Светодиодное освещение для теплицы: эффективность и экономичность

Светодиодное освещение для теплицы: эффективность и экономичность

Для обеспечения дополнительного освещения в теплицах используют различные типы осветительных элементов.

Традиционные лампы накаливания из-за их низкой эффективности практически не используются для освещения теплиц, особенно в промышленных масштабах, поэтому не стоит даже рассматривать этот вариант.

Люминесцентные лампы уже давно применяются для дополнительного освещения теплиц, и их установка не требует специальной подготовки. Данные осветительные приборы могут монтироваться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Люминесцентные лампы имеют оптимальный для растений спектр освещения, долговечны, не нагреваются при работе, недорогие и потребляют мало электроэнергии.

К недостаткам можно отнести низкую светоотдачу, которая зависит от напряжения. При низком напряжении осветительный прибор вообще не запустится. Кроме того, эти конструкции достаточно громоздки и в настоящее время все чаще заменяются более эффективными и компактными источниками дополнительного освещения.

Энергосберегающие элементы освещения просты в использовании, так как в отличие от люминесцентных ламп их можно вкрутить в стандартный патрон. В отличие от люминесцентных ламп они не требуют дополнительного оборудования и относительно недороги. Такие элементы освещения подходят для небольших теплиц.

Натриевые лампы в основном используются в большинстве промышленных теплиц. Эти осветительные элементы имеют спектр, близкий к естественному солнечному свету. Они экономичны и имеют долгий срок службы. К тому же натриевые лампы обладают высокими показателями в диапазоне синего и красного света.

Зеркальные натриевые лампы были специально разработаны для использования в теплицах. Отражающая зеркальная поверхность светильника обладает высокой эффективностью, а благодаря вращающемуся основанию можно направить поток света в нужное место. Кроме того, в комплекте с зеркальными натриевыми лампами идет специальный пускорегулирующий аппарат.

Металлогенная лампа по своему световому спектру считается наиболее подходящей для использования в теплицах. Однако такие осветительные элементы достаточно дорогие и имеют небольшой срок службы, который зависит от частоты включения осветительных приборов. Благодаря своей компактности металлогенные лампочки производят очень мощный поток света.

Светодиодные лампы или led-лампы являются самыми популярными среди всего многообразия осветительных приборов. В настоящее время вы можете купить как отдельные предметы, так и блоки, позволяющие освещать большие площади. Светодиодные лампы для использования в теплицах представлены приборами типа ДС 50, ДС Агро или Агро 66, которые способны обеспечить растения ярким светом, имеют пыле- и влагозащищенный корпус, и специальное покрытие, предназначенное для продления срока службы металла.

Примечательно, что светодиодные лампы отличаются низким энергопотреблением и могут давать красный, синий или комбинированный свет. В настоящее время ведется разработка белых светодиодов, которые способны отдавать весь солнечный спектр, что позволяет выращивать растения полностью на искусственном освещении.

Связанные вопросы и ответы:

Какие преимущества светодиодного освещения для теплицы

У металлогалогенных, люминесцентных и натриевых светильников КПД приближается к 70%, тогда как у светодиодных этот показатель составляет 95%.

По световой отдаче на сегодня лидируют LED-светильники и светильники с натриевыми лампами, светоотдача которых превышает 100 лм/Вт. Однако если ресурсы повышения светоотдачи натриевых ламп практически исчерпаны, то светоотдача светодиодных источников света повышается год от года.

Светодиодные светильники имеют самый продолжительный срок эксплуатации. Он приближается к сроку работы диодов — 50 000 часов. На втором месте натриевые лампы (16 000-24 000). Менее долговечны металлогалогенные аналоги (6 000-10 000).

Что касается недостатков, то у светодиодных светильников — это высокая стоимость; у светильников с натриевыми лампами — не оптимальный, в сравнении со светодиодами, спектр, с металлогалогенными — стоимость и относительно низкий срок службы.

Наглядное сравнение основных характеристик различных видов ламп показывает — светодиодные светильники для теплиц обладают весомыми преимуществами. Они превосходят традиционные лампы и при этом могут использоваться в пыльной и влажной среде.

Достоинства светодиодного освещения очевидны, но остается проблема выбора между самими LED-светильниками. На современном светотехническом рынке наблюдается острый дефицит качественной и надежной продукции, которая практически доказала свои преимущества перед традиционными лампами (прежде всего, перед лампами ДНаТ). Профессиональные тепличники знают — только практика позволяет подобрать светильники с оптимальным сочетанием спектрального состава излучения, мощности и энергопотребления.

Как выбрать светодиоды для теплицы

Выращивание овощей, ягод и зелени в открытом грунте требует особых условий. В первую очередь это касается освещения, особенно, если культуры выращиваются в зимнее время или круглогодично. В холодное время года солнечная активность снижается, и развитие растений замедляется из-за недостатка света. Чтобы собирать урожай в течение всего года, нужно не только отапливать теплицу, но и устанавливать в ней освещение.

Одним из самых современных способов освещения теплиц считается метод с использованием светодиодных ламп. Но поскольку у такого освещения есть свои особенности, мы рассмотрим детальнее, какими достоинствами оно обладает, какие лампы лучше устанавливать в конструкциях закрытого грунта и как провести монтаж системы освещения своими руками.

Освещение теплиц светодиодами

Для полноценного развития и плодоношения растениям жизненно необходим солнечный свет. Он состоит из волн разной длины, которые в совокупности составляют видимый спектр, однако считается, что растениям больше всего подходят лучи синего, красного и оранжевого диапазона. Если для освещения будут использовать лампы именно такого спектра, процессы фотосинтеза будут происходить более активно.

Примечание: Волны желтого и зеленого спектра практически не поглощаются листьями растений.

При подборе ламп для освещения теплицы следует также учитывать, что, в зависимости от фазы развития культуры, ей требуются и волны определенного цвета. К примеру, на этапе наращивания зеленой массы преимущество следует отдавать синим волнам, а во время цветения и формирования плодов – красного.

Учитывая эти требования растений к солнечному свету, можно сделать вывод, что в теплицах следует устанавливать такие лампы освещения, которые будут максимально приближены к естественному солнечному свету. При этом лучше усилить красные и синие части спектра, а зеленые и желтые – исключить за ненадобностью.

Светодиодные лампы отвечают всем современным требованиям относительно подсветки растений в конструкциях закрытого грунта (рисунок 1). В прошлом для этой цели использовались преимущественно газоразрядные лампы, но сейчас они считаются устаревшими. При этом основное преимущество светодиодных светильников в том, что они позволяют достичь оптимального баланса между лучами синего и красного спектра, создавая, таким образом, оптимальную среду для развития растений.

К другим достоинствам светодиодных светильников относят:

1. Экономичность: такие светильники потребляют мало энергии, но при этом обеспечивают стабильно высокий уровень освещения. Это условие особенно важно при выращивании тепличных культур с целью дальнейшей реализации.
2. Интенсивность: в сравнении с другими видами ламп, светодиоды обеспечивают стабильно высокую интенсивность светового потока, которая позволяет активизировать процессы фотосинтеза;
3. Высокая продолжительность работы: в среднем, одна светодиодная лампа может беспрерывно светить до 80 тысяч часов, а некоторые модели и больше.

Кроме того, светодиодные лампы являются абсолютно безопасными для человека и окружающей среды. Во-первых, они не излучаются ультрафиолетовые лучи и не вырабатывают озон. Во-вторых, в них не содержится ртути и других вредных веществ, которые могут быть токсичными для человека и растений.

Подсветка на светодиодах LED

Устанавливая подсветку на светодиодах LED в своей теплице, вы будете уверены, что растения получат необходимое количество света, преобразованного в волны разной длины. Вследствие этого растения будут поглощать только те лучи спектра, которые больше всего требуются на конкретной фазе их развития.

У LED-светильников есть несколько важных преимуществ, которые играют особенно важную роль для тепличных культур. Во-первых, они обладают оптимальной световой мощностью, обеспечивая растения необходимым количество света и не вызывая ожогов листьев. Во-вторых, спектр таких светильников идеально подходит для тепличных растений, а при необходимости его можно регулировать. В-третьих, такие светильники не нагреваются, поэтому их использование не изменяет микроклимат теплицы (рисунок 2).

Какой цвет светодиодов лучше использовать для теплицы

Можно приобрести готовые системы освещения для теплиц, а можно сделать самостоятельно, тем самым сэкономить значительную сумму. Для того чтобы сделать освещение в теплице следует для начала приготовить следующие материалы и инструменты:

• электрические провода;
• электророзетки и выключатели;
• проволока и гибкий трос;
• пластиковый гофрированный кожух для проводки;
• гвозди;
• изолента;
• предохранители;
• набор шлицевых и крестовых отверток;
• плоскогубцы;
• лопата.

Прежде чем заняться устройством светодиодного освещения в теплице для выращивания огурцов и прочих овощных культур следует определиться с типом осветительных приборов. Существует два типа LED-светильников – фитопереодического и постоянного освещения.

Если просто требуется продлить световой день на несколько часов, то следует выбирать фотопериодический тип освещения. При необходимости круглосуточного поддержания процесса фотосинтеза используют постоянный тип, однако в теплицах в основном предпочитают поддерживать принцип фотопериодизации.

Далее требуется выполнить замеры по периметру тепличной конструкции, рассчитать необходимое количество осветительных приборов, которое зависит в зависимости от вида оборудования и выращиваемых культур.

После того, будут подготовлены все необходимые инструменты и материалы и выполнены все расчеты, можно приступать непосредственно к монтажу осветительной системы. В первую очередь требуется подвести к теплице электроэнергию. Провода к теплице можно подвести по воздуху, закрепив их на стальном тросе, проведенном на имеющихся или специально для этой цели установленных столбах или выбрав подземный вариант. В случае выбора варианта с воздушной проводкой лучше пригласить для проведения этих работ профессиональных электромонтеров, так как понадобиться не только специальный инструмент, но и опыт работать с высоким напряжением на высоте.

Подземную проводку можно в принципе выполнить и самостоятельно. Для этого необходимо прорыть узкую траншею глубиной порядка 700-800 мм от места запитки до распределительного щита теплицы и уложить в нее провод, заранее помещенный в специальный защитный гофрированный шланг из пластика. Провод необходимо немного присыпать землей, а сверху устроить слой черепичной крошки или щебня, который будет служить меткой на случай проведения земляных работ. После доверху наполнить траншею грунтом и плотно утрамбовать.

Устройство освещения в поликарбонатной теплице для выращивания огурцов следует начинать с установки предохранительного устройства, которое защитит оборудование от перепадов напряжения. Его монтируют в соответствии с рекомендациями производителя в зависимости от выбранного типа осветительных приборов. После установки предохранительной системы можно приступать к монтажу выключателей и электророзеток. Рекомендуется, чтобы все элементы системы, в том числе и осветительные приборы, были обозначены маркировкой «специально для применения в теплицах».

От распределительного щитка следует выполнить разводку согласно намеченному плану, на гибких тросах или с помощью других конструктивных решений установить светодиодные светильники и подключить все электроприборы. После завершения всех подключений можно подавать электропитание, включив предохранительный автомат.

Для создания оптимального режима освещения теплицы лучше всего создать автоматическую систему, которая позволит значительно сэкономить на потреблении электроэнергии. Специальные датчики в зависимости от интенсивности естественного освещения автоматически осуществляют включение или выключение подсветки в теплице. Однако устанавливать подобную систему самостоятельно не рекомендуется, лучше поручить это опытным специалистам.

Как рассчитать количество светодиодов для теплицы

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.

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.

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.

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.

Какие факторы влияют на эффективность светодиодного освещения для теплицы

Прежде чем рассуждать о том, насколько эффективным является светодиодное освещение в теплице, стоит разобраться с конструкцией используемых приборов.

Итак, что же представляет собой современный светодиодный светильник?

• Как правило, используемые в агротехнике модели комплектуются несколькими десятками LED-ламп . Чем больше таких ламп входит в конструкцию прибора, тем выше его мощность, и тем эффективнее он освещает расположенные под ним растения.
• Конструкция лампы также может быть различной: в некоторых устройствах используются исключительно однодиодные элементы , в то время как другие модели комплектуются лампами, работающими на нескольких светодиодах.
• В любом случае все детали светильника собираются в единую цепь, которая присоединяется к блоку питания . Использование управляющих схем позволяет контролировать работу устройства, включая и отключая участки цепи, а также регулируя яркость освещения.

Блочная модель в металлическом корпусе со встроенным радиатором

• Также немаловажной деталью подобных тепличных ламп является радиатор . Основная причина использования данного элемента заключается в необходимости отведения тепла от самого диода. При этом лицевая часть практически не нагревается, а все тепло передается к пластинам радиатора.

Обратите внимание!
Освещение теплицы светодиодами предполагает постоянную работу ламп в течение длительного времени.
Такая ситуация может привести к снижению эффективности работы теплоотводящих частей.
Чтобы это не привело к поломке, стоит регулярно очищать радиаторы от пыли, а также контролировать состояние термопасты.