Система искусственного освещения для теплиц

Организация систем освещения для тепличных хозяйств

Овощи, ягоды, цветы и другие растения любят свет. Поэтому важно выбрать правильные светильники для теплиц круглогодичного или зимнего пользования. В противном случае говорить о хорошем урожае не приходится.

Современные системы освещения для теплиц основаны на светодиодах, характеризующихся экономичностью, долговечностью, возможностью функционирования в разном спектре. Используются в парниках и другие лампы.

Значение света для растений

Растения, выращиваемые в большинстве регионов России и стран СНГ, получают необходимое количество света только в летнее время года. В другие сезоны без дополнительных источников света не обойтись! При отсутствии естественного или качественно спроектированного искусственного освещения растения зачахнут и погибнут. Особенно важна подсветка зимой.

На рост влияют законы фотосинтеза: только при наличии света в листиках и стебле вырабатываются органические вещества!

При слабом освещении появляются следующие дефекты:

• изменение формы, замедление роста;
• отсутствие цветения (урожая);
• неестественное удлинение черенков и стеблей;
• пожелтение листиков, расположенных снизу.

С целью получения большого урожая выполните все технологические рекомендации, правильно отрегулировав продолжительность и интенсивность свечения.

Растения делятся на несколько категорий в зависимости от потребности в определенном количестве света:

1. Короткий день – цветут только осенью/зимой, когда ночь продолжительнее дня. Цветение появляется после сокращения светового дня. В темноте происходит вегетация, затем, когда день станет продолжительнее ночи, растения начинают цвести и приносить урожай.
2. Длинный день – такие культуры цветут только при условии, если световой день длится не менее 13 часов. Когда ночь продолжительнее дня, то плоды плохо формируются и не появляются.
3. К отдельной категории относятся растения, цветение которых не зависит от продолжительности дня. Они будут цвести в любой ситуации, за исключением чересчур короткого времени освещения, что приводит к увяданию.

к содержанию ↑

Какое освещение должно быть в теплице

Лучше всего на рост любых культур влияют красные и синие световые лучи. При организации искусственного нельзя забывать о естественном освещении! Источники света одного цвета подойдут только для цветов, что сделает их ярче и красочнее.

В списке ниже рассмотрено влияние определенного цвета световых лучей на растения:

• синие лучи ускоряют процесс фотосинтеза, обогащая его;
• зеленые или желтые – деформируют и изменяют толщину стебля;
• красные и оранжевые улучшают цветение, но здесь главное не переборщить, иначе растение погибнет;
• ультрафиолетовые лучи повышают количество витаминов, формируемых в листьях.

Для монтажа правильного освещения и повышения урожайности руководствуйтесь следующими рекомендациями:

1. Инфракрасные или ультрафиолетовые лучи, продолжительное время воздействующие на стебли и листья, ухудшают урожай.
2. Экспериментируйте и определите идеальное расстояние между источником света и листьями.
3. Не забывайте о нормах освещения – читайте специализированные книги, в которых указывается, какое освещение подходит для определенных культур.

к содержанию ↑

Световой спектр

Несмотря на развитие технологий, сегодня нет такой лампы, которая полностью бы передавала спектр солнечных лучей. Для повышения эффективности освещения используют комбинированные системы. К примеру, ультрафиолетовые лучи повышают устойчивость к морозам, оранжевые или красные ускоряют цветение.

Выбор ламп

Универсальных систем освещения для любых растений не существует! Для создания наиболее комфортных условий принято использовать разные виды ламп, разделяя теплицу на несколько зон. После того, как максимальный баланс найден, урожайность существенно повысится, а растения можно будет выращивать круглый год.

Лампа накаливания

В теории такие источники света можно использовать для теплиц. Не рекомендуется использовать «лампочки Ильича» в конструкциях из поликарбоната. Излучаемый лампами накаливания свет находится в красном диапазоне, что негативно сказывается на растениях.

К достоинствам относится низкая стоимость, но недостатков существенно больше:

• отсутствие синего спектра (только красные и оранжевые лучи);
• возможность повреждения поверхности листьев, что приводит к деформации и утончению стеблей;
• высокая температура при эксплуатации, вредящая рассаде;
• большое потребление электрической энергии.

к содержанию ↑

Люминесцентные лампы

Наиболее подходящими для тепличного освещения являются люминесцентные лампы, они характеризуются долговечностью, дешевизной и низкой тепловой отдачей. По принципу работы они энергосберегающие, но обычные «экономки» освещают лишь малую площадь.

Для установки обязательно применение защитных коробов. В редких случаях подходят вертикальные пластиковые корпуса.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц

Принцип действия и конструкция схожи с люминесцентными. Внутрь колбы закачиваются пары ртути, взаимодействующие с электромагнитным разрядом. Трубка производится из кварцевого стекла, способного пропускать ультрафиолетовые лучи. Отличный вариант для дополнительного освещения растений в небольших помещениях, куда проникает солнечный свет. Существенно ускоряется и повышается эффективность фотосинтеза.

Более безопасными считаются увиолевые (вместо кварцевых) трубки, не влияющие на формирование озона. Для регулировки спектра освещения в стекло добавляются иные компоненты.

Ртутные лампы

ДРЛ – разновидность ламп с колбой, заполненной ртутью. Характеризуются быстрым нагревом и световым потоком в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Рекомендуется применять в малых комнатах вместо ультрафиолетовых ламп. Подходят для освещения во время созревания плодов. При эксплуатации обеспечьте стабильное напряжение с перепадами не выше 5 % от заданного значения.

Натриевые лампы

Натриевые люминесцентные лампы высокого давления гарантируют наилучшую световую отдачу по отношению к расходуемой электроэнергии. Человек плохо воспринимает спектр излучения, но для растений очень полезны красные, желтые и зеленые оттенки таких источников. Очень распространены в системах тепличного освещения.

Основные преимущества натриевых ламп:

• низкая стоимость;
• малое потребление электроэнергии;
• долговечность – срок службы превышает 20 000 часов;
• высокая световая отдача по сравнению с обычными лампами накаливания;
• большая тепловая отдача – экономия на отоплении теплицы в зимнее время года;
• красно-оранжевый спектр ускоряет цветение и рост плодов;
• КПД превышает 30 %.

По недостаткам отметим высокий нагрев, снижающий пожарную безопасность и требующий дополнительных мер предосторожности.

Светодиодные лампы

Светодиодный светильник создает монохромное освещение, однако производители подбирают нужную комбинацию светодиодов для получения благоприятного спектра индивидуально под каждое растение. Это экономичные, долговечные устройства, работающие от блока питания на низком напряжении.

Для изменения интенсивности света регулируют количество и высоту установки LED-диодов. Для роста саженцев идеально подходят синие светодиоды, для созревания плодов – красно-оранжевые.

Инфракрасные лампы для теплиц

Такие лампы сравнимы с обогревателями и используются преимущественно для обогрева тепличных хозяйств. Энергосберегающая система создает лучшие условия для роста растений, схожие с естественными. Для улучшения эксплуатации устройства дополняются регуляторами. В случае с конвекторами осуществляется прогрев воздуха. Инфракрасные лампы воздействуют на растения и почву, а уже после передают тепло через воздух.

Расчет количества освещения для теплиц

Очень важно рассчитать правильное число ламп в зависимости от выращиваемых растений и площади теплицы. Негативно сказывается и избыток, и недостаток. В первом случае стебли и листья повреждаются из-за большого количества тепла, а во втором замедляется рост и развитие. Ниже представлен метод расчета для ртутных или натриевых ламп высокого давления.

Освещение в люксах зависит от расстояния до растения. Если цветок находится в метре от лампы, то растения получают 1000 люкс, в двух метрах – 250, в трех – 111 и т. д.

Есть усредненные значения для ДРЛ и НЛВД, представленные в таблице ниже.

Площадь, кв. см	Мощность, Вт
60х60	150
90х90	250
120х120	400
200х200	600

При расчете обязательно учтите отражение от рефлекторов (если они установлены). Количество отражаемых лучей зависит от качества поверхности зеркала и может составлять от 80 до 90 %.

Особенности освещения зимней теплицы

Если летом нужда в искусственном освещении не возникает, то зимой необходимость вполне очевидна. Растения должны получать достаточное количество света не менее 12 часов в день (и больше). При обустройстве тепличного освещения руководствуются принципами, описанными в начале статьи.

Также нельзя оставлять освещение на круглые сутки – максимальная продолжительность составляет 16 часов, поскольку растениям требуется некоторое время и для ночного отдыха. Идеально использовать в тепличных хозяйствах системы автоматизированного освещения с включением и выключением света по таймеру.

Электрификация своими руками

С такой работой справится даже новичок в сфере электрики. Проведите под землей или по воздуху кабель от распределительного короба дома до оранжереи.

Для подземной прокладки соблюдайте следующие требования:

• глубина не менее 0,8 метра;
• провод защищается гофрированной трубкой или прячется внутрь короба;
• траншея не пересекается с дренажной системой.

При воздушной прокладке убедитесь в том, что электрические провода не проходят сквозь ветки и не касаются их при сильных порывах ветра. После проведения кабеля в теплицу останется выполнить внутреннюю разводку к точкам, где устанавливаются розетки и выключатели. Соблюдайте рекомендации при расчете сечения кабеля.

Владельцы зимних тепличных хозяйств должны понимать, что опыт работы с культурами – лишь половина дела. Остальные 50 % успеха зависят от внешней конструкции и качественно выполненного оборудования, включая освещение. Только при совокупности этих аспектов получится достичь положительного результата и собрать большой урожай.

Источник статьи: http://220.guru/osveshhenie/svetilniki/dlya-teplic.html

Искусственная досветка в теплицах — особенности осветительных систем

История теплиц начинается со времен Древнего Рима. Именно там начали выращивать цветы и фрукты в специально обустроенных местах — постройках со слюдяным покрытием и дополнительным обогревом. Следующие значимые вехи истории развития теплиц относятся к Средневековью, когда в богатых домах Западной Европы появились оранжереи и зимние сады.

Российская «тепличная наука» зародилась во времена Петра I, а прорыв в развитии отечественных теплиц можно отнести к XIX веку. Тогда в Клинском уезде появилось овощеводческое хозяйство с собственным ноу-хау – теплицами с односкатной крышей из стекла и грунтовыми колодцами для дровяного обогрева. Позже в обиход вошли ангарные тепличные сооружения, оснащенные двускатной кровлей, напольной и настенной обогревательной системой. А после изобретения полимеров (в середине прошлого столетия) агропромышленный сектор взял на вооружение теплицы из прочного поликарбоната и других светопрозрачных материалов.

Особенности освещения теплиц

Для полноценного роста и развития растениям необходимо большое количество света. Под его воздействием в зеленой биомассе активизируется процесс фотосинтеза – преобразование углекислого газа в кислород и питательные вещества. Еще одним важным фактором, влияющим на всхожесть рассады, развитие стебля, листьев, корневой системы и вызревание плодов, является фотопериодичность — длина светового дня. К примеру, освещение сельскохозяйственных культур «длинного дня» должно продолжаться 12 и более часов, «короткого дня» — как минимум 10 часов в сутки. Если в летний период естественного светового дня хватает для полноценного развития растений, то в остальные сезоны большинство сельскохозяйственных культур нуждаются в искусственном досвете. Для этих целей применяются тепличные светильники. Правильно организованная система освещения будет генерировать достаточное количество света, чтобы обеспечить высокую урожайность как традиционных для России растений, так и экзотических фруктов и цветов.

Электрическое освещение на службе тепличных хозяйств

С середины прошлого века и до нынешних дней электрические светильники – оптимальный источник искусственного освещения теплиц. Но чтобы получить качественную досветку и повысить урожайность растений, к выбору светильников нужно подойти максимально ответственно.

Современный рынок светотехники предлагает большой выбор осветительных приборов для теплиц, которые различаются источниками света, уровнем энергопотребления, эффективностью освещения, ценой и множеством других параметров. Покупая светильники, нужно опираться на следующие характеристики:

• Мощность (Ватт) — энергопотребление прибора за час непрерывной работы.
• Световой поток (люмен) — владея информацией о количестве света, излучаемого каждой лампой, удастся организовать систему освещения с оптимальным числом светильников.
• Цветовой спектр света — электромагнитные волны разной длины, воспринимаемые пигментами растения. К примеру, вещества, улавливающие световые волны красного сегмента спектра, отвечают за полноценное развитие корней и плодов. На лучи синего спектрального диапазона реагируют пигменты зеленой биомассы растения. Для стимуляции фотосинтеза в листьях нижнего яруса необходимы желто-зеленые световые волны. Еще один важный фактор, который нужно учесть при организации искусственного освещения теплицы, это ультрафиолет. Невидимая, но важная часть светового излучения препятствует излишнему вытягиванию стебля, делает растения устойчивыми к воздействию холода и микроорганизмов. Оптимальная система освещения теплицы должна состоять из приборов с излучением широкого спектрального диапазона – в этом случае светильники будут стимулировать и вегетативное развитие растений, и созревание плодов.
• Экономичность — тепличная система освещения должна иметь оптимальное соотношение мощности и потребления электричества. Энергоемкое осветительное оборудование приводит к значительным затратам на оплату энергии, снижает рентабельность агропромышленного предприятия и сводит на нет все выгоды высокой урожайности.
• Уровень защиты от пыли и влаги (IP) — светильники, защищенные от негативного воздействия внешних факторов, являются лучшим вариантом для тепличных сооружений, где грунт выступает источником пыли, а регулярный полив приводит к высокому уровню влажности. Здесь наиболее подходят приборы с IP67, которые имеют непроницаемый корпус и дополнительную герметизацию элементов освещения и питания.

Тепличные лампы: основные виды

Лампы накаливания — исключены из промышленного применения и пользуются все меньшей популярностью у владельцев частных теплиц. Подобная тенденция обусловлена тем, что лампы накаливания имеют множество недостатков — это высокое потребление энергии, недолговечность (лампы сохраняют работоспособность около 1 000 часов), низкая светоотдача (не более 20 лм/Вт), отсутствие синего излучения. Единственное достоинство — низкая цена — не компенсирует расходы на регулярную покупку новых ламп и оплату электроэнергии.

Люминесцентные лампы — в современных теплицах используются редко. Такие приборы экономичнее ламп накаливания, но имеют свои недостатки — низкий уровень светоотдачи, крупногабаритный корпус (ограничивает доступ естественного света), стробоскопический эффект (мерцающий свет утомляет зрение персонала), трудоемкий монтаж, затратное обслуживание. Но главное, спектральный состав излучения практически не ускоряет роста и развития растений.

Натриевые лампы (ДНаТ) — наиболее распространенный вид тепличного освещения. Благодаря световому излучению красно-желтого спектрального диапазона такие лампы прекрасно подходят для стимуляции цветения, но из-за отсутствия синих лучей их не стоит использовать для развития корнеплодов и наращивания биомассы растений. Преимущества натриевых ламп – высокая светоотдача и долговечность (не менее 20 000 часов). Главные недостатки — неполный цветовой спектр света и тепловой эффект, вызывающий вытягивание стебля, ожоги листьев и цветов (при слишком низком размещении светильников). Кроме того, натриевые лампы отличаются длительным периодом остывания (более 5 минут) — если практиковать немедленное повторное включение, источники света будут быстро перегорать и требовать частой замены.

Металлогалогенные лампы — практически полные аналоги солнечного света в плане спектрального диапазона. Однако это достоинство нивелируется высокой стоимостью приборов и относительно малым сроком эксплуатации (до 10 000 часов — вдвое короче, чем у ламп ДНаТ).

Кроме того, последние три типа ламп относятся к ртутьсодержащим и потому требуют особых условий утилизации.

Светодиодные светильники – выгодная альтернатива вышеперечисленным лампам и лучшее решение для организации тепличных осветительных систем. Среди основных преимуществ таких приборов можно выделить:

• отличное качество света — оптимальный спектральный состав, высокая светоотдача (более 100 лм/Вт), равномерное освещение всей площади теплицы;
• долговечность — современные LED-светильники, оснащенные качественным драйвером, бесперебойно работают более 50 000 часов;
• энергоэффективность — приборы потребляют на 50–70% меньше энергии, чем светильники с газоразрядными и натриевыми лампами;
• отсутствие теплового излучения — свет, испускаемый диодами, не содержит тепловых инфракрасных лучей, которые вызывают перегрев и ожоги растений.

Светильники с различными типами ламп: сравнительные характеристики

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.

Решение от компании «АтомСвет»

В отечественном сегменте светодиодного освещения лидером является компания «АтомСвет». Линейка тепличных LED-светильников AtomSvet ® BIO имеет весомые конкурентные преимущества перед продукцией других российских производителей. Приборы AtomSvet ® соответствуют всем заявленным характеристикам, а главное, их эффективность доказана практическими результатами эксплуатации в коммерческих теплицах, при выращивании таких культур как салат и огурец.

Разработка тепличных светодиодных светильников выполнялась с учетом всех особенностей агропромышленных предприятий. Результатом работы стали светильники с оптимальным соотношением разноволновых светодиодов, которые стимулируют процесс фотосинтеза и ускоряют все этапы развития сельскохозяйственных и декоративных культур.

Тепличные светильники AtomSvet ® BIO: основные преимущества

• Эффективность, доказанная практикой. Светильники были протестированы в ведущих научных центрах страны — в Академии сельского хозяйства им. К. А. Тимирязева (Москва) и в Институте биофизики СО РАН (Красноярск). Как показали исследования, при выращивании салата под светильниками AtomSvet ® и лампами ДНаТ, «светодиодные» образцы превзошли своих оппонентов и товарным видом, и биомассой – листья салата приобрели более плотную фактуру и насыщенный зеленый цвет, а превосходство в массе составило 14,5%. Результаты, полученные учеными, подтверждают и профессиональные тепличники – специалисты агрокомбинатов «Московский» и «Весна».
• Высокое качество освещения. Светодиодные светильники для помещений теплиц дают излучение с широким спектральным диапазоном, который стимулирует процесс фотосинтеза практически у всех видов сельскохозяйственных культур.
• Энергоэффективность. Согласно данным агрокомбината «Московский» светильники AtomSvet ® BIO, установленные над линией для выращивания салата взамен ламп ДНаТ, снизили уровень энергопотребления в 2,5 раза.
• Длительный эксплуатационный период. Светодиоды и драйверы рассчитаны на 50 000 часов бесперебойной работы. Производитель гарантирует, что в течение 5 лет световой поток будет соответствовать всем заявленным характеристикам. Для сравнения: качество освещения классических ламп снижается уже после трех лет эксплуатации.
• Высокий класс защиты от пыли и влаги — IP67. Надежная защита от внешних факторов достигается за счет плотного соединения корпуса и плафона, дополнительной герметизации драйвера и заливки электрических схем компаундом.
• Прочность и надежная антикоррозийная защита. Благодаря анодированному покрытию алюминиевый корпус светильника не ржавеет даже в условиях высокой влажности, а прочный рассеиватель из немецкого поликарбоната Makrolon LED выдерживает сильные удары и другие механические воздействия.

Особенности рынка тепличных светодиодных светильников

Все производители осветительных LED-приборов позиционируют свою продукцию как максимально качественную и надежную. Тем временем, параметры, прописанные в паспортах изделий, могут не соответствовать фактическим характеристикам. Как показывает практика, многие производители дешевой светотехники указывают световой поток только диодов, а не всего светильника. В действительности плафон и оптическая система снижают силу светового потока, поэтому величины, отражающие интенсивность излучения диодов и прибора в целом, даже в теории совпадать не могут.

Часто подвох кроется и в высоких показателях пыле- и влагозащиты. К примеру, негерметичный прибор без дополнительной защиты драйвера и электрических схем не может соответствовать степени защиты IP67, которая необходима для теплиц. В итоге некачественные приборы не выдерживают повышенного уровня влажности и запыленности и быстро выходят из строя.

Но главная проблема дешевых тепличных светодиодных светильников — отсутствие оптимизации по спектру для выращивания тех или иных определенных культур. В итоге такой светильник в лучшем случае, ничем, кроме высокой стоимости, не отличается от натриевого, а зачастую растения, выращенные под такими светильниками, уступают по своим показателям растениям, выращенным под традиционными источниками освещения. Само по себе применение красных и синих светодиодов не гарантирует положительного эффекта — необходим подбор нужного соотношения светодиодов, а зачастую – дополнительное использование светодиодов других цветов. При этом окончательное решение о том, какие светодиоды использовать, какой мощности и в каком количестве дает только тестирование. Этот долгий и трудный путь — но только он гарантирует создание качественного светодиодного тепличного светильника. Вывод: лучше не экономить и сотрудничать с надежными проверенными временем производителями.

Качественная светодиодная система освещения — важная часть рентабельного сельскохозяйственного предприятия. Надежность и эффективность LED-светильников AtomSvet ® BIO подтверждены российскими и международными сертификатами соответствия. Но главное, превосходство приборов над классическими тепличными лампами доказано практикой.

Источник: Компания «АтомСвет»

Источник статьи: http://www.elec.ru/articles/iskusstvennaja-dosvetka-v-teplitsakh-osobennosti-o/