Расчет системы освещения для теплиц

LED освещение теплиц. Расчет светодиодных ламп для теплиц

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.

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

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:

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:

В этой формуле F — интенсивность светового потока, Лм; E — уровень освещенности, Лк; S — площадь освещаемого участка, кв.м; К_И – 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.

Рекомендации по оснащению

Несколько обязательных советов при установке светодиодного освещения в теплице.

1. Выбирайте модели фитосветильников с возможностью регулировки плотности светового пучка, с переключением «красный-синий» спектр. Они универсальны и могут быть отлажены для любого растения.
2. Используйте рефлекторы и светоотражатели. С их помощью сокращается количество требуемых излучателей, что снижает стоимость светодиодного освещения теплиц и его последующую эксплуатацию.
3. Включаете подсветку только тогда, когда это нужно. Чрезмерный свет не менее вреден, чем его недостаток. В зимнее время освещение теплиц должно работать около 12-16 часов в сутки, в зависимости от сорта растения.
4. Старайтесь обойтись меньшим количеством ламп. Лучше установить одну, подходящую по характеристикам, чем несколько менее мощных.
5. Для правильного развития культур, необходим и солнечный свет. Какой бы совершенной не была подсветка, заменить природное освещение она не сможет. Стремитесь взять максимум от энергии Солнца. Не размещайте теплицу в теневых местах и не загораживайте ее от солнечных лучей.
6. В некоторых случаях, например, для объемных теплиц и оранжерей, с множеством выращиваемых растений разных видов, целесообразно использовать комбинированную подсветки. Совмещая светодиоды для теплицы с другими типами ламп, можно добиться наиболее приемлемого результата.
7. Светодиодное освещение для теплиц особенно полезно в межсезонье.

Не стоит забывать и о безопасности. Теплицы относятся к местам повышенного риска поражения электрическим током. Все силовые кабели желательно прокладывать в специальных каналах, защищающих их механических повреждений и влажной среды.

Все вводы и соединения должны быть тщательно изолированы и загерметизированы от попадания влаги. Хорошо использовать трехпроводную схему подключения с защитным заземлением, во избежание несчастных случаев.

Источник статьи: http://svetodiodinfo.ru/podsvetki-i-svetilniki/svetodiodnoe-osveshhenie-teplic.html

Расчет освещения для теплиц, выбор ламп

Очень важно, чтобы растения, выращиваемые в закрытом грунте, получали нужный спектр лучей и в достаточном количестве. Летом с этим проблем нет – солнце обеспечивает эту потребность сполна.

Для эксплуатации парников ранней весной, поздней осенью, зимой придется подумать над тем, как рассчитать освещение в теплице, лампы какого типа выбрать и по какому принципу их использовать. Сегодня мы постараемся ответить на все эти вопросы.

Организация освещения в теплице

Хорошие лампы для парников обойдутся дорого, однако затраты вполне окупятся увеличением урожайности культур.

Каким должно быть освещение теплицы

Ученые выяснили, что воздействием лучей определенного спектра можно стимулировать растения в разные фазы их развития:

• Вегетативный рост – синяя область спектра, волны 400-500 нанометров.
• Цветение, завязывание плодов – красная область спектра, волны 600-700 нанометров.

В результате появились и стали использоваться специальные лампы для освещения теплиц из поликарбоната, обеспечивающие нужный спектр. Однако дальнейшие исследования показали, что эта стимуляция роста/созревания основывается на стрессе растений из-за монохромного излучения. Красивые на вид овощи, зелень и ягоды были бедны на вкус, аромат, витамины, микроэлементы.

Сказанное выше указывает на то, что подбор искусственного освещения теплиц должен быть грамотным. Нельзя делать упор только на какую-то одну длину волн – растения должны получать весь спектр солнечных лучей. Его могут обеспечить далеко не все лампы, поэтому к их выбору надо подходить внимательно.

Какое освещение должно быть в теплице: подбираем лампы, способные обеспечить спектр, максимально близкий к солнечному Обратите внимание: не существует лампы, которая давала бы весь спектр лучей, необходимый для выращивания растений в теплицах. Поэтому лучший вариант – использование ламп разных типов. Одни будут работать постоянно, другие периодами.

Делаем освещение теплицы своими руками: расчет количества ламп

Важно правильно рассчитать количество ламп на площадь теплицы, так как их недостаток приведет к замедлению развития растений, а избыток – к повреждению их избыточным теплом от приборов. Далее предлагаем способ расчета для ртутных/натриевых ламп высокого давления.

Основная формула для расчета: освещение (1000 люкс) = ½ расстояния до растения. Следовательно, на расстоянии 1 метра от лампы растения получают 1000 люкс, 2 метра – 250 люкс, 3 метра – 111 люкс и т. д. Падение освещенности будет соответственно в 1, 4, и 9 раз.

Также к ртутным/натриевым светильникам для теплиц есть усредненные цифры, которыми можно пользоваться для расчетов. Они отражены в следующей таблице:

Показатели охвата площади лампами разной мощности Обратите внимание: в расчетах следует учитывать отражение от рефлекторов, если они есть. В зависимости от качества зеркальной поверхности, от нее может отражаться 80-90 % лучей.

Какие лампы выбрать?

Начнем со старых добрых ламп накаливания. В качестве освещения для теплиц их использовать нежелательно уже потому, что излучение будет преимущественно красным, оранжевым и инфракрасным. А это, как упомянуто выше, хорошо только для взрослых растений на стадии цветения, плодоношения. Рассада же под лампами накаливания сильно вытягивается, при этом стебли остаются тонкими, зеленая масса набирается плохо.

Также надо отметить, что «лампа Ильича» сильно разогревается во время работы. Это само по себе не плохо для освещения теплицы зимой, так как получается дополнительный обогрев к основному отоплению. Однако этот вариант оправдан максимум для выгонки зелени – петрушки, лука, укропа и т. д. Для огурцов, томатов лампы накаливания не подходят совершенно.

Как сделать освещение в теплице: лампа накаливания

Освещение теплицы зимой нормативное, видео содержит рассказ, подтверждающий неприхотливость лука к характеру и количеству ламп.

Ртутные лампы высокого давления для парника подойдут хорошо. Светоотдача высокая, спектр благоприятный для растений – фотосинтез проходит отлично. В продаже можно найти специальные светильники с такими лампами для теплиц. Недостаток – ртуть внутри колбы делает прибор опасным. Если он разбился, то растения, землю и все предметы на которые попало вещество придется утилизировать. Кроме того, некоторые культуры в период вегетации придется дополнительно подсвечивать лучами синего спектра.

Лампы для теплиц, как выбрать: ртутные светильники имеют спектр, подходящий всем растениям Обратите внимание: натриевые лампы для теплиц дают спектр, практически идентичный солнечному, с отличным балансом красного и синего. Поэтому они идеальны для растений закрытого выращивания. Для выращивания различных культур в закрытом грунте выпускаются специальные светильники, имеющие зеркальные светоотражающие панели, увеличивающие КПД. Минус натриевых ламп – высокая цена, поэтому целесообразнее их применять в промышленных парниках. Натриевые лампы

Светодиодные лампы для теплиц – самый совершенный вид освещения на данный момент. Один диод может работать в одной спектральной группе. Соответственно, есть возможность подобрать разноцветные элементы так, чтобы получился подходящий состав лучей. В продаже можно найти как готовые лампы, так и отдельные ленты, из которых можно самостоятельно собирать систему освещения. Еще один плюс светодиодов для теплиц – небольшая цена, малая энергозатратность, продолжительный срок службы.

Освещение теплицы светодиодными лампами может сочетать несколько секторов цветового спектра

Инфракрасные лампы для теплиц именно в качестве светильников не используются. Они применяются как обогреватели, помогающие согреть почву и сами растения. Нужное же количество лучей этого спектра обычно обеспечивается другими типами освещения. Ультрафиолет в парниках применяется, но только в качестве дополнительной подсветки. Он улучшает фотосинтез в зеленой массе культур, помогает набору достаточного количества витаминов, микроэлементов, обеззараживает помещение.

Дополнительное освещение: ультрафиолетовые лампы для теплиц

Зимняя теплица, особенности освещения

Летом длина светового дня оптимальна для развития и плодоношения большинства тепличных культур. Зимой же он сильно укорачивается. А если учесть, что растениям нужно минимум 12 часов освещения, то необходимость в продлении дня при помощи ламп становится очевидной.

Минимальное время работы ламп определяется тем, что выращивается в теплице:

• Культуры короткого светового дня. Баклажан, кабачок, тыква, патиссон, фасоль, кукуруза, южные сорта томатов, определенные сорта огурцов, перец. Плодоношение в условиях 12-ти часового освещения начинается раньше. Такой режим очень важен в период начала вегетации.
• Культуры длинного светового дня. Пастернак, шпинат, петрушка, укроп, щавель, салат, редис, сельдерей, брюква, редька, морковь, репа, овощной горох, лук, свекла, все виды капуст, северные сорта томатов. Свет для теплиц тут требуется от 13 часов/сутки.
• Нейтральные культуры. Бамия, некоторые сорта томатов, огурцов, фасоли, спаржа, арбузы. Для этих растений продолжительность освещения теплицы не важна.

При выборе вида ламп обязательно учитываем характер выращиваемых культур

Также надо помнить, что освещение для теплиц зимних не должно работать круглосуточно. Максимальное время функционирования – не более 16-ти часов подряд. Растениям необходим ночной отдых – минимум 6 часов. Если есть возможность, лучше оборудовать в парнике автоматизированную схему включения/выключения.

Обратите внимание: начало вегетации культур длинного дня должно проходить при 12-ти часовой работе ламп. Прибавляется количество часов после того, как растения разовьют корневую систему и наберут нужное количество зеленой массы. Увеличение дня стимулирует цветение посадок, завязь и рост плодов.

Источник статьи: http://roomgood.ru/raschet-osveshheniya-dlya-teplic-vybor-lamp/