Светодиодное освещение теплиц: выгоды и недостатки

Светодиодное освещение теплиц: выгоды и недостатки

Светодиодное освещение теплиц становится все более популярным решением для улучшения роста и развития растений. В этой статье мы рассмотрим основные преимущества и недостатки светодиодного освещения теплиц.

Преимущества светодиодного освещения теплиц

1. Экономия энергии

Светодиоды потребляют меньше энергии, чем традиционные источники света, такие как люминесцентные лампы или натриевые лампы. Это означает, что светодиодное освещение может сократить электроэнергопотребление на 50-80% по сравнению с другими источниками света.

2. Увеличение урожайности

Светодиоды могут быть настроены для излучения определенных цветов света, которые наиболее благоприятны для роста растений. Это может привести к увеличению урожайности и улучшению качества продукции.

3. Уменьшение тепловыделения

Светодиоды выделяют меньше тепла, чем другие источники света, что может помочь снизить потребление кондиционирования воздуха и уменьшить расходы на электроэнергию.

4. Увеличение срока службы

Светодиоды имеют более длительный срок службы по сравнению с другими источниками света, что означает меньше затрат на замену ламп.

Недостатки светодиодного освещения теплиц

1. Высокая стоимость

Светодиодные лампы могут быть дороже, чем другие источники света, что может увеличить расходы на оборудование.

2. Специфические требования к охлаждению

Светодиоды могут требовать специальных систем охлаждения, что может увеличить расходы на оборудование и обслуживание.

3. Недостаточное освещение

Светодиоды могут не обеспечивать достаточного уровня освещения для некоторых видов растений, что может ухудшить их рост и развитие.

4. Ограниченный спектр света

Светодиоды могут не обеспечивать полный спектр света, который необходим для оптимального развития растений.

Вывод

Светодиодное освещение теплиц имеет свои преимущества и недостатки. Оно может быть эффективным решением для увеличения урожайности и улучшения качества продукции, но требует дополнительных расходов на оборудование и обслуживание.

Связанные вопросы и ответы:

Какие преимущества имеет светодиодное освещение теплиц

Для обеспечения дополнительной освещенности в теплицах используют самые различные виды осветительных элементов.

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

Люминесцентные лампы уже довольно давно применяются для дополнительного освещения теплиц и для их установки не нужны какая-либо специальная подготовка. Данные осветительные приборы могут быть смонтированы как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Люминесцентные лампы обладают спектром свечения оптимальным для растений, долговечны, не нагреваются при работе, недорого стоят и расходуют мало электроэнергии.

К недостаткам следует отнести низкую светоотдачу, которая зависит от напряжения. При недостаточном напряжении осветительный прибор может вообще не включиться. К тому же такие конструкции достаточно громоздки и в настоящее время все чаще заменяются на более эффективные и компактные источники дополнительного освещения.

Энергосберегающие осветительные элементы просты в применении, поскольку в отличие от люминесцентных ламп они могут быть ввернуты в стандартный патрон. В отличие от ламп дневного света они не требуют дополнительного оборудования и стоят относительно недорого. Подобные элементы освещения подходят для небольших теплиц.

Натриевые лампы в основном применяются большинством промышленных теплиц. Данные элементы освещения обладают спектром, приближенным к натуральному солнечному свету. Они экономичны и имеют длительный срок эксплуатации. К тому же натриевые лампы обладают высокими характеристиками в диапазоне синего и красного излучения.

Зеркальные натриевые элементы освещения были специально разработаны для использования в тепличном хозяйстве. Отражающая зеркальная поверхность ламп имеет высокий КПД, а благодаря вращающемуся цоколю можно направлять поток света в необходимое место. К тому же, с комплектом зеркальной натриевой лампы поставляется специальное пускорегулирующее устройство.

Металлгалогенные лампы по своему световому спектру считаются наиболее подходящими для использования в теплицах. Однако такие элементы освещения стоят достаточно дорого и при этом имеют небольшой срок эксплуатации, который зависит от частоты включения осветительных приборов. При своей компактности металлгалогенные лампы создают довольно мощный поток света.

Светодиодные лампы ил LED-лампы пользуются наибольшей популярностью среди всего разнообразия осветительных приборов . В настоящее время можно купить как отдельные элементы, так и готовые блоки позволяющие обеспечить освещение больших площадей. LED светильники для использования в зимних теплицах представлены приборами типа DS Agro 50 или DS Agro 66, которые в состоянии обеспечить для растений яркий свет, обладают пыле- и влагозащищенным корпусом и специальным покрытием продлевающим срок службы металла.

Что примечательно, LED лампы отличаются низким потреблением электроэнергии и могут давать красный, синий или комбинированный свет. В настоящее время ведутся разработки белых светодиодов, которые будут способны выдавать весь солнечный спектр, что позволить добиться выращивания растений полностью на искусственном освещении.

Какие недостатки могут быть у светодиодного освещения теплиц

Для оценки перспективности внедрения светодиодных светильников в растениеводстве был выполнен проект переоснащения ими участка теплицы. В качестве примера типового объекта внедрения была взята теплица одного из агрокомбинатов, находящихся на юго-западе Московской области.

Для расчётов были приняты следующие исходные данные:

• высота подвеса светильников над растениями – 3 м;
• площадь – 60×12 м²;
• количество поперечных балок (места крепления светильников) – 16 шт.;
• расстояние между балками – 4 м;
• количество используемых светильников – 192 шт. (по 12 шт. на балку).

В качестве заменяемых светильников рассматривались светильники AGRO-144_Standart с натриевой лампой ДНаТ 600 Вт. Исходные параметры для светотехнического расчёта предполагались следующие:

• КПД светильника AGRO-144_Standart– 0,6;
• световой поток лампы ДНаТ – 88 500 лм;
• потребляемая мощность светильника – 648 Вт;
• уровень освещённости на поверхности установки растений – 11 000 лк;

В рамках проекта предполагалось провести замену имеющихся светильников с лампами ДНаТ 600 Вт на светодиодные светильники XLight с потребляемой мощностью 166 Вт. В светодиодном светильнике XLight нашли воплощение результаты исследований влияния различного освещения на рост растений. Спектр светильника наиболее приближен к спектру поглощения растений. Его конструкция отличается простотой и надёжностью. Модульная структура светильника позволяет использовать его для разных типов теплиц.

Пример технико-экономического расчёта для данного проекта приведён в табл. 1.

Как выбрать оптимальный свет для светодиодных светильников в теплицах

Лампы типа ДНаТ и ДРИ известны человечеству достаточно давно – с начала прошлого столетия точно. Однако широкого распространения для бытовых целей они не получили. Впрочем, не удивительно: требовали подключения только посредством пусковых аппаратов, создавали сильное мерцание, сильно грелись (температура на поверхности колбы достигает +300°C.
Тем не менее, в 70-80-е годы прошлого века именно они совершили в тепличном растениеводстве переворот, показав высокую фотосинтетическую эффективность благодаря спектральному составу излучаемого света, а также его «пробивной» способности. И это несмотря на то, что лампы хоть стали несколько технологичнее, но не избавились от недостатков – просто с этим «научились жить»:

• Совершеннее стали пускорегулирующие аппараты, сводящие мерцание к минимуму.
• Сами лампы стали надежнее и долговечнее.
• Бороться с сильным разогревом лампы и, как следствие, перегревом воздуха в оранжерее, а также световыми и термическими ожогами растений позволили светильники закрытого типа с охлаждающим контуром, а также просчет минимального безопасного расстояния от лампы до верхушек растений, которое в случае с ДНаТ/ДРИ составляет не менее 50 см в зависимости от мощности лампы.

В спектре ДНаТ преобладают красные лучи, поэтому считается, что такие светильники будут более эффективными для освещения цветущих и плодоносящих культур. Но есть и синие лучи, необходимые в период вегетативного роста, что позволяет использовать ДНаТ на всех этапах жизненного цикла растений. При этом наличие минимально достаточного количества синих лучей с небольшим преобладанием красных в пучке света не тормозит вегетативное развитие, а лишь препятствует чрезмерному вытягиванию растений ввысь, делая их структуру более плотной и приземистой.
В спектре ДРИ резко преобладают «холодные» лучи, поэтому данные лампы применяются для освещения вегетирующих нецветущих растений.
Светильники для ламп ДНаТ/ДРИ, как открытые, так и закрытые, оборудуются светоотражателями-рефлекторами для отражения и равномерного рассеивания отраженного пучка света к растениям, что существенно повышает КПД такого светильника, позволяя применять лампы меньшей мощности и сокращать затраты на электроэнергию.
Дуговые лампы в теплицах подвешиваются сверху над растениями с возможностью регулировки высоты положения – по мере роста растений или по необходимости. Мощность подбирается исходя из планируемой площади освещения, светолюбивости культуры и количества поступающего к растениям естественного света, но, как правило, его очень не много, и в расчетах этим количеством пренебрегают.
При этом нужно учитывать, что двукратное увеличение расстояния между лампой и растениями снижает интенсивность светового потока втрое. Но применять слишком мощную лампу, подвешивая ее слишком высоко и стремясь покрыть ее светом как можно большую площадь нерационально – эффекта не будет. Также не стоит применять несколько «маленьких» ламп ДНаТ на той площади, с освещением которой справится одна среднемощная или мощная лампа, а все потому, что большее число ламп меньшей мощности все равно будут потреблять энергии больше, и намного сильнее будут нагревать воздух, потребует применения более производительных и дорогих вытяжных вентиляторов.

Какие факторы могут влиять на выбор светодиодных светильников для теплиц

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.

. 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:

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.

Как часто нужно менять светодиодные лампы в теплицах

Мы проанализировали различные факторы, включая эффективность, долговечность, охват спектра, экономическую эффективность и другие факторы, чтобы дать рекомендации по выбору лучших светодиодных светильников для выращивания растений. Чтобы наши читатели получали точную и актуальную информацию, мы оценили каждый продукт по его показателям в этих категориях.

Кроме того, мы понимаем, что у некоторых читателей может быть ограниченный бюджет, поэтому мы также включили недорогую альтернативу для каждой рекомендации. С помощью этого руководства мы стремимся предоставить читателям подробное руководство, которое поможет им принять обоснованное решение при выборе лучших светодиодных светильников для выращивания растений.

Самый мощный светодиодный светильник для выращивания растений: Высокопроизводительный светодиодный светильник для выращивания VEVOR

Лучшая экономичность: Spider Farmer CO2

Лучшая урожайность: Группа освещения для садоводства

Лучше всего для большого покрытия: светодиодный светильник для выращивания Spider Farmer 4000

Лучше всего для небольшого покрытия: светодиодный светильник для выращивания VIPRASPECTRA

1-VEVOR Высокопроизводительный светодиодный светильник для выращивания растений

Уникальная особенность Светодиодная лампа для выращивания растений VEVOR

Они ориентированы на качество благодаря своим высокопроизводительным PFD! В нем стоят диоды Samsung 281B. Благодаря большему количеству светодиодов и новому расположению диодов растения получают более равномерный и насыщенный свет. Он потребляет всего 400 Вт, поэтому идеально подходит для высокорентабельной посадки.

Какие типы растений лучше всего подходят для светодиодного освещения теплиц

Светодиодное перегрев можно предотвратить или исправить, следуя некоторым простым рекомендациям и лучшим практикам, таким как: - Использование адекватных радиаторов, вентиляции и материалов: светодиодные фонари должны быть оснащены достаточными радиаторами, вентиляционными отверстиями и материалами для обеспечения надлежащего теплового рассеяния. Граативные раковины должны быть изготовлены из металла, такого как алюминий или медь, и имеют достаточно площади поверхности и плавников для увеличения теплопередачи. Вентиляционные отверстия должны быть ясными и беспрепятственными, чтобы обеспечить воздушный поток и охлаждение. Материалы должны быть термостойкими и неплощенными, например, керамика или стекло, а также избегать пластика или дерева. - Выбор совместимых переключателей и драйверов: светодиодные фонари должны быть в паре с совместимыми переключателями и драйверами для регулирования тока и предотвращения перегрузки светодиода. Переключатели должны быть гибкими и совместимыми с светодиодным напряжением и мощностью. Водители должны быть постоянным током и соответствовать спецификациям и требованиям светодиодов. Водители также должны быть помещены вдали от светодиода и радиатора, чтобы избежать перегрева. - Избегание перегрузки светодиода: светодиодные фонари не должны работать за пределами их номинального напряжения, тока или мощности, так как это может привести к перегреву и сгоранию. Светодиодные фонари следует регулярно проверять на наличие признаков перегрузки, таких как мерцание, затемнение или изменение цвета. Светодиодные фонари также следует отключить или отключаться, когда они не используются или когда они не требуются, чтобы уменьшить генерацию тепла и энергопотребление. - Установка светодиода в подходящих средах: светодиодные фонари должны быть установлены в подходящих средах, которые не превышают рекомендуемую рабочую температуру и диапазоны влажности, которые не имеют пыли и мусора. Следует избегать светодиодных фонарей в закрытых или плохо вентилируемых пространствах, таких как шкафы, шкафы или утопленные приспособления, так как это может задержать тепло и вызвать перегрев. Светодиодные фонари также должны быть защищены от влаги, воды и прямых солнечных лучей, так как это может повредить светодиоду и водителя.