Тонкости светодиодного освещения теплицы и его расчет

Особенности освещения теплиц

Тонкости установки искусственной подсветки для растений во многом зависят от материала укрывных конструкций, сезона и времени суток. Малейшие нарушения агротехнических, а также биологических норм негативно скажутся на количестве соцветий и завязи. Избежать этого помогут нижеприведённые рекомендации.

Важно! Кабели, объединённые в магистрали, желательно подвешивать внутри теплицы по воздуху или по деревянной перекладине. Обязательно проверьте целостность изоляционного слоя, поскольку его нарушение в условиях повышенной влажности может стать причиной короткого замыкания и пожара

Освещение теплицы из поликарбоната

Чтобы создать максимальный комфорт растениям, огороднику нужно:

1. При установке поликарбонатного сооружения учитывать возможности максимального использования солнечного света, сориентировав его на юго-восток.
2. Через каждое полугодие осенью и весной тщательно промывать внешние и внутренние поверхности теплицы дезинфицирующими мыльными растворами. Эти мероприятия позволят природному свету беспрепятственно попадать на листву рассады. Ведь с каждым месяцем количество солнечного ультрафиолета в помещении уменьшается на 15–20%.
3. Планировать посадку растительности таким образом, чтобы непрозрачные элементы конструкции не отбрасывали тень. Их желательно покрасить белой краской, что улучшит рассеяние света. Также в местах, куда попадает больше солнца, не лишними будут светоотражатели (возможны даже самодельные варианты из оклеенных фольгой поликарбоната или фанеры).

Освещение промышленных теплиц

Искусственные источники света просто незаменимы в промышленном производстве цветущих или плодоносящих растений. Ведь именно они позволяют круглогодично использовать тепличные хозяйства, повышая урожайность выращиваемых культур. Такие масштабные конструкции могут иметь в наличии системы инфракрасного освещения и дополнительной синей подсветки. Главными механизмами в них являются установки для обогрева, полива, зашторивания и вентиляции.

Сеть распределения и питания состоит из кабелей, прокладывание которых предусматривает специальные лотки, углублённые в материал конструкции. Управление дополнительными светильниками, на которые возложена функция кратковременной подсветки в определённое время, осуществляется в автоматическом режиме.

Узнайте подробнее, как выбрать лучшую теплицу.

Количество и схема размещения необходимых источников света определяется, исходя из конструктивных параметров теплицы (ширины пролёта, длины, высоты крепления лотков), а также из специфических особенностей растений. Уровень электроосвещения в промышленных конструкциях может соответствовать 6–24 тыс. Лк. Он зависит от светотипа культуры.

Характерно, что 95% современных тепличных хозяйств предпочитают использовать натриевые лампы, а также их зеркальные вариации мощностью от 600 до 1000 Вт. Помимо того, в подобных сооружениях обязательны лампы в центральных проходах и по периметру комплекса для освещения в ночное время.

Освещение теплицы в зимний период

С учётом короткого светового дня в холодное время года владельцам функционирующих теплиц следует обеспечить растениям 12-часовое освещение. При этом нельзя исключать и природный источник света. Время работы дополнительных источников света вычисляется зависимо от особенностей культивируемых саженцев.

К примеру:

1. Паслёновые, тыквенные культуры, огурцы и сладкий перец могут развиваться в условиях короткого светового дня. Если их подсвечивать ежедневно по 12 часов в сутки, период созревания урожая ускорится на 2 недели.
2. Зелень, морковь, свёкла, лук и районированные для северных регионов сорта помидоров могут плодоносить лишь при подсветке на протяжении 13-14 часов в сутки.

Вам будет интересно узнать, как выбрать или сделать своими руками парник из поликарбоната.

Освещение в теплице ночью

Нельзя допускать круглосуточной работы тепличных ламп зимой. Максимально они должны быть включены не более 16 часов. Это ограничение обусловлено биологической особенностью растений. Для удобства желательно оборудовать помещение автоматической системой включения и выключения.

Лед-прожектора для теплиц

В сравнении со светодиодными лампами и полосками лед-прожектора обладают большей мощностью и направленностью светового потока. Сфера их применения – освещение просторных теплиц. Там, где имеется возможность установить на достаточной высоте один светильник, монтируют приборы подобного типа. Модели, специально выпускаемые для сельскохозяйственных целей, могут излучать как одну, так и сразу несколько длин волн:

1. Синяя (450 нм) – ускорение роста зеленной массы растения.
2. Красная (640 нм) – улучшение процесса цветения.
3. Ультрафиолетовая область (380 нм) – уничтожение вредителей и профилактика болезней.
4. Инфракрасный диапазон (более 700 нм) – поддержка и обогрев культур в холодное время года.

Светодиодные прожектора производятся в стандартном исполнении или специальном. В первом случае они продуцируют только излучение в видимом диапазоне длин волн (красном и синем), во втором – в дополнение в ИК- и УФ-сегментах спектра. При этом независимо от модификации, как и лампы и ленты они должны иметь высокий индекс защиты от влаги – как минимум IP65.

Определение количества ламп для подсветки

Многие сегодня предпочитают делать led светильники для теплиц своими руками. Но перед тем, как приступать к работе, необходимо провести расчет. Если расчет был неверным, то созданная своим руками светодиодная подсветка принесет следующие негативные моменты:

• при недостаточности светового потока, растения будут медленно развиваться;
• при избытке света, посадки будут перегреваться и плохо плодоносить.

Расчет основывается на следующих показателях:

• тип источника света (светодиодные, ультрафиолетовые, инфракрасные и т.д.);
• размеры помещения, которое необходимо осветить;

Габариты теплицы

тип выращиваемых культур.

Для led осветительной продукции расчет основывается на таком соотношении: 25Вт/м2. Исходя из этого соотношения, можно достаточно быстро рассчитать необходимое количество ламп для данной конкретной теплицы.

Преимущества использования светодиодной продукции для подсветки теплиц

Наиболее популярными источниками света на данный момент является светодиодная продукция. Такие изделия сегодня очень часто используют для освещения теплиц. Такая популярность светодиодов основывается на следующих положительных моментах:

наиболее экономный источник света. Такие изделия потребляют самое минимальное количество электроэнергии. Поэтому на вашем кошельке данный тип продукции скажется не слишком заметно;

Энергопотребление разных типов лампочек

Светодиодная лента

• возможность использовать как лампочки, так и светодиодные ленты;
• возможность создать светодиодный светильник своими руками, особенно при использовании светодиодной ленты с разными диодами по типу свечения;
• такие изделия практически не нагреваются. Поэтому их можно использовать на самом минимальном расстоянии от растений;
• отсутствие времени, идущего на разогрев. Такого рода светильники после включения зажигаются моментально;
• устойчивость светодиодной продукции к низким температурам. Поэтому такие лампы эффективно будут функционировать в теплицах;
• изделия, работающие на небольшом напряжении. Кроме этого данный тип светильников способен без сбоев в работе переносить неустойчивый поток напряжения;
• длительный период работы. Данный аспект касается как светодиодной ленты, так и led лампочки. Срок службы такой продукции составляет около 50 000 часов;

• устойчивость продукции к вибрациям и встряхиваниям;
• создают рассеянный световой поток. Благодаря этому такие лампы способны эффективно освещать достаточно большую площадь.

Несмотря на такой внушительный перечень достоинства, светодиодные изделия имеют один значительный минус – их стоимость по сравнению с другими типами источников света (ультрафиолетовые, инфракрасные и т.д.) стоят наиболее дорого. Но купив такой светильник и создав качественное освещение в теплице, вы очень быстро получите дивиденды в виде отличный фруктов и овощей.

Освещение для разных видов теплиц

Можно выделить 3 вида теплиц: поликарбонатные, промышленные и зимние.

Поликарбонат – это качественный укрывной материал, который активно используется в парниках. Он обладает высокой светопропускной способностью и неприхотлив в уходе. В поликарбонатную теплицу нужно устанавливать несколько типов ламп. Обычно используется следующий свет для теплицы:

• лампы накаливания – они дают излишнее облучение, которое может негативно повлиять на растения;
• ртутные – дополнительно нагревают помещение;
• натриевые – отличаются высокой светоотдачей и желто-оранжевым спектром, благоприятным для растений;
• люминесцентные – лучший вариант для теплиц, хорошо взаимодействуют с УФ лампочками;
• галогеновые – точно повторяют спектр естественной подсветки;
• светодиодные – дают высококачественный синий и красный свет.

В промышленных теплицах используются специальные лампы с высоким КПД и качественным светом. Обычно применяются натриевые источники света.

Зима отличается непродолжительным световым днем. Солнечного света становится недостаточно, поэтому нужно правильно подобрать осветительное оборудование. Основными критериями являются длительность и мощность подсветки.

Промышленная

Зимняя

Поликарбонатная

Важно учесть и площадь парника. Свет должен быть равномерным по всей теплице, поэтому можно использовать светильники со светоотражающими рефлекторами

По виду лампочек применяются ртутные, натриевые, люминесцентные (идеальны для зимнего освещения), металлогалогенные, светодиодные источники.

Особенности светодиодных светильников

Светодиодные светильники предоставляют растениям необходимый для их развития свет, преобразовывающийся в волны различной длины. Таким образом, флора теплиц поглощает только тот спектр излучения, в котором больше всего нуждается.

Кроме того, излучения светильников максимально приближено к естественным солнечным лучам. В их спектр входят только полезные для роста растений волны.

В перечень значимых преимуществ так же включены:

• Стабильность заданного освещения на протяжении необходимого времени.
• КПД светодиодов превышает отметку в 80%.
• В спектре отсутствуют ультрафиолетовые и инфракрасные волны.
• Высокие показатели экологичности.
• Освещение растений теплиц только волнами определенного спектра.
• Сравнительно низкий уровень энергозатрат по сравнению с другими видами освещения.

Единственным минусом применения светодиодных светильников в теплицах является его относительно высокая стоимость. Не каждый фермер готов отдать за подсветку от 200 до 1500$ (в зависимости от площади помещения).

Лампы накаливания

Любая круглогодичная теплица нуждается в правильном освещении и отоплении, обычно для этого используются классические лампы накаливания. Они не только обеспечивают необходимый уровень дополнительного искусственного света, но и подогревают воздух. Однако подобный вариант нельзя назвать выгодным с экономической точки зрения — для большого сооружения расходы электроэнергии будут слишком большими.

Освещение теплицы лампами накаливания

Кроме того, спектр в 600 нм при избытке становится довольно опасным, так как он лает слишком большое количество лучей оранжевого, красного, инфракрасного спектров. Растения могут получить серьезные ожоги и погибнуть, особенно это касается рассады, молодых растений, листья которых начинают деформироваться, а стебли — сильно вытягиваться.

Но при умеренном использовании отопительная функция ламп накаливания и спектр в 600 нм являются полезными, а в некоторых случаях даже необходимыми.

Какое освещение должно быть в теплице

Растения воспринимают свет не так как человеческий глаз, им нужен красный сегмент спектра для цветения, развития плодов, корней, длина волн от 600 до 700 нанометров. Синяя область с длиной волн в диапазоне 400-500 нм способствует вегетативному росту. Растения для развития и созревания нуждаются в солнечном свете, следовательно, в теплице следует создать именно такой спектр.

Полезный спектр, способствующий выращиванию обильного урожая

Монохромное искусственное освещение теплиц создает стрессовые условия для выращивания тепличных культур: овощи, фрукты меняют вкус, теряют многие полезные свойства, порой могут быть непригодны в пищу. Цветы же растут быстрее, монохром способствует более яркой, насыщенной окраске. Одно из важных условий хорошего урожая – обеспечение в теплице полноценного солнечного освещения:

• Фиолетовые, синие лучи благоприятно влияют на фотосинтез, растения крепнут, быстро растут.
• Желтый, зеленый сегмент – угнетают фотосинтез, растения неестественно вытягиваются, болеют.
• Оранжево-красный — обеспечивает благоприятные условия для цветения, развития плодов, но избыток лучей приводит к гибели урожая.
• Ультрафиолет создает условия, способствующие накоплению витаминов, повышает устойчивость к холодам.

Полезный совет: Если теплица пристроена к зданию, с одной стороны глухая, то поверхность рекомендуется отделать светоотражающей пленкой, чтобы создать максимально комфортные условия для растений. 

Предлагаем видео, где подробно рассказано, как влияет цвет на рост и развитие растений.

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.

Светодиодное освещение для теплиц и его достоинства

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.

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:

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. Интенсивность: в сравнении с другими видами ламп, светодиоды обеспечивают стабильно высокую интенсивность светового потока, которая позволяет активизировать процессы фотосинтеза; Высокая продолжительность работы: в среднем, одна светодиодная лампа может беспрерывно светить до 80 тысяч часов, а некоторые модели и больше

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

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).

Рисунок 2. Устройство LED светильника

Кроме того, подобные лампы считаются экологичными, так как после завершения срока их службы не нужно проводить специальную утилизацию, а все сгоревшие элементы светильника можно легко заменить на новые. При этом следует учитывать, что LED-лампы стоят дорого, и обладают направленным излучением, поэтому для освещения большой площади понадобится большое количество точек с лампами

Светильники ДНаТ – это натриевые лампы, свет которых принадлежит преимущественно к красному диапазону спектра, который идеально подходит для растений в фазе цветения и плодоношения. Однако следует учитывать, что в свете таких ламп практически не содержатся лучи синего спектра, поэтому их применение на этапе роста рассады и наращивания зеленой массы практически не имеет смысла.

Также следует учитывать, что такие светильники отличаются высокой мощностью и коэффициентом рассеивания, но при этом обладают низкой световой отдачей. Кроме того, большая часть энергии в ДНаТ лампах уходит на их непосредственный нагрев, что, соответственно, нарушает микроклимат теплицы.

Но основным недостатком ДНаТ ламп в сравнении со светодиодными светильниками является непродолжительный срок службы. Уже через полтора-два года они начинают тускнеть и их приходится менять. При этом следует учитывать, что в подобных изделиях содержится ртуть, и для их утилизации требуются специальные условия (рисунок 3).

Особенности светодиодных светильников

В естественных условиях растение подсвечивается солнечных светом, представляющем собой набор излучения семи различных цветов. В отличие от них лампы, применяемые для искусственного освещения, работают в достаточно узком диапазоне спектра. Например, традиционные лампочки накала характеризуются температурой порядка 2800К, в то время как Солнце продуцирует световой поток в 5000К.

Это нельзя не учитывать при выборе светильников для теплиц, в том числе светодиодного типа. Чем ближе светотехнические характеристики освещения будут ближе к натуральным, тем больше пользы получат культуры. Кроме того, на разной стадии развития растениям требуется излучение конкретной части спектра. Например, в период вегетации это синий оттенок, а во время цветения и набора массы – красный.

В обеспечении наилучшего освещения в условиях теплицы в настоящий момент времени существуют светодиодные лампы и другие светильники этого вида. С их помощью можно создать экономную, яркую и насыщенную цветную подсветку. Особенно удобен RGB-вариант лед-полосок. С их помощью можно переключать оттенок излучения в соответствии с заданной программой. К тому же led-элементы отличаются оптимальным соотношением между синим и красным цветом.