) урожай был в полтора раза ниже, но при этом и потребление электроэнергии было в 4 раза меньше по сравнению с НЛВД. Надо отметить, что в ламповой зоне температура воздуха была выше из-за высокой рабочей температуры ламп (400 °С), что тоже сказалось на урожайности в разных зонах.

Перерасчет затраченной электроэнергии на 1 кг полученного урожая дает следующее: эффективность досвечивания огурцов светодиодной системы  Agro-30 в 11 с лишним раз выше эффективности досвечивания лампами «Рефлакс».

Опыт подсказывает, что если поднять в ламповой зоне количество светильников до принятых 200 Вт/м2 потребляемой мощности и пропорционально поднять его в светодиодной зоне до 50 Вт/м2, а также уровнять температурные режимы, то простым подсчетом получим, что урожаи практически сравняются при экономии электроэнергии в светодиодной зоне в 4 раза по сравнению с ламповой. Но для улучшения показателей компания рекомендует ставить светодиодные светильники  Agro-30 с удельной потребляемой мощностью в 3 раза меньше, чем понадобилось бы для светильников с НЛВД, т.е. 75 Вт/м2.

Относительно того, что говорят голландцы.

Сегодня уже по всему миру работают тепличные комплексы с электродосвечиванием светодиодами — в Голландии, Норвегии, Америке, Японии, даже в Украине под городом Умань уже 2 года эксплуатируют теплицу с досвечиванием растений светодиодными светильниками. Везде наблюдается сокращение сроков созревания, снижение затрат на электроэнергию, увеличение урожайности и улучшение качества продукции.

Таким образом, уже сегодня применение светодиодных светильников может обеспечить тепличным комбинатам экономию электроэнергии минимум в 3 раза. При практически сравнявшейся цене на светодиодную систему досвечивания  Agro-30 и светильники с НЛВД постепенно начинается массовое переоснащение существующих теплиц.

Дополнительный экономический эффект от применения светодиодов более значителен при проектировании новых тепличных комплексов. Для досвечивания понадобится в 3 раза меньше электроэнергии и, соответственно, в 3 раза меньше средств на подключение необходимых мощностей.

Средств, сэкономленных на закупке электрических мощностей, вполне хватит на приобретение светодиодной системы электродосвечивания, а значит, уже до начала эксплуатации теплицы инвестиции окупятся, далее она будет в 3 раза более экономичной по потреблению электричества за те же деньги, которые понадобились бы при постройке теплицы с обычной системой электродосвечивания.

Кроме экономии электроэнергии светодиоды упрощают регулирование микроклимата в теплицах, способствуют активному развитию растений  и улучшению качества продукции.

Таким образом, светодиодные фитосветильники Agro-30 имеют целый ряд преимуществ по сравнению с применяемыми сегодня технологиями электродосвечивания на объектах защищенного грунта.

Основатели компании и основной инженерный состав — выпускники Московского института электронной техники (МИЭТ), ныне Государственный исследовательский университет МИЭТ, инженеры-физики, работающие по своей основной специальности — физика и технология производства полупроводниковых устройств, в том числе светодиодов.

Разработанные инженерами  светодиоды по техническим характеристикам превосходят большинство роизводимых в стране и импортируемых, а некоторые модели светодиодов  до сих пор не имеют аналогов в мире. Это относится и к cветодиодам для светодиодных светильников, предназначенных для досвечивания растений на объектах защищенного грунта.

Источник: https://www.promgidroponica.ru/vsjo-o-gidroponike/teplica_diod

Мир фермера
Добавить комментарий