Светодиодное освещение теплиц. Правильный расчет освещения

Для выращивания растений зимой, важно не только создать нужный микроклимат: температуру и влажность, но и организовать правильное освещение теплицы. Из-за удлинения темного времени суток, короткого светового дня для здорового роста культур становится явно недостаточно. Чтобы уберечь растения от болезней, увеличить сроки созревания, повысить урожайность устанавливают специальные светодиодные лампы, излучающие свет в требуемом спектре.

Все большее распространение получают светодиодные светильники для теплиц. Они обладают рядом преимуществ перед своими предшественниками: неоновыми газоразрядными, нитридными или люминесцентными подсветками.

Светодиодное освещение теплиц

О достоинствах LED-излучателей, их особенностях и пойдет речь ниже. Кроме этого, приводятся рекомендации по расчету.

Преимущества освещения теплиц светодиодами

Основной плюс светодиодного освещения теплиц заключается в возможности создания необходимого баланса синего и красного спектра, что делает их использование универсальным решением для всех видов культур и цветочных растений. Конструктивно это выполнятся совмещением излучателей разного типа в одном корпусе.

К другим положительным характеристикам светодиодов для теплиц относят:

Низкое энергопотребление;
высокая интенсивность светового потока, в сравнении с другими типами ламп;
долгий срок службы, до 80 тысяч часов и более;
КПД от 95%;
низкая пульсация;
безопасность для человека и окружающей среды: LED не излучает ультрафиолета, не вырабатывает озона и не содержит ртути и других вредных веществ.

Светодиодный светильник для теплиц

Значение света для растений

Главными условиями для развития любой растительности являются тепло, свет и вода. В силу этих биологических особенностей вегетативные процессы невозможны при коротких зимних днях. Дело в том, что природный или искусственный свет даёт стеблям энергию для роста.

Таким образом из простейших молекул возникают целые цепочки органических реакций. Фотоны лучей при попадании на поверхность листвы запускают биохимическое взаимодействие её составляющих, в результате чего происходит нарастание корневой системы и надземной биомассы культуры, то есть фотосинтез.

Знаете ли вы? Цвет биомассы растений обусловлен тем, что в процессе роста они отражают зелёный свет и впитывают лучи прочих цветов для фотосинтеза. Если поместить растущий стебелёк под зелёную лампу, он увянет.

Последствиями дефицита света для растений могут быть:

истончение и вытягивание черенков;
хрупкость и ломкость;
деформация листьев;
торможение роста;
пожелтение прикорневых слоёв биомассы.

В силу этого цветоводу или огороднику, который обзавёлся теплицей, следует заранее обустроить искусственную подсветку. Ведь без неё невозможна закладка бутонов и плодов. При этом важно ориентироваться на светотип выращиваемых культур.
Они бывают:

Короткого светового дня. Это растения, пришедшие в наши широты из тропиков и субтропиков. Для формирования их цветоносов важно, чтобы продолжительность ночи длилась не менее 12 часов. К этому типу относят: огурцы, фасоль, баклажаны, болгарский перец, кабачки, дыни, томаты, базилик, тыкву, кунжут и др.
Длинного светового дня. Сюда попали представители флоры, характерной для северных и умеренных широт. Полноценно они могут развиваться лишь при суточном освещении продолжительностью не менее 13-14 часов — в противном случае будет наблюдаться интенсивное наращивание биомассы без цветения и плодоношения. Речь идёт о сельдерее, брюкве, свёкле, моркови, картофеле, капусте, луке, редьке и редисе, салате, шпинате, укропе, петрушке, пастернаке и др.
Нейтральные. Отличаются активной бутонизацией и образованием завязи без ярко выраженной зависимости длительности дня и ночи. В эту группу зачислены: большинство районированных для средних широт сортовых и гибридных культур.

Знаете ли вы? Столетняя лампа в одной из пожарных частей Калифорнии непрерывно горит с 1901 года и считается самой долговечной в мире.

Устройство светодиодного осветителя

Светодиодные лампы для теплиц состоят из полупроводниковых излучателей красного или синего спектра, собранных в одну цепь. В небольших светильниках фитодиоды соединяют последовательно, в крупных – последовательно-параллельно. Поскольку мощные LED-элементы при работе сильно нагреваются, их помещают на радиатор-теплоотвод – дюралюминиевую пластину. Подробнее про расчет и изготовление радиаторов для светодиодов.

Питание осуществляется через драйвер – устройство, снабженное импульсным выпрямителем напряжения и ограничителем тока (как сделать драйвер). Некоторые модели также оснащают микроконтроллером, с помощью которого происходит управление светильником: задается время включения и выключения или настраивается интенсивность светового потока.

Все компоненты освещения помещают в герметичный корпус. С рабочей стороны устанавливают прозрачный рассеиватель из оптического поликарбоната (как сделать рассеиватель). Подключение к сети производится напрямую, с помощью силового кабеля, без промежуточного оборудования.

Конструкция тепличного LED светильник

Хорошее сравнение светодиодных ламп для освещения теплиц:

Как правильно распорядиться освещением

Согласно исследованиям, в период активного цветения рекомендуется красный свет, а для роста подойдет синий. Но это не значит, что растения должны остаться без естественного света. Искусственное освещение в период длительного воздействия вызывает негативные перемены у растений, способствует стрессу. Поэтому хозяину стоит заранее побеспокоиться о правильном планировании теплицы, и тогда зимой можно будет собрать отличный урожай огурцов и помидоров.

Опытные хозяева советуют не оставлять лампы включенными круглые сутки, ведь 6 часов вполне достаточно для растений. Другие советы по улучшению условий тепличного развития можно прочесть на форумах.

Расчет светодиодных светильников для теплиц

Если предполагается самостоятельная организация искусственного освещения, перед проектировкой и расчетами, следует учесть следующие данные:

Высота размещения светильников;
мощность используемых ламп;
сорт выращиваемого растения – требуемая интенсивность освещения для разных видов культур неодинакова;
площадь освещаемого участка.

Зная эту информацию, можно переходить к вычислениям. Для расчета светодиодного освещения теплиц используют упрощенную формулу:

F = (E * S) / КИ

В этой формуле F — интенсивность светового потока, Лм; E — уровень освещенности, Лк; S — площадь освещаемого участка, кв.м; КИ – коэффициент использования светового потока. Значение коэффициента равно 0,4 для систем с внешним отражателем и 0,8 – с внутренним.

Пример расчета тепличного освещения

Поскольку в нашем случае производится освещение теплиц светодиодными лампами, расчет будет предполагать использование стандартную зависимость светового потока от электрической мощности. Погрешностью на производителя можно пренебречь.

Зависимость светового потока от мощности светодиодной лампы
Мощность светодиодной лампы, Вт	Световой поток, Лм
2-3	250
4-5	400
6-10	700
10-12	900
12-15	1200
18-20	1800
25-30	2500

Пример. Требуется осветить площадь в 10 квадратных метров тепличных томатов, минимально допустимым уровнем 6000 Люкс.

Расчет. В случае использования светильников с внутренним отражателем, получается следующие вычисления:

F = (6000 * 10) / 0,8 = 75000 люмен.

Т.е. требуемый суммарный световой поток составляет 75000Лм. Используя таблицу, определяется количество требуемых для выполнения задачи ламп определенной мощности: 30 штук категории 25-30 ватт.

Аналогичные действия выполняют и для моделей с внешними отражателями, подставляя соответствующий коэффициент — 0,4.

Важно! Полученный нами световой поток 75000Лм идет из расчета высоты размещения освещения 1м. Высота монтажа светодиодных светильников для теплиц определяется эмпирическим методом.

При увеличении/уменьшении высоты размещения светильников, световой поток изменяется согласно правилу обратных квадратов. При высоте освещения 2м — освещенность на уровне земли упадет в 4 раза; 3м — в 9 раз; 0,5м — вырастет в 4 раза и т.д.

Также нужно учитывать, что с уменьшением расстояния установки снижается полезная площадь освещения. Иногда поиск компромисса занимает довольно много времени, а факт неправильного подвеса обнаруживается по внешним признакам растений.

Внешние признаки недостатка или избытка света для растений

По этой причине, при размещении искусственного освещения теплиц светодиодными лампами, целесообразно предусмотреть возможность последующей регулировки по высоте.

Выбор ламп

В холодный сезон продолжительность светового дня недостаточна для полноценного развития растений, поэтому необходимо дополнительное освещение в теплице зимой. Сегодня рынок не в состоянии предложить универсальное решение. Чтобы создать комфортные условия в теплице следует подобрать сразу несколько видов ламп. Сбалансированная система позволит выращивать обильный урожай круглый год.

Специализированные магазины предлагают самые разные лампы для теплиц, как выбрать правильно и не растеряться в этом многообразии, если маркетологи расхваливают продукцию на все лады? Для этого следует изучить основные характеристики ламп.

Как сделать освещение в теплице, схема для ламп Днат

Лампа накаливания

Лампы накаливания прекрасно освещают теплицу, служат небольшим подогревом для воздуха. Но не выгодны экономически: слишком большое потребление энергоресурсов. Спектр ламп накаливания 600 нм, что совсем не способствует нормальному развитию растений. При злоупотреблении подобным освещением, растения получают ожоги, так как образуется избыток оранжевых, инфракрасных, красных лучей. Стебли неестественно вытягиваются, происходит деформация листьев.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы имеют благоприятный спектр для выращивания растений. Они долговечны, относительно недороги, теплоотдача таких светильников очень низкая. Принцип работы идентичен светосберегающим, но последние способны осветить только незначительную площадь.

Устанавливают люминесцентные лампы в специальных металлических коробах, реже вертикально в пластиковой осветительной арматуре.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц

Современные ультрафиолетовые лампы работают по принципу люминесцентных: в колбе образуется УФ-излучение, благодаря взаимодействию электромагнитного разряда и ртути. Из увиолевого или кварцевого стекла изготавливается газоразрядная трубка, которая имеет свойства пропускать УФ-лучи. Увиолевые более безопасны, так как снижают уровень образования озона. Добавляя разные компоненты при производстве стекла, производители создают лампы, работающие в строго заданном диапазоне, можно подобрать благоприятный спектр освещения.

Освещение в теплице из поликарбоната ультрафиолетовыми лампами

Ртутные лампы

ДРЛ лампы ртутные высокого давления. Быстро нагреваются и излучают лучи из ближнего ультрафиолетового спектра. Полезно такое освещение для улучшения фотосинтеза в очень небольшом количестве, совокупно с солнечным светом. Рекомендованы к использованию в период созревания плодов. Не безопасны, эксплуатация возможна при стабильном напряжении, перепады не могут быть более 5%.

Использование ртутных ламп в теплице

Натриевые лампы

Натриевые лампы (дэнас, днас, днат) высокого давления. Очень экономичны, с большой теплоотдачей, эффективно использование для освещения теплицы ламп мощностью более 400Вт. Натриевые лампы для теплиц создают оранжево-красное монохромное освещение близкое у солнечному. Минус ламп – мало синих лучей. Производители доработали изделие, сейчас можно купить улучшенный вариант ламп для теплиц с более интенсивными лучами синего спектра. Специалисты заметили способность натриевых ламп привлекать насекомых-вредителей, что является значительным препятствием для их применения в теплице.

На фото натриевая лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные светильники для теплиц (LED) по одиночке создают монохромное освещение, но огромный спектр изделий позволяет подобрать комбинацию из светодиодов и составить благоприятный спектр индивидуально под каждый вид растений. Светодиоды для теплиц экономичны, долговечны, работают исправно при низком напряжении. Интенсивность света можно регулировать их количеством и размещением ламп на разной высоте. При росте саженцев лучше освещение теплицы светодиодными лампами синего спектра, для созревания плодов следует использовать оранжевый и красный сегмент лучей.

Профессиональные led лампы для теплиц – подсветка в нескольких спектрах

Инфракрасные лампы для теплиц

Инфракрасные лампы и нагреватели используют для обогрева теплиц. Это энергосберегающие системы, создающие благоприятные условия для роста растений, схожие с естественными. Для более эффективного использования приборы оснащают регуляторами, ручными или автоматическими, так полностью можно контролировать микроклимат. Если конвективное отопление сначала прогревает воздух, то инфракрасное — действует на растения и почву, а затем они отдают тепло в воздух.

Какие лампы в каком случае можно использовать

Чтобы подсветить одно растение, можно применить лампу мощностью 20-30 Вт, подвешенную на высоте от 5 до 30 см.

Группы растений подсвечиваются лампами мощностью от 50 Вт (с расстояния 40-60 см) или мощностью в 15-100 Вт, с расстояния 50-100 см — в зависимости от размера группы.

Мощные лампы от 250 Вт лучше размещать на высоте 1-2 м в больших помещениях. А источники от 400 Вт и выше применяются для освещения зимних садов или оранжерей, для комнаты они будут слишком яркими. Кроме того, при использовании ламп большой мощности необходимо сделать расчет проводки, чтобы не допустить перегрузки системы.

Нужно также заметить, что использовать много ламп вместо одной нецелесообразно. Особенно старых ламп накаливания большого диаметра. Они начнут перегреваться и быстро выйдут из строя. Также возрастут расходы на электричество. Лучше использовать источники с рефлектором или установить отражающее покрытие стен.

При использовании гроубоксов или гроутентов не стоит выбирать лампы большой мощности, натриевые или лампы накаливания, так как они слишком сильно греются. А внутренняя отделка отражающим покрытием делает освещенность намного ярче. Но в каждом случае необходимо использовать люксометр.

РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ ДЛЯ РАСТЕНИЙ

Для нормального роста растений необходим свет. Не для кого не секрет, что без достаточного количества света растение не то чтобы плодоносить, оно даже расти не сможет. Данные по освещенности растений из списка предполагают, что рассчитываемое являются “досветкой”, т.е. используется как дополнение к естественному свету.

На данный момент самыми оптимальными лампами для досветки при выращивание растений считаются дуговые натриевые трубчатые лампы высокого давления (ДНаТ) .

Чаще всего при досветке в теплицах используют лампы ДНаЗ (дуговая натриевая зеркальная лампа высокого давления), КПД ее отражающего слоя как правило выше обычного отражателя в светильниках.

Не смотря на то что эти лампы очень хорошо подходят для выращивания большинства растений, не стоит забывать, что для некоторых культур все таки лучше использовать другие лампы с преобладанием другого спектра .

Если вы планируете выращивать зелень(петрушку, укроп, базилик), то лучше все использовать лампы ДриЗ ( дуговая ртутная металлогалогенная зеркальная лампа высокого давления), так как в ней очень высокая составляющая синего спектра (для вегетативного роста).

Также для для досветки, хорошо подходят – люминесцентные лампы.

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.

Расчет освещенности в зависимости от растояния лампы до растений

Пример:

Если освещенность на расстоянии от источника света 1 м равна 1000 люкс, то на расстоянии 2 м уже 250 люкс, смотри таблицу:

Правильная подсветка рассады в теплице фитолампой

Фитосветильники устанавливаются над растениями. Монтаж фитоламп в теплицах сбоку приводит к искривлению стеблей и их ломкости, в том числе под весом плодов. Если высота, мощность и спектр фитолампы подобраны правильно, то культуры будут иметь здоровый ухоженный вид.

Для правильной подсветки рассады в теплице устанавливаются мощные фитолампы с различным спектром воздействия, исходя из особенностей выращиваемых растений, сезона, типа и формы светильников и необходимой площади засвечивания.

Лампы для растений OSRAM PLANTASTAR от магазина ElectroPara

Отзывы:

уоар рус
пишет: А фито лампа с е27 цоколем из Китая норм для растений будит?

ДРЛ Абельман
пишет: нельзя днат руками за колбу цапать иначе она как е**нёт! и вам ????????

et2mk
пишет: а сколько мощности эта ДНаТ сожрет?счета за электричество наверное будут офигительные если 400вт лампу круглосуточно использовать

уоар рус
пишет: А фито лампа с е27 цоколем из Китая норм для растений будит?

ДРЛ Абельман
пишет: нельзя днат руками за колбу цапать иначе она как е**нёт! и вам ????????

Подсветка растений, рассады. Обзор всех типов ламп для подсветки растений.

Отзывы:

Edward Bond
пишет: Здравствуйте! У Вас можно заказать такие лампочки?

Serj Vaneev
пишет: Скажите, а вместо дневного света на постоянной основе можно использовать этот светодиод учитывая что расстения выращиваются в подвале????

rin org
пишет: ЭЭЭ ЭЭЭ ЭЭЭ убери это из речи

GrowByLEDs com
пишет: Здравия! Можно вам лампу на тест отправить? Я их сам делаю (видео по сборке у меня на канале)

Vadim Xvost
пишет: Очень отвлекает неграмотная речь (лампы накалЫвания-особенно) да и вылезающее окно от windows

Сначала следует поинтересоваться производителем осветительного прибора. Известные бренды гарантируют качество, сервисное сервис (которое иногда стоит дорого). Китайские лампы презентабельны в главном собственной низкой ценой, но, к огорчению, ни гарантий, ни сервиса вы не получите.

Следует признать, что на сегодня еще не сотворена лампа для теплицы, которая способна на 100 % передавать диапазон лучей Солнца. Потому бывалые обладатели для заслуги наилучшего результата часто лампы сочетают. Ученым-биологам удалось установить, что различный световой диапазон по-разному повлияет на выращиваемые культуры.

Нормы и требования

Растения по-разному реагируют на световое излучение. Поэтому перед покупкой и установкой фитоламп в теплице необходимо знать, какие спектры необходимы культурам для роста и развития.

Желтый и оранжевый свет 600-620 нм – не подходит для цветущих и плодоносящих растений. Однако стимулирует вытягивание стеблей у декоративных культур. Красный спектр 630-660 нм – необходим для любых растений на всех стадиях роста для ускоренного развития, цветения и плодоношения. Синий свет 400-520 нм – также стимулирует рост и развитие культур, активизируя процессы фотосинтеза. Укрепляет корневую систему, увеличивает зеленную массу. Зеленый спектр 500-600 нм – в сочетании с синим светом способствует образованию хлорофилла в хлоропластах и накоплению витаминов. Однако, если установить фитолампы только зеленого спектра, то это может навредить растениям. Ультрафиолет 280-400 нм – увеличивает зеленную массу и укрепляет корневую систему культур. Кроме того под воздействием ультрафиолета погибают вредоносные бактерии и выращиваемые растения в теплицах лучше и быстрее развиваются. Инфракрасный свет от 780 нм – приближен к солнечному освещению, благодаря которому растения быстро растут, цветут и плодоносят. Однако длительное воздействие такого излучения губительно для большинства культур. Фиолетовый спектр 400-430 нм – посредством такого освещения укрепляются стволы растений, и повышается их устойчивость к внешним факторам воздействия.

Для выбора фитолампы стоит обратить внимание на излучаемый ею спектр. Во многих современных моделях комбинируется сочетание нескольких типов освещения. Тогда все зависит от выращиваемого вида растений и результата, которого хочется добиться. Можно установить в теплицу разные фитолампы и посмотреть, как они воздействуют на культуры.