Умное освещение для теплицы

Системы освещения теплиц: критерии выбора и состав оборудования

Сегодня тепличные хозяйства, занимающиеся выращиванием овощей и фруктов в закрытом грунте, все чаще используют в своих теплицах новые светодиодные системы освещения теплиц. Привлекательность технологии использования светодиодов позволяет не только существенно снизить расходы на электроэнергию, но и обеспечить значительный прирост продукции за счет комбинации естественного и искусственного освещения в суточном цикле.

Традиционные технологии освещения тепличных комплексов использовали лампы накаливания или люминесцентные источники света для освещения площадей в темное время суток. Такой подход обеспечивал освещенность пространства теплицы, но только отчасти содействовал росту растений. Причина такого положения дел была в том, что источники света не позволяли в полном объеме удовлетворить потребности растений в ультрафиолетовом излучении. Ультрафиолетовый свет спектра непосредственно участвует в процессе фотосинтеза, воздействуя на клетки растений, а обычный свет от лампы накаливания, пусть даже очень мощной, только отчасти покрывает потребности растения в ультрафиолете.

Светодиодное освещение теплиц

Применение светодиодных панелей для освещения теплиц позволило обеспечить наиболее интенсивный режим освещения, способствующий росту растений. Суть светодиодной технологии заключается в возможности использования ультрафиолетового спектра свечения панели в зависимости от погодных условий и в ночное время.

Естественное и искусственное освещение в теплицах, оборудованных светодиодами, чередуется с максимально мягким режимом перехода от одного вида к другому. В нормальных условиях светодиоды находятся в выключенном состоянии или режиме обычного освещения. Такое положение дел продолжается до того момента, пока система автоматического регулирования не отдаст команду контроллеру включить режим ночного освещения теплиц. После этого включаются светодиоды, излучающие свет в ультрафиолетовом спектре.

Плюсом установки светодиодного освещения выступает не только удобство и инновационный подход к потреблению энергии, но и возможность установки светильников в несколько ярусов. При обычной системе освещения нижние ярусы растений не получали должного количества света, что негативно сказывалось как на росте культур, так и на их продуктивности.

Решая применить в теплице новую систему освещения, разумно купить полностью все ее элементы для эффективного использования, ведь высокие показатели ее работы зависят от слаженной работы как самых светильников со светодиодами, так и систем управления освещением теплицы.

Источник статьи: http://minifermer.ru/page_283.html

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

Освещение теплицы на вашем участке

Чтобы добиться хорошего урожая люди научились обманывать природу и стали строить теплицы. Это позволяет высаживать растения в том время, когда температура воздуха этого еще не позволяет делать. Правильно сконструированная теплица обеспечивает рассаду необходимым температурным режимом и поддерживает уровень влажности. Но этого недостаточно – без искусственного освещения добиться достойного урожая не получится.

Почему так важно искусственное освещение

Освещение рассады играет важную роль в процессе развития растений. Солнечного света им не хватает и на это есть две причины. Во-первых, чаще всего рассаду высаживают ранней весной, когда солнце светит не более 10 часов в сутки, а этого недостаточно. Во-вторых, количества света, способного пробиться сквозь пластиковое покрытие теплицы, растениям мало и они начинают пропадать. Поэтому использовать искусственную подсветку – единственное правильное решение. Сложность заключается в том, чтобы правильно подобрать освещение, так как на рынке предоставлено множество различных световых приборов, но не все они подходят для этих целей.

Какое освещение требуется растениям

Лучшим вариантов станет свет, приближенный по своим свойствам к солнечному, естественному освещению. Несмотря на то, что свет, где преобладает синий спектр, будет максимально способствовать быстрому росту, использовать его не стоит, это может сказаться на вкусовых качествах урожая.

На заметку тем, кто занимается выращиванием продуктовых культур с целью продажи! Если стоит задача вырастить как можно больше таких овощей, как помидоры, перец, огурцы, то синий спектр даст эту возможность. По вкусу овощи будут уступать тем, которые были выращены при полноспектральном освещении, но внешне это отличить будет невозможно.

Чтобы растения росли быстро, при этом сохраняли свои вкусовые качества, им необходимо создать освещение с полным спектром. Продолжительность светового дня должна быть 14-16 часов, в зависимости от стадии развития и вида рассады, а его мощность будет зависеть от типа используемых ламп.

Какие лампы применяются для освещения теплиц

Для подсветки рассады и выращивания пищевых растительных культур любителями применяются следующие ламы:

• Лампы накаливания.
• Светодиондные освещение.
• Люминесцентные лампы.
• Фитолампы.
• Галогенные лампы.
• Натриевые лампы.

Каждый вариант имеет как свои недостатки, так и свои сильные стороны. К тому же, для выращивания разных растительных культур необходимо учитывать их индивидуальные особенности, поэтому и оптимальное освещение для каждого растения разное.

Над каждым вариантом освещения стоит остановиться более детально.

Лампы накаливания

• Относительно большое количество теплого света.
• Стоимость самих ламп.
• Присутствие синего спектра, стимулирующего быстрый рост.

• Один из самых энергозатратных вариантов освещения.
• Возможность нанести рассаде ожоги.
• Слишком быстрый рост рассады вызывает удлинение междоузлий, что неприемлемо для плодоносящих растений.
• Нельзя размещать близко к потолку или стенам теплицы, так как лампы могут расплавить пластик.
• Недолговечность.

Есть еще один фактор – выделение большого количества тепла. Его можно отнести как к достоинствам (лишний источник тепла в теплице – это всегда хорошо), так и к недостаткам (возможность нанести растениям ожоги и «спалить» точки роста). Использование ламп накаливания в больших теплицах будет очень дорогим удовольствием, счета за электроэнергию неприятно удивят, но для небольших тепличек – этот вариант заслуживает место на жизнь.

Недостаток, связанный с слишком быстрой скоростью роста, можно использовать как сильную сторону. Выращивание под лампами накаливания зелени (лука, петрушки, укропа, салата) позволяет добиться отличных результатов.

Светодиодное освещение

Начать стоит с того, что светодиодное освещение бывает разным:

• Светодиодные прожекторы.
• Светодиодные трубчатые лампы.
• Светодиодные лампы под патрон.
• Светодиодные светильники (диоды на шинах).

Каждый из вариантов стоит рассматривать отдельно, так как они оказывают различное влияние на рост тех или иных растений.

Светодиодные прожекторы

• Направленный пучок света.
• Низкое потребление энергии.
• Устойчивы к условиям повышенной влажности.

• Спектр таких прожекторов слишком сильно выражен в синих оттенках.
• Для того чтобы осветить большую площадь, понадобится огромное количество таких прожекторов.

Редко используются в теплицах. Пригодны только для выращивания зелени, но стоят значительно дороже обычных ламп накаливания.

Светодиодные трубчатые лампы и лампы под патрон

• Низкое энергопотребление.
• Большое количество света.
• Рассеянное освещение.

• Преобладание синего спектра.
• Трубчатые лампы требуют влагозащищенные патроны, в противном случае, использовать такие лампы в условиях повышенной влажности – небезопасно.

Такое освещение активно используется любителями, так как одна лампа способна осветить довольно большую площадь. Однако их используют только комбинируя с другими источниками света, так как преобладание синего спектра необходимо компенсировать освещением с более низкими цветовыми температурами.

Светодиодные светильники

• Возможность создать близкий к «идеальному» спектр.
• Низкое потребление энергии.
• Возможность диммирования.
• Долговечность.

В продаже есть как готовые светодиодные светильники для теплиц, так и отдельно светодиоды для любителей мастерить своими руками. Возможность диммирования позволяет настраивать уровень освещенности в зависимости от стадии роста растений. Такие светильники имеют два пика спектра – красный и синий, что оптимально сказывается на развитии рассады. Плоды растений под освещением таких светильников отличаются отличными вкусовыми качествами.

Большинство владельцев больших тепличных хозяйств (более 200м2) применяют именно этот вид освещения.

Люминесцентные лампы

• Возможность подобрать правильный спектр.
• Цена на необходимые лампы ниже, чем на аналогичные по спектру светодиодные светильники.
• Выделяют тепло, но в безопасном количестве.

• Большее энергопотребление, чем у ЛЭД светильников.
• Меньшая светопередача, чем у ЛЭД светильников.

Очень популярный способ освещения в прошлом, который уступил свое место светодиодному освещению. Но небольшие тепличные хозяйства используют их до сих пор, ввиду относительно низкой стоимости.

Фитолампы

Бывают светодиодные и люминесцентные.

• Благодаря им, можно допиться правильного спектра в паре с обычными светодиодными лампами.
• Рассеянное освещение.

• Стоимость.
• Трубчатые светодиодные фитолампы требуют влагозащищенные патроны.
• Необходимость комбинировать.

Бытует мнение, что фитолампы являются самодостаточным источником света, который полностью удовлетворят все потребности растений в освещении, без необходимости комбинировать их с другими устройствами. Но это не так. Фитолампу можно всерьез рассматривать только как источник света с преобладающим красным спектром и использовать вместе с другими лампами.

Галогенные лампы

Также очень популярный способ освещения теплиц. Они имеют спектр близкий к естественному, что делает их одним из самых оптимальных источников света. Но, они выделяют очень много тепла, что требует наличия вентиляции. А это в свою очередь понижает влажность в теплице. Поэтому галогенные лампы используются только в высокотехнологичных теплицах с автоконтролем влажности и искусственной системой вентиляции.

Натриевые лампы

Используются также только в высокотехнологичных теплицах. Ими дополняют галогенные лампы, так как в натриевых – преобладает красно-оранжевый спектр, что позволяет в сочетании с галогенными светильниками максимально сымитировать естественное освещение. Достаточно экономичны, но в качестве единственного источника света – малоэффективны. Отсутствие синего спектра не позволяет растению правильно развиваться.

Заключение

Наше время можно смело назвать эпохой светодиодного освещения. Потому как именно светодиодные светильники способны максимально удовлетворить все потребности как человека, так и растений. Использование ЛЭД светильников правильного спектра позволит добиться высокого качества урожая в короткие сроки. Ни один искусственный источник света не в состоянии в полной мере копировать естественное солнечное освещение, но светодиодные светильники способны создать максимально похожий спектр света, при минимальных энергозатратах.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/lampexpert/osvescenie-teplicy-na-vashem-uchastke-5e96ff7d7ea04b16b554528b