Светодиоды в теплице

Особенности конструкции

LED-Технология

Прежде чем рассуждать о том, насколько эффективным является светодиодное освещение в теплице, стоит разобраться с конструкцией используемых приборов.

Итак, что же представляет собой современный светодиодный светильник?

• Как правило, используемые в агротехнике модели комплектуются несколькими десятками LED-ламп. Чем больше таких ламп входит в конструкцию прибора, тем выше его мощность, и тем эффективнее он освещает расположенные под ним растения.
• Конструкция лампы также может быть различной: в некоторых устройствах используются исключительно однодиодные элементы, в то время как другие модели комплектуются лампами, работающими на нескольких светодиодах.
• В любом случае все детали светильника собираются в единую цепь, которая присоединяется к блоку питания. Использование управляющих схем позволяет контролировать работу устройства, включая и отключая участки цепи, а также регулируя яркость освещения.

Блочная модель в металлическом корпусе со встроенным радиатором

• Также немаловажной деталью подобных тепличных ламп является радиатор. Основная причина использования данного элемента заключается в необходимости отведения тепла от самого диода. При этом лицевая часть практически не нагревается, а все тепло передается к пластинам радиатора.

Обратите внимание!
Освещение теплицы светодиодами предполагает постоянную работу ламп в течение длительного времени.
Такая ситуация может привести к снижению эффективности работы теплоотводящих частей.
Чтобы это не привело к поломке, стоит регулярно очищать радиаторы от пыли, а также контролировать состояние термопасты.

Установка в теплице

В последнее время освещение теплиц светодиодами стало достаточно популярным. Помимо теплиц данная технология применяется также в оранжереях, зимних садах, травяных аквариумах – т.е. практически везде, где нужно обеспечить максимальную эффективность роста растений.

Установка ламп на стеллаже

Как правило, фабрично изготовленные светодиоды для теплиц выпускаются в достаточно прочных корпусах, препятствующих попаданию влаги на контакты.

Кроме того, они снабжаются специальными приспособлениями, существенно облегчающими монтаж:

• Наиболее распространена подвесная технология монтажа LED-светильников. Устройство закрепляется на потолке или несущей конструкции с помощью тросов или цепей, и опускается на необходимую высоту. Низкая температура рабочей области позволяет помещать лампу достаточно близко от растений, что повышает интенсивность светопоглощения.
• Реже лампы устанавливаются на самом потолке. При этом стоит выбирать модели с рефлекторами: хоть светодиоды и излучают узконаправленный световой поток, но все же минимизировать его потери стоит.
• Кстати, следует принимать во внимание, что угол освещения у ламп этого типа невелик. Именно по этой причине нужно очень внимательно планировать их размещение, иначе часть грядок рискует остаться в тени, и недополучить световых волн.

Переносная модель для вертикального монтажа

Кроме модульных моделей, которые монтируются в пластиковых или металлических корпусах, иногда применяется также светодиодная лента для теплиц:

• Как правило, для подсветки растений используются ленты с достаточно мощными диодами.
• Очень важно, чтобы лента была защищена от влаги, поскольку в противном случае она выйдет из строя уже после нескольких поливов. Оптимальными являются классы влагозащиты IP65 – IP67.
• Для дополнительного удобства и точного направления светового потока ленты монтируются в специальных алюминиевых кожухах.

Лента, используемая в растениеводстве

Но по большому счету ленты хороши только для декоративного освещения. Так что, если вы хотите обеспечить достойный урожай — выбирайте качественные модульные устройства.

Применение в растениеводстве

Использование подсветки при выращивании растений

И все же, почему светодиоды, по мнению многих специалистов, постепенно вытесняют остальные источники света, по крайней мере — из профессиональных теплиц?

Если не акцентировать внимание на их чисто эксплуатационных плюсах (о них – ниже), то все дело в спектре.

Подбор спектра очень важен!

• При выращивании растений под искусственным светом спектр ламп имеет первостепенное значение. Чем точнее этот параметр будет соответствовать потребностям конкретного вида растений, тем быстрее они будут набирать фитомассу.
• Кроме того, на разных этапах развития растительному организму требуется свет из разных частей спектра: набор зеленой массы проходит при активном участии синей и фиолетовой фракции, в то время как цветение и плодоношение требует повышенного количества красных волн.
• У большинства используемых в теплицах ламп распределения света является достаточно неравномерным: одни хороши при проращивании, другие неплохо стимулируют цветение. Универсальные модели, конечно, тоже есть, но их эффективность до сих пор под вопросом.

Комбинированный спектр весьма эффективен

• Комбинирование различных светодиодов в рамках одного светильника позволяет подобрать такой спектр, который будет максимально подходить для того или иного вида растений. При этом освещение будет стимулировать бурный рост и активное накопление питательных веществ, что очень полезно при выращивании ягод и овощных культур.
• Причина такого роста заключается в активизации процесса фотосинтеза: чем больше необходимого света попадает на зеленые части растения, тем интенсивнее синтезируется органика, которая расходуется на построение органов и формирование плодов.

Обратите внимание!
Высокая эффективность светодиодов для выращивания сельскохозяйственных культур доказана экспериментальным путем в ходе ряда научных исследований.

Фотосинтез должен быть максимально продуктивным!

• Регулировка яркости также является очень полезным свойством: при замене светолюбивых растений на тенелюбивые не нужно демонтировать часть ламп, а достаточно просто уменьшить интенсивность свечения.

Рассаде – особое внимание

Отдельно стоит упомянуть о том, что светодиодное освещение для теплиц является практически незаменимым при выращивании рассады:

• Во-первых, подбор специальных моделей, ориентированных именно на быстрое проращивание молодых растений, дает возможность получить крепкую рассаду за минимальный промежуток времени.
• Во-вторых, легкость в управлении светодиодной подсветкой позволяет точно рассчитать длительность светового дня.
• Очень важно, что LED-светильники не нагревают воздух: при их использовании нам не только не нужно проветривать помещение, но и не стоит беспокоиться о риске температурных повреждений.

Фото стеллажа для рассады

В общем, если светодиодный светильник для теплиц является просто желательным, то для стеллажей с рассадой он – совершенно необходимое приобретение. (см. также статью Мини-парник для рассады – его виды и особенности устройства)

Преимущества и недостатки

Плюсы светодиодов в выращивании растений

Об эффективности светодиодного освещения с точки зрения развития растений мы уже поговорили, и следует несколько слов уделить чисто функциональным преимуществам:

• Первый, и самый главный плюс — это, конечно же, экономия на электроэнергии. По эффективности работы светодиоды троекратно превосходя люминесцентные лампы, и в десять раз — обычные лампы накаливания. Проще говоря, установив LED-подсветку в парнике, теплице или оранжерее, мы будем платить за электричество в десять раз меньше. При этом уровень освещенности не снизится.

Для больших теплиц экономия на электроэнергии существенна

• Далее стоит отметить длительный срок службы. В зависимости от модели (эту информацию содержит инструкция к прибору) номинальное время работы колеблется от пятидесяти до ста тысяч часов. Это значит, что установив лампы один раз, нам не придется их менять в течение как минимум пяти лет.

Обратите внимание!
Как правило, на качественные модели тепличных светильников дается достаточно длительная гарантия, так что заведомо бракованные экземпляры, перегорающие после пары месяцев работы, вам просто заменят!
Стандартный гарантийный срок – пять лет.

• Не стоит забывать и об экологичности. Светодиодная технология не предусматривает использования тяжелых металлов (например, ртути), потому для использования в теплице такие лампы предпочтительны.

Также можно отметить высокую универсальность представленных на рынке моделей: большинство из них выпускаются в корпусах, которые предусматривают несколько способов установки.

Недостатки и нюансы использования

И все же, несмотря на солидный список преимуществ, светодиоды используются не повсеместно.

В чем же причина?

• Первый недостаток, который для многих становится решающим – это высокая цена оборудования. Стоимость LED-ламп превышает цену аналогичных по производительности люминесцентных устройств в пять – восемь раз, а потому многие просто не готовы тратить такие деньги на освещение.

Высокая стоимость часто ограничивает применение таких моделей

Обратите внимание!
Если вы планируете заниматься выращиванием растений в закрытом грунте на постоянной основе, то такие траты будут оправданными.
В противном случае стоит приобрести более дешевые устройства.

• Второй минус – это деградация световых элементов. Недорогие лампы, которые используются в теплицах и парниках, со временем начинают терять яркость. Происходит это в течение трех-пяти лет, и потому вы рискуете зафиксировать проблемы только по истечению гарантийного срока.
• О том, что для данных моделей характерен небольшой угол рассеивания света, мы говорили выше. Так что если вы хотите равномерно осветить большую площадь, то точек освещения вам понадобится больше, чем при использовании галогенных или люминесцентных ламп.

• Теплоотвод тоже является проблематичной задачей. Конечно, сами лампы не греются, но образующееся тепло из помещения никуда не уходит, а значит, следует позаботиться о системе проветривания или кондиционирования. (см. также статью Автоматическое проветривание теплицы своими руками – рассматриваем несколько вариантов)

Тепличные светильники Освещение теплиц

Тепличное освещение: задачи, особенности оборудования, выбор

Качество освещения прямо влияет на эффективность тепличных комплексов. Какие светильники подходят для освещения теплиц? На что обратить внимание при выборе оборудования для тепличного освещения?

Какие задачи решает тепличное освещение?

Для жизнедеятельности растений необходимы минеральные вещества в почве, вода, подходящая температура воздуха и освещение. В условиях тепличного комплекса огородные и садовые культуры нуждаются в дополнительном искусственном освещении. Это связано с недостаточной продолжительностью светового дня в холодное время года, низкой интенсивностью естественного освещения из-за облачности и расположения солнца низко над горизонтом.

Тепличное освещение искусственно увеличивает продолжительность светового дня для растений. Это способствует росту и закаливанию тепличных культур. Также осветительное оборудование влияет на температуру воздуха в теплице. Это в первую очередь касается натриевых ламп, которые выделяют много тепла.

В разные периоды развития садовые и сельскохозяйственные культуры должны освещаться светом разного спектра. Например, ультрафиолетовое излучение закаливает растение и останавливает избыточную вегетацию. Свет синего и фиолетового спектра стимулирует рост побегов и листьев. Красный и оранжевый свет стимулирует цветение и формирование плодов.

В естественных условиях растения получают свет нужного спектра в достаточном количестве и в нужное время. А в теплицах можно регулировать освещение с помощью светильников с источниками света разных спектров.

Какие светильники применяются для освещения в теплицах?

Оборудование для освещения теплиц классифицируется по типу источника света. В число наиболее распространенных входят:

• Светильники с лампами накаливания. Они применяются в небольших бытовых теплицах. Излучают красный, оранжевый и желтый свет. Выделяют много тепла, которое дополнительно обогревает теплицу. В промышленных масштабах практически не используются из-за низкого КПД.
• Натриевые лампы высокого давления. Благодаря невысокой стоимости и низким энергозатратам входят в число наиболее популярных приборов для освещения теплиц. Излучают свет широкого спектра, близкий к естественному освещению. Недостаток — необходимость использования дополнительного оборудования для регулирования спектра излучения в разные периоды развития растений.
• Светодиоды. С помощью светильников этого типа можно регулировать спектр света. Светодиодное оборудование самое долговечное и энергоэффективное. Недостатком можно считать более высокую стоимость по сравнению с натриевыми или металлогалогенными лампами.

Также для освещения теплиц применяются люминисцентные, металлогалогенные и ртутные лампы. Но они не нашли широкого применения из-за недостатков: низкой энергоэффективности, ограниченного спектра света и содержания ядовитых веществ, опасных для растений и персонала.

Какие светильники выбрать для теплицы: натриевые или светодиодные?

В больших промышленных теплицах целесообразно применять светильники с натриевыми лампами высокого давления и светодиоды.
Натриевые лампы в несколько раз дешевле светодиодов, при этом практически не уступают последним по энергоэффективности. Этот тип светильников выделяет много тепла: температура лампы во время работы превышает 1000 °C. Это одновременно преимущество и недостаток устройств данного типа.

Лампы дополнительно обогревают теплицу. Но из-за этого снижается эффективность приборов и повышаются расходы на освещение. Кроме того, при некорректной установке лампы могут обжигать растения.

Важный недостаток натриевых светильников — сильная пульсация света. Она негативно влияет на людей, которые работают в теплице.

Светодиодные светильники — оптимальное решение для теплиц. Они превосходят оборудование с натриевыми лампами по энергозатратам. Светодиодные лампы не нагреваются, поэтому не обжигают растения.

Важное преимущество — возможность регулирования спектра света. Растениям нужен свет синего и красного спектра. Свет других спектров практически не влияет на развитие растений.

Использование осветительных приборов с красным и синим спектром света или комбинированных красно-синих светильников не только стимулирует рост растений, но и повышает эффективность потребления энергии. В отличие от натриевых ламп, светодиоды позволяют исключить из освещения теплиц фактически бесполезные спектры.

Светодиоды служат до 50 тыс. часов без изменения характеристик света. Поэтому они значительно превосходят осветительное оборудование других типов по долговечности. Энергоэффективность и долговечность светодиодных светильников компенсируют их высокую стоимость в средне- и долгосрочной перспективе.

Центр изучения сельского хозяйства в контролируемой среде (CEAC) (работает при университете штата Аризона) и компания Philips в 2016 году обнародовали данные эксперимента по использованию натриевых и светодиодных светильников для освещения теплиц в условиях невесомости. Урожайность листового салата при освещении светодиодами выросла более чем в два раза по сравнению с использованием натриевых ламп. А эффективность использования энергии в теплицах со светодиодным освещением увеличилась на 56 %.

Какие технические характеристики учитывать при выборе приборов?

Выбирайте светильники с учетом мощности светового потока. Этот показатель измеряется в люменах. Чтобы определить необходимое для теплицы количество светильников, нужно знать мощность светового потока, площадь тепличного помещения и плановый уровень освещенности. Последний показатель зависит от требовательности к свету растений, которые выращиваются в теплице.

В отличие от натриевых ламп высокого давления, светодиодное оборудование позволяет регулировать мощность светового потока. Это учитывают при расчете необходимого количества светильников.

Чтобы определить уровень потребления энергии, ориентируйтесь на мощность светильников. Этот показатель рассчитывается в ваттах. Также обращайте внимание на способ крепления оборудования, вес и размеры, требования к температуре воздуха и напряжению тока в сети.

Что нужно запомнить о тепличном освещении?

Большие теплицы можно освещать натриевыми или светодиодными светильниками. Первые дешевле, вторые — долговечнее и экономнее. С помощью светодиодов теплицы лучше освещать светом тех спектров, которые необходимы для развития растений. Исключение ненужных спектров уменьшает расход электричества. Светодиодное оборудование мало нагревается, что также повышает его энергоэффективность.