Выбор ламп для освещения теплиц. Потребность растений в солнечном свете

Выбор ламп для освещения теплиц. Потребность растений в солнечном свете

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.

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.

Светодиодные лампы для теплиц. Освещение теплиц светодиодами

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).

Расчет освещения для теплицы. Калькулятор ламп

Мы предлагаем Вам методику расчета количества и типа освещения (досветки) для теплиц. Она так же может быть с успехом применена к домашнему растениеводству.

Метод основан не на данных ламп, предоставленных производителем, а на наших фактических замерах освещенности конкретного типа лампы. Именно благадаря этому можно оценить эффективность применения разного типа ламп в Ваших конкретных условиях.

На рисунке №1 для наглядности представлена функция получения высоты подвеса лампы Днат 600 Вт от уровня освещенности, который должен быть в теплице (или дома на подоконнике) на верхними листьями растений. Такие же функции были построены и для остальных ламп, у которых мы производили замеры люксметром.

Задав площадь вашей теплицы (а для домашних цветов только требуемый уровень освещения) в нашем расчете Вы получите расчёты:

• площади теплицы (без учета технологических проходов и т.д.);
• максимальной площади, которую осветит одна лампа, и даст при этом достаточный уровень освещения;
• максимальной высоты подвеса ламп над растениями, при сохранении достаточного для роста и развития растений уровня освещения;
• количества ламп (светильников), требуемых для полного освещения теплицы.

Расчет освещения в теплице/гроубоксе

• Данные по освещенности растений из списка предполагают, что рассчитываемое искусственное освещение являются "досветкой", т.е. используется как дополнение к естественному свету;
• Если нужен расчет для полной светокультуры, то введите требуемое значение освещенности (от 20000 Лк).

Источник: https://doma-na-veka.ru/stati/osveshchenie-dlya-teplic-svetodiodnoe-kak-sdelat-osveshchenie-dlya-teplic-svoimi-rukami

Искусственное освещение теплиц. Расчет количества освещения для теплиц

Если планируется организовать искусственное освещение теплицы своими руками, потребуется учесть следующие параметры:

• Высота размещения источников света над первым листом.
• Тип ламп, их мощность.
• Какую культуру следует осветить, растения разных видов требуют разную интенсивность лучей.
• Общая площадь освещения.
• В какой сезон планируется досвечивание.

Для энергосбережения и увеличения световых потоков в теплице рекомендуется использовать рефлекторы-отражатели: алюминиевые, фольгированные, зеркальные.

Уровень освещения, необходимый для качественного выращивания растений регламентируется агрономическими нормами, минимально допустимый — 6 — 7 kЛk (килолюкс). Исходя из нормативного показателя рассчитывается интенсивность и продолжительность досвечивания теплицы. Осенью, весной меньше, зимой, соответственно, требуется более продолжительный период.

Для достижения минимума освещенности подходят светильники для теплиц, удельная мощность которых 50-100 Вт/м². Количество ламп определяется при проектировании осветительной системы на основе расчета для индивидуального проекта. Самостоятельно выполнить расчеты можно на онлайн калькуляторе. Гарантированно хороший урожай получается при среднем уровне освещенности 10- 12 кЛк, до 20 килолюкс.

Пример расчета освещения теплицы

Для примерного расчета применим формулу:

F=Е x S : Kи, где

F – необходимый световой поток;

S – площадь;

Ки – коэффициент, определяющий использования потока. Для ламп с внешним отражателем — 0,4, встроенным — 0,8.

Допустим, требуется осветить теплицу площадью 18 м2, уровень освещенности 10000 люкс.

F = 10000 х 12 : 0,4 = 300000 люмпен.

Смотрим на типы ламп, например, возьмем Днат на 250 Вт (27 000 люмпен) такой поток может обеспечить: 3000000:27 000 = приблизительно 11-12 ламп.

Далее следует подобрать высоту, на которой будут располагаться лампы, здесь учесть: уровень яркости величина обратно пропорциональная квадрату расстояния. Для точного вычисления высоты подвеса, следует провести эксперимент, замерить интенсивность люксометром. Опыт подсказывает:

• Для освещения одного растения можно использовать лампу 20-30 Вт, на высоте от 50-300 мм.
• Для группы лучше подойдут лампы 50Вт, расстояние до верхнего листа 400-600 мм, а так же светильники до 100 Вт, если требуется большая площадь подсветки.
• Лампы 250 Вт и более размещают на высоте 1000-2000 мм, подходит для больших зимних теплиц.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц. Виды ламп

• Меньше всего для этой цели подходят лампы накаливания . Свет, который излучают данные приборы в основном находится в красно-жёлтом спектре, что препятствует образованию процесса фотосинтеза.Для досвечивания применяются люминесцентные, ртутные, натриевые, светодиодные приборы достаточной мощности, чтобы растения не испытывали недостатка в свете.
• Люминесцентные – данный вид светильников для освещения в условиях защищённого грунта, характеризуется высокой экономичностью. Такие лампы обладают светоотдачей порядка 80 Лм./В, излучают спектр света, близкий к естественному, не нарушают микроклимат теплицы. Кроме положительных качеств, такие осветительные приборы имеют ограничение на применение в теплицах для выращивания влаголюбивых культур. Максимальная влажность воздуха, при которой возможно применение люминесцентных ламп, составляет 70%.
• – эти светильники излучают спектр света, который используется растениями в период формирования плодов.

  Запрещается данными приборами досвечивать рассаду, по причине чрезмерного вытягивания растений.

  Ртутные лампы небезопасны для здоровья человека. При использовании таких приборов, необходимо следить за целостностью стеклянной колбы, в которой находятся пары ртути. Находиться человеку рядом с таким осветительным прибором долгое время не рекомендуется из-за высокой степени ультрафиолетового излучения.



Натриевые

 обладают высокой долговечностью. Даже в неблагоприятных для электротехнических приборов условиях, эти светильники могут прослужить не менее 12 000 часов. Натриевые лампы излучают красный спектр света, что особенно полезно для растений в период плодообразования и цветения. Натриевые приборы являются экономичными, светоотдача этих устройств в несколько раз выше, чем у ламп накаливания.К недостаткам этих осветительных устройств относится их ограниченный красно-оранжевый спектр, который на ранних периодах развития растений приводит к чрезмерному их вытягиванию. Натриевые приборы . Если разбить лампу, то воздух будет загрязнён парами ядовитых металлов. Ещё одним недостатком такого освещения является , но в том случае если лампы расположены высоко над растениями, а досвечивание осуществляется в зимнее время, то этот недостаток превращается в достоинство, дополнительно обогревая воздух теплицы.
• – эти осветительные устройства являются противоположностью натриевых ламп по излучаемому спектру. Металлогалогеновые приборы излучают свет в синем спектре, что особенно полезно растениям на ранней стадии развития. Эти осветительные устройства довольно дороги и не могут применяться в течение всего вегетационного периода развития овощей. При использовании металлогалогеновых ламп запрещается использовать технологии полива, при которых возможно попадание воды на работающие осветительные приборы.
•  являются самыми экономичными светильниками для освещения овощей. Срок эксплуатации таких устройств составляет до 50 000 часов. Достоинством таких прибором является возможность работать от низковольтного блока питания, что в условиях повышенной влажности теплице является наиболее безопасным вариантом освещения. Существенным недостатков светодиодных светильников, является их высокая стоимость, но учитывая очень большой срок службы таких приборов, финансовые вложения окупаются очень скоро.
• Инфракрасные – такие устройства излучают тепловую энергию, поэтому применяются в теплице с целью создания благоприятного микроклимата для выращивания растений. Инфракрасные лампы нагревают, прежде всего, грунт и материал теплицы, которые затем отдают тепло воздух. Обогрев растений также происходит напрямую от инфракрасных приборов.

Лампы для промышленных теплиц. 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.