Как организовать ис­кусственное освещение­ теплицы

Расчет светодиодного освещения теплицы

Для расчета необходимого количества светодиодных ламп необходимо учитывать их световой поток, а так же расстояние между осветительным прибором и растениями.

Если требуется рассчитать световой поток, необходимый для растения,  развитие которого происходит при рассеянном свете, нужно взять 3000 лк на кв. м.

В результате, если лампа обладает освещенностью в 500 лм и вам требуется произвести расчет на 1 кв. м. освещения при расстоянии от прибора до растения в 30 см, по выведенной на практике формуле:

В нашем примере, освещенность составит 500/(0.3*0.3) = 5555 лк.

• 500- освещенность лампы;
• 0,3 – расстояние, приведенное в систему СИ;
• 0,3 – значение необходимой освещенности на кв. м., переведенное в систему СИ.

Учитывая, что потери при заданном расстоянии от прибора к растению составляют 30%, получаем примерное значение в 3890 лк. Получается, что для растений любящих рассеивающий свет достаточно 1 лампы мощностью 10 Вт на кв. м.

Нормы и требования

Следует отметить, что все представители растительного мира по-разному реагируют на воздействие светового излучения. Также спектр излучения будет стимулировать различные функции у произрастающих культур, поэтому вам необходимо учитывать длину излучаемых волн, лежащих в ультрафиолетовом или инфракрасном спектре:

• Ультрафиолетовый спектр от 300 до 400 нм – пригодиться для удаления вредоносных микроорганизмов из теплицы, но может использоваться исключительно в профилактических целях. Длительное воздействие окажется губительным для флоры.
• Фиолетовый 400 – 430 нм – позволяет укрепить ствол и повысить устойчивость к внешним погодным факторам.
• Синий спектр 440 – 460 нм – способствует росту как корневой системы, так и листьев, повышает фотосинтез выращиваемых в теплице культур.
• Зеленый 500 – 600 нм – не несет практической пользы для обитателей теплицы, если установить только такие модели приборов освещения, может погибнуть весь урожай.
• Желтый 600 – 620 нм – стимулирует вытягивание растений, что подходит далеко не всем культурам, к примеру, актуально для декоративных деревьев, кустарников и прочих. Но бесполезно для плодоносящих или цветущих.
• Красный спектр 620 – 700 нм – под его воздействием стимулируется выработка углеводов и их дальнейшая транспортировка, что приводит к быстрому развитию плодов или цветоносов.
• Инфракрасное излучение от 780 нм и более приводит к наращиванию температуры растений, что может погубить урожай в теплице.

Выбор конкретного спектра ламп для искусственного освещения производится в соответствии с сортом выращиваемой флоры и требуемого результата. На практике лампы освещения могут содержать сразу несколько спектров, что расширяет их функциональность. Но это относится далеко не ко всем устройствам освещения, поэтому необходимо внимательно изучить особенности влияния световых приборов на микроклимат теплицы и состояние ее обитателей.

Влияние света на культуры

Оправдано ли изготовление фитолампы своими руками?

Сразу оговорюсь, что наша попытка самостоятельно собрать светодиодную фитолампу окончилась неудачей. Тем не менее, негативный опыт тоже бывает полезен, поэтому коротко расскажу историю наших экспериментов. Почти все детали для будущего светильника мы заказали на популярном сайте товаров из Китая.

Для сборки светодиодного фитосветильника нам потребовалось: светодиоды по 3 Вт (красные и синие), драйвер питания с выходящей мощностью от 54 до 105 Вольт, алюминиевая пластина, клеммы на провода, провод с вилкой и выключателем, деревянная рейка, провода 5 метров, термостойкий клей.

Не буду подробно останавливаться на том, как мы, абсолютные гуманитарии, дважды устроили короткое замыкание при попытке включить новоиспеченный светильник. Отмечу лишь, что готовая лампа успешно работала не больше двух недель, после чего светодиоды начали гореть один за другим и требовали постоянной замены.

Причина этого заключалась в том, что в процессе работы диоды нагревались до критической температуры, а для успешной работы этому типу лампочек рекомендуется устанавливать охлаждение (кулер). Дополнительным негативным фактором у нашей лампы оказалось то, что металлические планки со светодиодами были размещены на деревянном каркасе, а дерево не обеспечивает достаточный теплоотвод. Возможно были и другие ошибки, о которых не просто догадаться гуманитариям.

Конечно же каждая ситуация индивидуальна, но я бы не советовала самостоятельно собирать лампу людям без технического образования или не имеющим опыта в области электрики. В частности, в нашей ситуации сработал известный принцип «скупой платит дважды». Денежные средства ушли не только на закупку деталей для сборки неудачного варианта лампы и обновление регулярно сгорающих светодиодов, но и на последующую закупку готовых осветительных приборов.

В настоящее время мы освещаем рассаду фитолампами «Osram Fluora», а также бытовыми лампами дневного света в комбинации со светодиодными лентами.

Правильная фитолампа — выбираем осветительный прибор для досветки растений — советы и рекомендации для дома и огорода от BigSovets.ru

Какое освещение должно быть в теплице?

Наилучшим образом на рост растений влияют красные и синие лучи света.

Влияние света на рост растения

Но культур нельзя лишать естественного освещения. Из-за этого вкус плодов ухудшается, они даже могут быть несъедобны. Освещение лучами одного цвета полезно лишь для цветов – они становятся ярче и красивее. Ниже приведено влияние разных лучей на растение:

• использование синих лучей для парника улучшает процессы фотосинтеза;
• освещение зелеными и желтыми лучами приводит к деформированию формы и изменению толщины стеблей;
• на процессы цветения благоприятно влияют красные и оранжевые лучи, правда если их слишком много, растение со временем может погибнуть;
• влияние ультрафиолета полезно – в листьях формируется больше витаминов, кроме того, растение начинает хорошо противостоять холодам.

Красные и синие лучи в теплице

Чтобы установить правильное освещение, а в дальнейшем получить хороший урожай, обязательно учитывайте следующие правила:

1. Нельзя применять освещение лучами только одного цвета. Применение инфракрасных или ультрафиолетовых лучей в течение длительного времени может негативно сказаться на урожае.
2. Экспериментальным методом необходимо определить наиболее подходящее расстояние от источника света до листьев.
3. Соблюдайте нормы освещения. Изучив специализированную литературу, узнайте, какое оптимальное освещение необходимо для каждого сорта культур. При организации подсветки обязательно учитывайте эту информацию.

Особенности освещения теплиц

При коротком дне, особенно зимой, возникают проблемы с выращиванием культур:

• Рассада растет медленнее, а плоды созревают на 2-3 недели позже обычного.
• Урожайность падает на 25-30%.
• Себестоимость овощей увеличивается.

Существует два метода досвечивания:

1. Дневное, когда светильники включены на несколько часов утром и вечером, пока продолжительность дня не увеличится до 10-12 часов. Применяется обычно зимой.
2. Круглосуточное, если строение расположено в глубокой тени. Используется для контроля режимов работы ламп, а также в случае полной замены солнечных лучей.

При организации освещения в теплице необходимо учитывать следующие моменты:

• На фотосинтез влияет интенсивность излучения, а также его спектральный состав, время работы ламп.
• Для растений «длинного дня» следует увеличить время искусственной подачи света до 12-16 часов. В противном случае они могут не зацвести.
• Для культур «короткого дня» длительное освещение вредно, оно может навредить развитию овощей. Оптимальной срок работы лампы для таких культур не превышает 10 часов.
• Для «нейтральных» растений соотношение света и темноты не имеет значения, но их рост и развитие зависят от графика включения ламп.
• Растения имеют различную чувствительность к спектру. Каждый его цвет оказывает определенное влияние на посадки. Используя разные оттенки на всех стадиях развития, можно эффективно влиять, например, на их рост. Ультрафиолет повышает количество витаминов в растениях, предупреждает их вытягивание. Синий свет улучшает процесс фотосинтеза. Зеленый ухудшает фотосинтез. Если его слишком много, стебель удлиняется, листья утончаются. Красные и оранжевые лучи обеспечивают нормальный процесс фотосинтеза, увеличивают зеленую массу.
• Чтобы овощи были полноценными, необходим полный спектр, а не монохромное освещение. Сразу можно сказать, что изделий, полностью воссоздающих солнечный свет, не существует. Для этого придется использовать несколько светильников различных характеристик.

Применение световодов для освещения теплиц

Оценим насколько использование световодов может снизить потребность в электричестве для освещения закрытой теплицы.

Освещение теплиц с применением световодов

Для приема света используем LCP панели под углом 35 градусов с ориентацией на юг.

Для транспорта света — прямоугольные зеркальные трубы: шириной 0.9м, высотой 0.5м, длиной 6м, количество труб 6.

Площадь приема света:

Суммарная суточная солнечная радиация на плоскость под углом 40° =

4422Квч/сут/м2 или PPFD = 370 μмол/с/м2.

Поток фотонов через площадь приемников:

При общей эффективности световода в 30%, поток фотонов в теплицу:

Доля потока фотонов световода от требуемого потока фотонов:

Таким образом, использование световодов снижает расходы на электроэнергию на 6%.

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.

Это интересно: Подсветка садовых дорожек своими руками: рассматриваем подробно

Основные условия для выращивания укропа в домашних условиях

– Прежде всего, это правильно выбранный сорт и качественные семена

– Посуда для выращивания должна подходить по размеру. Первая попавшаяся не всегда пригодна.

– Дополнительная подсветка в зимнее время.

– Регулярный и правильный уход.

Как видите – ничего особенного и запредельного. Не сложнее выращивания самых простых комнатных цветов.

Теперь подробней о каждом из пунктов.

Выбор подходящего сорта и подготовка семян укропа

Торговая сеть нам предлагает огромное количество семян, но основное, что нам важно знать и чем руководствоваться при их покупке – сроки их созревания. Условно сорта разделяются на ранние, среднего срока созревания и позднеспелые. Повторюсь, ассортимент сортов достаточно велик, и какой сорт выбрать решать вам

Сроки же созревания укропа примерно такие:

Повторюсь, ассортимент сортов достаточно велик, и какой сорт выбрать решать вам. Сроки же созревания укропа примерно такие:

Раннеспелые – созревают до 45 дней (зачастую раньше). Но имеют существенный недостаток. Очень быстро теряют товарную кондицию, вытягиваются, зацветают. Да и зеленой массы образуют меньше. Сорта для примера: Грибовский, Раннее чудо, Гренадер.

Среднего срока созревания. Такой укроп созревает несколько дольше. Дней на 10 – 15. Он более качественный. Зелени дает больше. Это – Ришелье, Амбрелла, Кибрай.

Позднеспелые. Это самые лучшие сорта для выращивания укропа на подоконнике, да и в огороде тоже. Зреет он относительно долго, 60 – 70 дней. Но качество его значительно выше. Он долго не теряет своей товарной ценности. Постоянно образовывает молодые побеги с обильной ароматной зеленью. К ним относятся сорта Буян, Русский, Амазон.

Если хотите, что бы у вас всегда был свой укроп, то целесообразно купить по пакетику каждого из сортов и высадить их по отдельности.

Перед посевом, семена укропа надо подготовить. Подготовка заключается в замачивании их в самой обычной теплой воде на сутки – двое. Рекомендуется менять воду каждые 12 часов. В результате такой подготовки мы не только «разбудим» семена, но и отбракуем непригодные. А такие будут, они не опустятся на дно емкости, а будут плавать на поверхности воды. После этого все пригодные семена желательно замочить часов на пять в бледном растворе марганцовки для обеззараживания. После всех этих процедур, семена укропа просушиваются.

Выбор емкости для посадки

Прежде всего, эта емкость должна быть достаточно глубокой. Корни укропа уходят глубоко в землю, и в мелкой посуде им будет тесно. Если позволяет место, то лучше использовать контейнеры для балконного выращивания цветов, но подойдут и обычные цветочные горшки объемом 2 литра или больше. Хорошо подходят для этого пластиковые технические горшки

Они и недорогие, и имеют хорошие дренажные отверстия, что немаловажно. Наличие хорошего дренажа, обязательное условие для выращивания укропа на подоконнике

Земля для посадки укропа

Условия выращивания укропа в домашних условиях несколько отличаются от выращивания в открытом грунте. Поэтому и земля, взятая с огорода, не совсем подходит для этих целей. Ее можно использовать, но слегка модифицировать, облегчив таким же количеством почвы для декоративно – лиственных комнатных растений. Желательно обогатить смесь перегноем (парниковой землей).

На дне емкости обязательно создайте хороший дренажный слой из керамзита (можно использовать глиняные черепки, дробленый кирпич или пенопласт). Оптимальная высота дренажного слоя 2 сантиметра.

Лампы для теплиц

Подробнее следует остановиться на лампах, которые присутствуют в продаже в большом количестве. Здесь можно дать лишь характеристику существующих приборов, выбирает каждый в отдельности и руководствуется тем, что наиболее приемлемо в каждом отдельном случае.

Лампы накаливания

Данные лампы,довольно неплохо освещают теплицу, но и еще подогревают воздух. У них довольно высокое потребление энергии и имеют световой спектр порядка 600-т номиналов. Это не сильно благоприятно для растений, но и не критично.

• Они много излучают оранжевого, красного и инфракрасного излучения. При длительной работе такого освещения стебли выращиваемых растений сильно удлиняются, деформируется листва. Побеги могут перегреться или получить ожог.
• Освещенность рассады в теплице с применением таких ламп не допускается. Так же не следует выращивать огурцы и помидоры;
• Освещение для парников с применением таких ламп прекрасно подойдет для лука, петрушки и многих других зеленых культур. Саму лампу в этом случае следует закреплять на расстоянии 50-ти см от растения. Досвечивание должно проводиться от 6 до 18 часов (это без наличия естественного освещения).

Ртутная лампа высокого давления

Лампы такого типа довольно быстро нагреваются, но это не самый большой их недостаток. Они обладают довольно большим излучением ультрафиолетовых лучей при ближнем спектре распространения.

Внешний вид ртутной лампы высокого давления

Люминесцентные лампы экономные

В целом эти лампы довольно благоприятны для теплиц. Они отличаются большой долговечностью, невысокой стоимостью, но обладают не большой теплоотдачей. По такому принципу работают и лампы для теплиц, но они смогут осветить значительно меньшую площадь.

Образцы люминесцентных ламп

Монтаж таких ламп производится либо в горизонтальном положении при помощи прямоугольной арматуры, либо в вертикальном варианте с применением специальных корпусов.

Лампы натриевые высокого давления

Это достаточно экономный вариант освещения. Они обладают высокой светоотдачей уже при мощности в 400 Вт. При освещении теплицы создается монохроматическое световое поле, которое имеет желто-оранжевый свет.

Прекрасно имитирует естественное солнечное освещение. Но они слабы в синей части спектра, который важен для вегетативного роста посаженных растений.

Металлогалогенные лампы мощные

Обладают довольно широким спектром излучения и большим диапазоном мощности. По праву считаются идеальным вариантом для теплицы. Их свечение максимально приближенно к солнечному.

Только они не отличаются долговечностью, при большой стоимости. Часто встречаются ограничения по положению горения, и это не очень удобно для применения.

Светодиодные лампы для освещения

При помощи этой подсветки можно освещать растения лишь одним видом света, красным или синим, есть возможность и комбинировать свет. Они обладают высокой стоимостью, но незначительным потреблением электроэнергии.. Но именно на белые светодиоды возлагают надежды ученые в данное время. По ним и ведутся сейчас серьезные работы и исследования.

Первыми начали испытывать светодиодные лампы в теплицах в Дании. Используя 50 000 светодиодов, экономия составила порядка 40-ка процентов. При этом рост растений происходил более интенсивно. С применением таких ламп в теплицах промышленного типа стали меньше использовать химикаты, которые регулируют рост растений.

Монтаж светодиодных светильников выполняется традиционным способом, в линейных системах, которые монтируются при помощи гибкого троса. Так можно в нужное время регулировать ориентацию и высоту светильников.

Рекомендации

• Растения поглощают только часть диапазона излучения света, волны которые имеют длину 400-700 нм. Но все таки следует учитывать, что ультрафиолетовое и инфракрасное излучение тоже влияет на рост растений в теплице.
• Можно выделить два вида освещения: фотопериодическое и подсветка постоянного типа. Применение зависит от выращиваемых культур.
• Лампы натриевые высокого давления, не являются идеальными для применения в теплице. Следует выбирать различные источники света, все зависит от типа выращиваемой культуры.
• Не следует экономить на качестве оборудования для освещения, хорошее оборудование позволит обеспечить наилучшие условия и равномерное освещение растений.
• При выполнении монтажа освещения следует соблюдать правила техники безопасности и пожарные нормы.

Освещение для парника практически такое же, как и для теплицы. Не пренебрегайте качеством осветительных приборов и урожай порадует вас.

Выбор типа ламп для освещения теплицы

Современный рынок осветительного оборудования предоставляет довольно широкий выбор моделей ламп, отличающихся принципом действия. Поэтому перед началом организации освещения в теплице вы должны разобраться с целесообразностью использования конкретного типа.

Лампы накаливания

Лампа накаливания

Представляют собой самый дешевый вариант приборов освещения, но применять их для теплиц крайне нецелесообразно. Во-первых, спектр ламп накаливания будет уместен лишь на этапе набора массы. Во-вторых, огромный процент израсходованной электроэнергии будет уходить на выделение тепла, что уместно для обогрева теплицы. В-третьих, температура от ламп накаливания способна разрушать поликарбонатные теплицы и даже может оставлять ожоги на саженцах. Также обладают низкой светоотдачей – порядка 5 – 8 Лм/Вт.

Натриевые

Натриевые лампы

Натриевые лампы обладают куда лучшей светоотдачей, чем лампочки Ильича, в пределах от 80 до 130 Лм/Вт, что выходит значительно экономнее. Однако температура внутренней трубки в них достигает 1300°С, а наружная колба свободно разогревается до 400°С, поэтому рассчитывать освещение на основе натриевых приборов нужно с учетом расстояния до побегов. Также одним из недостатков является один световой спектр, пригодный для процесса плодоношения.

Ртутные

Ртутные лампы

Ртутные лампы выделяют не такой мощный поток освещения, как натриевые. А выделение света происходит за счет ионизации паров ртути,  которые в случае разгерметизации колбы моментально окажется в окружающем пространстве, что крайне неблагоприятно отразиться на состоянии растений и пригодности дальнейшего употребления в пищу их плодов. К преимуществам ртутных светильников относят простоту монтажа и хорошие эксплуатационные параметры.

Металлогалогенные

Металлогалогенные

Обладают хорошим спектром свечения среди газоразрядных ламп, хорошо зарекомендовали себя на этапе выращивания рассады, когда культуры в теплице развиваются и входят в стадию активного роста.

Существенными недостатками металлогалогенных приборов освещения для теплиц являются:

• высокая себестоимость;
• влияние качества напряжения на светопередачу;
• быстрый выход со строя в случае нарушения условий подключения.

Светодиодные

Светодиодные лампы обладают отличной светоотдачей – в пределах 80 – 120 Лм/Вт, также они способны выдавать любые диапазоны спектра, в зависимости от установленных в них кристаллов. Многие производители комбинируют в рамках модуля одной лампы сразу несколько светодиодов с красным, синим или желтым цветом. Такой шаг делает светодиодный светильник в теплице универсальным, как для всходов семян, так и для их дальнейшего развития и плодоношения.

Светодиодное освещение

Весомым преимуществом является хорошая световая мощность и интенсивность светового потока при низком потреблении электроэнергии. Также светодиодные лампы не боятся разгерметизации колбы и способны светить около 30 000 часов. Единственным недостатком для них является относительно высокая цена, но она с лихвой окупается за годы эксплуатации.

Галогенные

Галогенные лампы

Представляют собой разновидность газоразрядных ламп, содержащих пары брома и йода в колбе. Характеризуются монохромным свечением, приемлемым для локального освещения теплицы, спектр максимально приближается к солнечному свету. Однако галогенки боятся прямого прикосновения руками и попадания на них капелек влаги, поэтому такие приборы освещения требуют дополнительной защиты при монтаже и во время работы. Отличаются непродолжительным сроком эксплуатации, но и невысокой себестоимостью.

Люминесцентные

Люминесцетные лампы

Отличаются хорошей светоотдачей – в пределах 25 – 50 Лм/Вт и продолжительным сроком эксплуатации, в сравнении с лампами накаливания. Люминесцентные лампы обладают подходящим спектром для выращивания рассады и укрепления побегов. Недостатком этого прибора освещения является газонаполненная трубка, содержащая пары ртути, взаимодействие которой с растениями крайне нежелательно.