Как установить светодиодную подсветку и лампы для теплиц?

1

Требования к искусственному освещению для растений

Замечено, что при наличии искусственного освещения теплица приносит гораздо больший урожай, чем только при солнечных лучах. Объясняется это просто: свет растениям необходим в течение не меньше 10 часов в сутки, значит, в зимних, весенних и осенних условиях будет ощущаться его дефицит. Ламп, способных в точности воспроизвести естественный спектр, пока не создано, но комбинирование источниками позволяет приблизиться к стопроцентному замещению. Поэтому выбору светильников для теплиц придается большое значение. По утверждению ученых-биологов, излучения различных спектров неодинаково воздействуют на развитие растений:

• фиолетовый и синий цвета стимулируют фотосинтез и ускоряют рост овощей без ущерба плотности тканей;
• оранжевый и красный тона приносят максимум энергии для образования цветков и плодов культуры, но их избыток может погубить тепличные овощи;
• ультрафиолетовый спектр оказывает содействие образованию в листьях витаминов, увеличивает способность противостоять холоду;
• желтые и зеленые лучи затормаживают процессы фотосинтеза – стебли становятся истонченными и вытягиваются вверх.

Для создания комфортных условий растениям следует понимать, когда цель установки искусственного освещения не заменить, а дополнить естественное, то монтаж ламп делают из расчета, что они не препятствуют проникновению солнечных лучей. В зависимости от выращиваемой культуры освещение включают на несколько часов работы, равное разнице между 10―16 часами общего периода освещения и продолжительностью светового дня. Неправильно оставлять горящими светильники на полные сутки – это приводит к истощению растений: они должны побыть в темноте не меньше 6 часов.

2

Виды световых источников для теплиц

На заре развития тепличного хозяйства лампам накаливания альтернативы не было: их ценили не только за способность освещать, но и за тепло, выделяемое при этом. Сегодня ситуация изменилась значительно благодаря внедрению новых технологий в производстве искусственных источников, и на смену традиционным лампам накаливания пришли:

• люминесцентные или дневного света;
• ртутные;
• натриевые лампы высокого давления;
• металлогалогеновые;
• светодиодные;
• инфракрасные.

При одинаковом количестве излучения световой и тепловой энергии новое поколение приборов имеет более экономные показатели по электропотреблению. У каждого из перечисленных видов светильников есть положительные и отрицательные качества по отношению к воздействию на растения. Их знание поможет выбрать правильные лампы для теплицы.

2.1

Освещение люминесцентными приборами

Освещение люминесцентными лампами

Наибольшее распространение наблюдается на небольших укрытых площадях. Аппараты дневного света выпускают в вариантах холодного и теплого белых цветов, в дополнение к ним устанавливают ультрафиолетовую лампу, которая способна своим излучением исключить появление болезнетворных бактерий на почве и растениях. Для больших площадей лучше подобрать светильники иного типа. К преимуществам люминесцентных приборов относят:

• экономичность и невысокую стоимость;
• яркость и излучение почти полного спектра, что позволяет использовать лампы на любой стадии роста – от рассады до созревания плодов;
• простоту монтажа и отсутствие влияния на микроклимат теплицы – прибор не греется.

Отрицательные признаки: значительные габариты ограничивают поток солнечных лучей днем, низкая светоотдача, не допускается эксплуатация при влажности свыше 70%, а при уменьшении температуры ниже 16 ºС лампа может погаснуть. Монтируют приборы в горизонтальном или вертикальном положении на расстоянии 15―50 см для светолюбивых культур и на высоте больше полуметра – для других.

Разновидность лампочек дневного света – специальные ртутные устройства для применения в теплицах. Полное название – дуговая ртутная люминесцентная лампа для фотосинтеза растений (ДРЛФ). Их спектр излучения приближен к красному, что предполагает использование в период плодоношения. Начинка из паров ртути обуславливает опасность таких приборов в эксплуатации и проблемы с утилизацией отработавших свой срок изделий.

2.2

Лампы натриевые высокого давления и металлогалогеновые

Металлогалогеновые лампы

Первые излучают в большей мере красный и оранжевый потоки спектра и служат дополнением к синей части естественного дневного источника. Стимулируют цветение и созревание овощей. Их преимущества:

• экономичность и дешевизна – при аналогичных показателях энергопотребления светодиодных ламп цена ниже;
• высокая светоотдача – в несколько раз больше, чем у люминесцентных приборов;
• долговечность – от 6 до 20 тыс. часов работы.

К недостаткам относят их небезопасность по причине содержания внутри натрия и ртути и невозможность эксплуатации при скачках напряжения больше 5%. Другие минусы носят спорный характер: выделение тепла при горении нежелательно летом, но зимой – только на пользу. Красный спектр не рекомендован саженцам, но не вредит взрослым растениям.

Металлогалогеновые лампы излучают ультрафиолет и синюю часть света, способствуя укреплению молодых побегов и ускоряя их рост. Стоят приборы недешево, но и служат долго. Существенный недостаток – боязнь влаги: при попадании капель некоторые модели взрываются. Лампы от компании Philips лишены этого минуса – в их производстве используют кварцевое стекло.

2.3

Инфракрасные светильники

Предназначены для обогрева теплицы в холодное время. Они все больше вытесняют привычные источники тепла для зимних оранжерей: дрова, электрические устройства водяного и воздушного способа передачи нагрева. Инфракрасные лампы не греют воздух, а передают энергию непосредственно на почву и растениям, тем самым создают имитацию естественных климатических условий.

Преимуществами таких светильников является способность нагрева поверхностей без высушивания воздуха в теплице. На приборы устанавливают терморегуляторы, которые позволяют значительно экономить электроэнергию, отключая аппарат по достижению нормативного уровня нагрева. Излучение не причиняет никакого вреда человеку, работает бесшумно. Есть возможность устраивать различную степень тепла отдельным растениям посредством регулировки мощности и удаления лампы от выращиваемой культуры.

3

Подробнее о светодиодной подсветке

Светодиодная цокольная лампа

Второе название – LED-лампы, светодиоды обрели за получение эффекта свечения посредством технологии LED (Light-emitting diode): излучение фотонов происходит при касании катода и полупроводника, присоединенного к аноду. Типы свечений могут трансформироваться с применением диодов разной конструкции. Они пришли на смену индикаторам на лампах накаливания, где стали востребованными за малые габариты, низкое электропотребление и отсутствие нагрева. Современные светодиодные светильники, используемые при освещении теплиц, состоят из нескольких десятков LED-ламп – от их количества зависит потребляемая мощность и эффективность лучевого потока в сторону растений.

Возможность составлять комбинации из отдельных элементов позволяет подобрать свет с требуемым спектральным составом – для любого особо взятого сорта культуры. Светодиодное освещение максимально близко подходит к солнечным лучам по качеству и содержит только благоприятно действующие на растения волны. LED-лампы не боятся водяных капель и перегрева.

3.1

Варианты исполнения

LED-лампа трубчатая

Конструкция светильника может состоять из одного или нескольких светодиодов. Основные модели ламп для теплиц:

1. 1. Точечные источники ограниченных размеров – применяются для небольших участков рассады.
2. 2. Трубы различной протяженности – для освещения длинных узких грядок.
3. 3. Прожекторы осветительные – конструкции для охвата большой площади на значительной удаленности. Исполняется прибор в герметичном корпусе и предназначен для условий повышенной влажности. В спектр излучения включаются волны: красная, голубая, ультрафиолетовая и инфракрасная.
4. 4. Таблетки квадратной формы – для широкоформатных грядок.
5. 5. Ленты светодиодные – хороши тем, что размещаются в произвольном порядке.

Выпускаются сборные диоды в рулонах длиной 5 м и больше. Сочетания LED-ламп установлены в вариантах 15:5, 10:4, 5:1 – последнее означает, что после пяти красных диодов идет 1 синий элемент. Комбинации варьируются в зависимости от требуемой задачи фотосинтеза: для накапливания углеводов – красный спектр, создание аминокислот – синий свет.

3.2

Особенности использования и расчет

Освещение по LED-технологии подходит для всех типов теплиц, в том числе промышленных, оранжерей и зимнего сада. Его применяют для повышения урожайности выращиваемых культур. Помимо принадлежности лучей к определенному спектру, значение имеет и угол освещения – их различают три:

• 60º для выращивания огурцов, перцев и томатов;
• угол 90º нужен растениям, требовательным к сбалансированному излучению;
• 120º покрывает большие площади и используется при выращивании зелени – салатов, укропа, петрушки и лука.

Расчет освещения выполняется следующим образом. Световой поток измеряется в люменах (лм) – для светодиодных цокольных ламп его величина, в зависимости от мощности, составляет от 400 при 6 Вт, до 1000 лм при 13 Вт. У LED-ламп Luminus CSM-360 40–80 Вт эта величина 6000 лм. Световой поток, приходящийся на единицу площади, называют люксом (лк). Это освещенность – по регламентам агротехники, она не должна быть меньше 5 тыс. лк на 1 кв. м, только тогда растения смогут цвести. Нижний порог, когда рост прекращается, – 3 тыс. лк/кв. м, а стандартной считают норму 12 тыс. лм на 1 кв. м.

Соотношение люмена и люкса: 1 лм = 1 лк/кв. м. То есть, с освещением квадрата площади теплицы при нормативе 5000 лк справятся 5 светодиодных цокольных ламп мощностью 13 Вт каждая. Соответственно, на оранжерею в 10 кв. м потребуется 50 таких LED-диодов.

3.3

Монтаж осветительной арматуры

Подвесной монтаж светодиодных ламп

Изготовленные в заводских условиях лампы для теплиц заключены в прочный и герметичный корпус, исключающий попадание капель воды на контакты. В комплект поставки включаются специальные приспособления для монтажа. Чаще всего LED-светильники подвешивают посредством троса или цепи к несущей конструкции сборной теплицы или потолку. Высота до верхушек устраивается в регулируемом варианте: этим достигается возможность усиливать интенсивность светопоглощения растениями, приближая к ним лампы.

Реже LED-диоды крепят непосредственно к потолку. Для этого выбирают образцы с рефлекторами для уменьшения потерь светового потока. Если применяют модели ленточного исполнения, то составные элементы должны быть довольно мощными, а само изделие защищено от воды по классу влагозащиты IP65―IP67. При сборке используют управляющие схемы, посредством которых отдельные участки могут отключаться и изменять освещенность растений.

Приобретать светильники надо у известных качеством своего оборудования поставщиков: Siemens, Osram, Philips, Legrand. Преимущества светодиодных ламп:

• низкое, по сравнению со всеми другими типами ламп, потребление электроэнергии;
• способность функционировать при минимальном напряжении – от солнечных батарей;
• значительный эксплуатационный ресурс – до 100 тыс. часов работы;
• отсутствие нагревания лампы, устойчивость диодов к колебаниям температур;
• возможность подобрать излучения, которые действительно необходимы в настоящий момент растениям;
• экологичность – в составляющих частях устройства нет вредных веществ.

Единственный минус в применении светодиодных ламп – высокая стоимость. При мощности светильника 50 Вт, цена его находится в пределах 3―5 тысяч рублей.