Плазменные лампы для теплиц

ПЛАЗМЕННАЯ ЛАМПА

Используемый в обиходе термин «плазменная лампа» объединяет два типа устройств, схожих по принципу работы, но применяемых в разных сферах.

Изделия первого типа, изобретённые и запатентованные в 1894 году Николой Теслой, в настоящее время применяются в чисто декоративных целях. Устройство представляет собой стеклянную сферу, внутри которой размещён единственный электрод.

При включении на электрод подаётся переменный электрический ток с напряжением в несколько киловольт и высокой частотой (порядка 20–30 кГц). После подачи тока на конце электрода возникает мощный коронный разряд.

Вторым электродом служит окружающая среда или соприкасающийся со стеклянной ёмкостью объект. В результате внутри сферы возникают многочисленные разряды-молнии. Направление им придают силовые линии электромагнитного поля; молнии концентрируются в местах его усиления — например, в точке прикосновения пальцем.

С целью снижения напряжения пробоя сфера заполняется инертным газом или газовой смесью. Ещё одно преимущество технологии — придание разрядам различного цвета (красного, розового, зелёного, синего и так далее). В числе используемых газов — неон (Ne), криптон (Kr) и ксенон (Xe).

Преимущества таких источников света — малая потребляемая мощность (5–10 Вт), отсутствие нитей накаливания, долговечность и, разумеется, красота. Главный недостаток — опасность поражения электрическим током при прикосновении к сфере металлическим предметом или при одновременном прикосновении к лампе и заземлению.

Кроме того, сильное электромагнитное поле вокруг устройства не позволяет размещать его вблизи цифровой аппаратуры.

Плазменные источники света второго типа — газоразрядные лампы, в которых используется свечение возникающей при нагревании в парах газа плазмы.

ВИДЫ, ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЕННЫХ ЛАМП

Основными разновидностями таких устройств являются:

• ртутные (Mercury-Vapor lamps, или MV);
• металлогалогенные (Metal-Halide lamps, или MH);
• натриевые (High-Pressure Sodium lamps, или HPS);
• серные (сульфидные, плазменные, Light Emitting Plasma, или LEP).

Лампы первых трёх типов обычно не называются плазменными и имеют существенные недостатки, главный из которых — неестественное освещение с преобладанием синего или красного спектра. Кроме того, ртуть, используемая в MV, крайне токсична, и такие устройства необходимо собирать и утилизировать в особом порядке.

При использовании в качестве светящегося вещества того или иного металла возбуждаемый в атомах резонанс ограничен значениями, характерными для природы вещества.

Сера же отличается полиформизмом — способностью к формированию молекул, состоящих из произвольного числа атомов. Каждая такая молекула характеризуется индивидуальной частотой резонанса. В итоге совокупность молекул даёт полный (непрерывный) спектр, практически идентичный солнечному свету.

Существенным затруднением при изготовлении устройств является невозможность использования металлических электродов. Сера — неметалл, при нагревании активно взаимодействующий с веществом электрода и разрушающий его. В качестве альтернативного способа возбуждения резонанса в начале 1990-х годов Майклом Ури и Чарльзом Вудом было предложено использовать микроволновое излучение.

СВЧ-волны, разогревающие серные пары в инертном газе, продуцируют аналогичные применяемым в микроволновых лампах магнетроны. С целью уточнения терминологии используемые в лампах магнетроны часто называют лайтронами.

Излучатель имеет форму герметичного стеклянного сосуда (колбы), в которой находятся буферный инертный газ и несколько миллиграммов порошкообразной серы. Диаметр стеклянной ёмкости — от 30 до 50 мм. Для обеспечения наибольшего эффекта и равномерного прогрева колбу помещают в резонатор и обеспечивают её непрерывное вращение.

Частоты излучения стандартного магнетрона — около 2,5 ГГц — вполне достаточно для запуска процесса. Необходимой составляющей лампы является система охлаждения, поскольку температура стенок колбы может доходить до 1000°C. При это наружная температура устройства не превышает 60°C.

Плазменные лампы по большинству характеристик превосходят источники света других типов:

• КПД — 85–90% (у ламп накаливания — 10%, у светодиодных — 30–50%);
• срок службы — в среднем 50000 часов (1000 и 50000 часов соответственно);
• светоотдача — 80–150 лм/Вт (10–15 и 80–170 Лм/Вт соответственно);
• ослабление светоотдачи за время использования — не более 10% (40–60% и 30% соответственно);
• коэффициент цветопередачи — 85–100 (100 и 70–90 соответственно);
• цветовая температура — 4500–7500 К (2000–2800 и 2700–6500 К соответственно).

Среди достоинств изделий необходимо отметить высочайший КПД, полный спектр излучаемого света, аналогичный солнечному, долговечность, экологичность и сильный световой поток. Основные недостатки — высокая стоимость и ограниченный ассортимент продукции.

Особенности эксплуатации плазменных ламп напрямую связаны с двумя из перечисленных выше параметров: большой мощностью и полным спектром излучения. Первый фактор предопределил использование устройств для освещения помещений с большой высотой потолков (более 6 м) и открытых пространств.

Серные светильники и прожекторы используются в торговых центрах, складах, аэропортах, на стадионах, вокзалах, нефтяных вышках, для подсветки рекламы, зданий и сооружений.

Благодаря полному спектру света и отсутствию «мигания» плазменное оборудование идеально подходит для проведения теле- и киносъёмок, а также выращивания растений.

Для освещения дома и квартиры более популярны другие типы ламп:

• люминесценые;
• светодиодные.

Для отдельных помещений, например, ванной или кухни также могут применяться галогенные источники света.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ РАСТЕНИЙ И ТЕПЛИЦ

Большинство растений нуждается в солнечном или искусственно создаваемом свете. При несоблюдении этого условия они хуже растут, болезненно вытягиваются, хуже цветут и не плодоносят, а листья начинают желтеть.

В российских условиях наблюдается отчётливый недостаток естественного освещения в осенне-зимний период. Следовательно, возникает необходимость «подсвечивать» домашние и тепличные растения. При этом необходимо учитывать их видовые особенности.

Растения короткого дня нуждаются в свете исключительно для вегетации; цветение и плодоношение у них происходит зимой или осенью. Растения длинного дня, напротив, могут нормально цвести, только если световой день составляет не менее 12–14 часов. На цветение некоторых культур свет вовсе не влияет, однако без него они постепенно чахнут.

При применении в теплицах источников искусственного освещения важно также учитывать влияние на растения преобладания различных спектров излучения:

• синий — активизирует фотосинтез;
• жёлтый и зелёный — приводят к деформации и увяданию;
• оранжевый и красный — стимулируют цветение и образование завязи;
• ультрафиолетовый — формирует устойчивость к холоду.

Полностью замещать солнечный свет искусственным не рекомендуется: преобладание того или иного спектра вместо полноценного излучения приводит к болезни растения. Ртутные светильники характеризуются слабым световым потоком и не подходят для больших теплиц.

Металлогалогенные, с их преимущественно синим спектром, помогают укрепиться корням, однако тормозят цветение. Натриевые, напротив, обладают красным спектром и подходят для активизации процессов цветения и образования завязей.

Использовать их рекомендуется на всех стадиях развития культуры, кроме цветения: в этот период лучше применять натриевые источники света. При пренебрежении этим советом наблюдается резкое снижение урожайности, однако сами плоды отличаются высоким качеством.

Подбор количества светильников и высоты их размещения следует производить эмпирически: главное требование — равномерное освещение всей площади помещения. Как показывает практика, для большинства теплиц вполне достаточно одной плазменной лампы.

Одно из лучших решений для освещения теплиц — плазменные лампы серии PSH от корпорации LG. Ресурс устройств превышает 60000 часов; мощность — 730 Вт. Цветовая температура — в диапазоне 4500–7500 К; светоотдача — более 80 Лм/Вт.

Параметры сети: переменное напряжение 220 В, частота 50/60 Гц. Вес устройства с балластом — всего 19 кг. Угол наклона луча — 50–120 о .

Развитие технологии производства плазменных источников света и выход на рынок новых производителей позволяют в ближайшем будущем рассчитывать на снижение цен на продукцию и расширение ассортимента. А значит, подобрать безопасную и долговечную лампу для теплицы станет значительно проще.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник статьи: http://eltechbook.ru/lampa_plazmennaja.html

Инновационная технология плазменного освещения для теплиц оздоравливает растения

И позволяет сократить количество пестицидов

Компания Ceravision Limited, создатель нового научного подхода к освещению для садоводства и овощеводства, объявила о результатах тестовых испытаний, проведенных за последние шесть месяцев на различных культурах.

Так, на лицензированной промышленной конопле технология плазменного освещения ускорила рост растений на 40% по сравнению с другими осветительными решениями.

Испытания в других теплицах на культурах также показали преимущества — более быстрый рост, меньшее количество пестицидов и меньше отходов.

Новый и запатентованный подход Ceravision к осветительным приборам основан на способности генерировать уникальные спектры света с очень высокими уровнями ультрафиолетового излучения A и UV-B.

Этот ультрафиолетовый спектр имеет решающее значение для тепличного производства.

Ультрафиолетовое излучение приносит пользу растениям, поскольку оно увеличивает выработку вторичных метаболитов, которые действуют как «солнцезащитные средства» и повышают содержание терпенов, флавоноидов и терпенов, улучшающих аромат, цвет, пищевые и лекарственные свойства урожая.

УФ также повышает защиту от насекомых-вредителей и патогенных вирусов, способствует ускоренному опылению.

Плазменный светильник UV420 разработан для дополнения традиционных осветительных приборов PAR. Со спектром, сконцентрированным от 280 до 550, он обеспечивает УФ-А и УФ-В, которые не передаются через оранжерейное стекло и недоступны при использовании традиционных ламп PAR.

Барри Престон, главный научный сотрудник компании, сказал: «Мы рады, что запатентованный индивидуально подобранный спектр света нашей недавно разработанной технологии повышает урожайность, вкус и качество для целого ряда культур и имеет революционный потенциал для изменения продуктивности всей тепличной индустрии».

Источник статьи: http://www.agroxxi.ru/zhurnal-agromir-xxi/novosti/innovacionnaja-tehnologija-plazmennogo-osveschenija-dlja-teplic-ozdoravlivaet-rastenija.html

Плазменные лампы. Виды и устройство. Работа и применение

Понятие плазменные лампы сочетает в себе два типа устройств, которые имеют схожий принцип работы, но совершенно отличаются по предназначению. Первая разновидность представляет собой декоративный светильник, в котором бушуют видимые электрические разряды. Второй тип приборов является источником света, так же как и лампочки накаливания, светодиодные и пр. Осветительные устройства создают свет в результате нагревания пара плазмы, за что и получили свое название.

Декоративные плазменные лампы

Это светильники, представляющие собой стеклянную сферу с расположенным внутри электродом. На него подается переменное высокое напряжение, частота которого превышает 30 кГц. В результате внутри шара создается видимый электрический разряд напоминающий молнию. При касании к поверхности лампы разряды притягиваются к подушечкам пальцев, что создает интересные визуальные эффекты. При этом игры с такой лампой полностью безопасны при условии постановки ног на диэлектрический коврик.

Как устроены плазменные лампы

Данный прибор был изобретен известным ученым, работающим в сфере изучения электричества, Николой Теслой. Устройство появилось в 19 веке, после чего начало применяться в развлекательных представлениях. Лампа до сих пор интересна зрителям, но благодаря более широкому распространению мало для кого уже является чем-то совершенно необычным. Сейчас такие устройства предлагаются по вполне доступным ценам в виде декоративных светильников.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Переменное напряжение частотой в 30 кГц подается на электрод находящийся внутри стеклянной прозрачной сферы. В самой сфере располагается разреженный газ, который уменьшает напряжение пробоя. Для этого могут применять различные смеси, состав которых позволяет менять расцветку электрических вспышек. В зависимости от состава газа разряды могут быть синими, желтыми, розовыми или зелеными. Подаваемое на электрод напряжение формирует плазменный светящийся разряд. В качестве второго электрода, на который и отправляется разряд, применяется сама окружающая среда или любой предмет, прикасаемый к стеклянной емкости.

Поскольку в данной конструкция отсутствует нить накаливания, то при условии сохранения герметичности устройство способно работать практические вечно. Главным недостатком таких приборов является их повреждение в результате сильного перегрева. При долгой работе лампы она способна перегреваться, что негативно сказывается на герметичности колбы, заполненной специализированным газом.

Несмотря на столь яркую демонстрацию электрического пробоя, плазменные лампы потребляют очень мало энергии. Бытовые устройства, предназначенные для развлечения или применения в качестве ночника, сжигают примерно 10 ватт энергии в час.

Правила пользования лампой

Для безопасного использования лампы требуется соблюдение определенных правил:

• Запрещено прикладывать к шару металлические предметы. Металл притягивает разряд, который может быть достаточно сильным, чтобы расколоть стеклянную поверхность. При этом в определенных условиях, если человек будет прикасаться к металлическому предмету, уложенному на поверхность лампы, то сможет получить слабый электрический удар.
• Продолжительность работы лампы не должна превышать более 2 часов. Долгое применение способно вызывать нежелательный перегрев, что является серьезным испытанием для стеклянной колбы. Как следствие лампа может перестать работать, или формируемые в ней разряды могут выходить за пределы стеклянной оболочки, нанося электрические удары.
• Запрещено прикасаться одновременно к лампе и заземленным предметам, проводящим ток. Примером такого касания может быть контакт со стеклянной колбой одной рукой, а второй с батареей отопления. В результате такого действия электрический разряд способен пройти сквозь стекло, поэтому будет нанесено слабое электрическое поражение.
• Нельзя располагать вблизи работающей лампы другое электрическое оборудование. В результате взаимодействия их полей может произойти перегрев стекла, а также создаются помехи для находящегося поблизости электроприбора.
• Лампа создает сильное электромагнитное излучение, поэтому для исключения помех к ней не нужно близко ставить аудио проигрыватели, мобильные телефоны, смартфоны и компьютеры. Ярким примером электромагнитного излучения лампы является бесконтактное свечение неоновых и люминесцентных ламп. В них появляется свет даже при приближении лампочки к плазменному шару на расстоянии 20 см.

Плазменная лампа и дети

Фактически декоративные плазменные лампы являются игрушкой, но все же это не лучший подарок для детей. Дело в том, что при создании определенных условий такое оборудование способно выдавать довольно болезненный электрический разряд. Для этого достаточно экспериментировать с приближением к устройству металлических элементов. Кроме этого в результате падения устройства разгерметизация колбы шара не редкость.

При желании все же предоставить ребенку такое развлечение, луче чтобы использование плазменной сферы осуществлялось в присутствии взрослых. Так же в идеале ставить перед лампой диэлектрический коврик, чтобы ребенок был полностью защищен от получения хотя и слабого безопасного, но все же немного болезненного электрического разряда.

Осветительные лампы

Плазменные лампы, предназначенные для освещения, бывают различных типов. К такому оборудованию относят 4 типа ламп:

Большинство таких устройств имеют неестественное освещение, в котором преобладает синий или красный цвет. Отдельные разновидности, в частности ртутные лампы, являются токсичными в случае разбивания, поэтому требуют особенной утилизации. Самой эффективной является серная лампа. Ее свет на 79% состоит из видимого спектра. Остальные 20% представлены инфракрасным свечением, 1% ультрафиолетовым.

При изготовлении таких лампочек не используются металлические электроды. Это связано с тем, что сера не является металлом. Для того чтобы превратить в пар ее инертные газы, в лампе создаются СВЧ волны, идентичные тем что применяются в микроволновых печках.

Плазменные лампы имеют множество преимуществ над другим осветительным оборудованием:

• Коэффициент полезного действия 85-90%, что в 9 раз выше, чем у ламп накаливания.
• Продолжительность свечения до 50000 часов.
• Светоотдача до 150 лм/Вт.
• Коэффициент цветопередачи 85-100.
• Цветовая температура свечения до 8500 К.

Сфера применения

Спектр, излучаемый такими лампами, полностью соответствует солнечному. Именно поэтому данное оборудование широко используется при устройстве теплиц. Также высокая яркость ламп позволила их применять при освещении высоких помещений, высота потолков которых превышает 6 м. Серные плазменные лампы часто можно встретить на территории аэропортов, вокзалов, а также на других сооружениях, где важно добиться хорошей освещенности, максимально приближенной к параметрам дневного света.

Подавляющее большинство осветительных плазменных ламп применяется в теплицах. Имеющийся в них спектр позволяет добиться хорошего роста растений. В таком свете растения могут поддерживать нормальную вегетацию в период цветения. Каждая из разновидностей осветительных ламп имеет характерные особенные свойства излучаемого спектра. Как следствие разные оттенки света вызывают свой отклик у растений. К примеру, металлогалогенные лампочки имеют преимущественно синее свечение, которое помогает ускорить укрепление корней ранее высаженных растений. Однако синий спектр замедляет процесс цветения. Натриевые лампочки применяются для активизации почкования, поскольку имею красный спектр, стимулирующий этот процесс.

Плазменные лампы, применяемые для освещения в теплицах, имеют значительную мощность. К примеру, светильник от компании LG серии PSH потребляет 730 Вт. При этом его светоотдача составляет примерно 80 Лм/Вт, что далеко не рекорд. Масса такого осветительного прибора вместе с балластом составляет 19 кг. Такие габариты являются не пределом тепличного оборудования, ведь у многих производителей имеется еще более тяжелые, но не столь эффективные в плане баланса между мощностью и светоотдачей устройства.

Плазменные светильники многих брендов являются ремонтопригодными. Они предусматривают возможность замены отдельных комплектующих. Благодаря этому в случае прекращения свечения осветительный прибор может быть восстановлен установкой новых деталей и последующей заправкой газом.

Создаваемый плазменными светильниками свет положительно влияет на органы зрения человека, что было подтверждено рядом научных исследований. В связи с этим в последние годы многие производители начали отходить от изготовления только массивных светильников, предназначенных для теплиц, стадионов и улиц.

Более мелкие световые приборы предлагаются для установки в производственные, офисные и жилые помещения. Такое оборудование создает качественное искусственное дневное освещение. Компактные плазменные светильники зачастую имеют более короткий ресурс, чем большие промышленные. Они служат приблизительно до 25000 часов. Наблюдается тенденция увеличения объема продаж серных светильников. В ближайшие годы они вытеснят своего главного конкурента – металлогалогенные осветительные приборы.

Источник статьи: http://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/osveshhenie/plazmennye-lampy/