Лампы для теплиц: какие выбрать для тепличного освещения, инфракрасные, натриевые и светодиодные светильники

Оглавление

Популярные модели
Светодиодные лампы: особенности и преимущества
Диапазоны освещения
Рекомендации по оснащению
Светодиодное освещение для теплиц и его достоинства
Что лучше использовать для освещения теплицы
Выбираем тепличный светильник на светодиодах
Потребность растений в солнечном свете
Обустройство светодиодной подсветки в теплице
Выбор ламп для освещения теплиц
Организация освещения своими руками

Светодиодные лампы: особенности и преимущества

В сельском хозяйстве чаще всего используются модели, состоящие из нескольких десятков LED-ламп, от их количества зависит мощность всего устройства. Основная особенность светодиодных светильников заключается в том, что один диод функционирует в определенной спектральной группе.

Для создания необходимого уровня освещения существует возможность подбора разноцветных элементов, что обеспечивает наиболее оптимальные условия для роста и развития культур.

Справка: Схема освещения подбирается с учетом геометрических особенностей теплицы, типа растений, учитываются и другие факторы.

В настоящее время ведутся научные разработки, которые позволят получать вес спектр светового потока в одном светодиоде, что обеспечит полноценное круглосуточное выращивание растений.

Преимущества:

экономичность — освещение для теплиц светодиодное, позволяет в два раза снизить расходы на электроэнергию;
длительный срок эксплуатации — до 50 тыс. часов;
исключена вероятность ожога листьев, так как светильники для теплиц светодиодные, практически не нагреваются;
отсутствие необходимости во времени для разогрева, они мгновенно включаются и отключаются;
светодиоды устойчивы к холоду и тепличным условия;
лед лампыустойчивы к перепадам напряжения;
отсутствие хрупких компонентов, устойчивость к механическим воздействиям;
диодное освещение благодаряподаче рассеянного потока света, позволяет освещать большие пространства.

Справка: Единственным недостатком светодиодов считается достаточно высокая цена.

Диапазоны освещения

Дневной солнечный свет содержит в себе все видимые человеческому глазу цвета и сам по себе является белым. Такое освещение идеально для развития растений.

Некоторые диапазоны спектра позитивно влияют на рост растений

Освещение же искусственное влияет на растения по-разному:

свет в диапазоне от 280 до 320 нм вреден для растительности;
320-400 нм — свет имеет регуляторную функцию, его требуется совсем немного;
400-500 нм — синий свет, он необходим во время вегетативного роста растения;
500-600 нм — зеленый, наиболее полезен при фотосинтезе нижних плотных листьев;
600-700 нм — красное освещение крайне важно для фотосинтеза, особенно в период цветения;
700-750 нм — свет «дальний» красный, играет регуляторную роль, нужен в небольшом количестве;
при спектральном диапазоне 1200-1600 нм ускоряется процесс биохимических тепловых реакций.

Системы искусственного освещения теплиц

В разные периоды своего развития растения хорошо реагируют на разные диапазоны светового спектра. Рассада предпочитает «синий» свет, при плодоношении более важную роль играет «красный». Но это не значит, что световое излучение других цветов становится ненужным. Отсутствие полного спектра в искусственном освещении становится причиной неполноты вкуса собранного урожая. Пока не изобрели лампы, полностью имитирующие солнечный белый свет, приходится комбинировать в одной и той же теплице лампы с разным спектром светового излучения.

Зависимость эффективности фотосинтеза от длины световой волны

Светодиодное освещение для теплиц и его достоинства

Для полноценного развития и плодоношения растениям жизненно необходим солнечный свет. Он состоит из волн разной длины, которые в совокупности составляют видимый спектр, однако считается, что растениям больше всего подходят лучи синего, красного и оранжевого диапазона. Если для освещения будут использовать лампы именно такого спектра, процессы фотосинтеза будут происходить более активно.

При подборе ламп для освещения теплицы следует также учитывать, что, в зависимости от фазы развития культуры, ей требуются и волны определенного цвета. К примеру, на этапе наращивания зеленой массы преимущество следует отдавать синим волнам, а во время цветения и формирования плодов – красного.

Учитывая эти требования растений к солнечному свету, можно сделать вывод, что в теплицах следует устанавливать такие лампы освещения, которые будут максимально приближены к естественному солнечному свету. При этом лучше усилить красные и синие части спектра, а зеленые и желтые – исключить за ненадобностью.

Светодиодные лампы отвечают всем современным требованиям относительно подсветки растений в конструкциях закрытого грунта (рисунок 1). В прошлом для этой цели использовались преимущественно газоразрядные лампы, но сейчас они считаются устаревшими. При этом основное преимущество светодиодных светильников в том, что они позволяют достичь оптимального баланса между лучами синего и красного спектра, создавая, таким образом, оптимальную среду для развития растений.

К другим достоинствам светодиодных светильников относят:

Экономичность: такие светильники потребляют мало энергии, но при этом обеспечивают стабильно высокий уровень освещения

Это условие особенно важно при выращивании тепличных культур с целью дальнейшей реализации. Интенсивность: в сравнении с другими видами ламп, светодиоды обеспечивают стабильно высокую интенсивность светового потока, которая позволяет активизировать процессы фотосинтеза;
Высокая продолжительность работы: в среднем, одна светодиодная лампа может беспрерывно светить до 80 тысяч часов, а некоторые модели и больше. Устанавливая подсветку на светодиодах LED в своей теплице, вы будете уверены, что растения получат необходимое количество света, преобразованного в волны разной длины

Вследствие этого растения будут поглощать только те лучи спектра, которые больше всего требуются на конкретной фазе их развития

Устанавливая подсветку на светодиодах LED в своей теплице, вы будете уверены, что растения получат необходимое количество света, преобразованного в волны разной длины. Вследствие этого растения будут поглощать только те лучи спектра, которые больше всего требуются на конкретной фазе их развития.

У LED-светильников есть несколько важных преимуществ, которые играют особенно важную роль для тепличных культур. Во-первых, они обладают оптимальной световой мощностью, обеспечивая растения необходимым количество света и не вызывая ожогов листьев. Во-вторых, спектр таких светильников идеально подходит для тепличных растений, а при необходимости его можно регулировать. В-третьих, такие светильники не нагреваются, поэтому их использование не изменяет микроклимат теплицы (рисунок 2).

Рисунок 2. Устройство LED светильника

Кроме того, подобные лампы считаются экологичными, так как после завершения срока их службы не нужно проводить специальную утилизацию, а все сгоревшие элементы светильника можно легко заменить на новые. При этом следует учитывать, что LED-лампы стоят дорого, и обладают направленным излучением, поэтому для освещения большой площади понадобится большое количество точек с лампами

Светильники ДНаТ – это натриевые лампы, свет которых принадлежит преимущественно к красному диапазону спектра, который идеально подходит для растений в фазе цветения и плодоношения. Однако следует учитывать, что в свете таких ламп практически не содержатся лучи синего спектра, поэтому их применение на этапе роста рассады и наращивания зеленой массы практически не имеет смысла.

Также следует учитывать, что такие светильники отличаются высокой мощностью и коэффициентом рассеивания, но при этом обладают низкой световой отдачей. Кроме того, большая часть энергии в ДНаТ лампах уходит на их непосредственный нагрев, что, соответственно, нарушает микроклимат теплицы.

Но основным недостатком ДНаТ ламп в сравнении со светодиодными светильниками является непродолжительный срок службы. Уже через полтора-два года они начинают тускнеть и их приходится менять. При этом следует учитывать, что в подобных изделиях содержится ртуть, и для их утилизации требуются специальные условия (рисунок 3).

Что лучше использовать для освещения теплицы

Светодиодные лампы принесут пользу всем типам теплиц. Они подходят как для промышленных теплиц, так и для оранжерей, зимнего сада.

Светодиодные обогреватели можно применять для увеличения показателей урожая.

Важную роль при выборе играет ее световой пучок. Принадлежность к тому или иному спектру определяется длиной волны. Помимо описанных выше красных и синих диодов, в модификацию осветительных приборов могут быть включены и оранжевые, желтые, зеленые и голубые диоды.

При выборе светильников для теплиц важно обращать внимание и на угол освещения. Их существует три:

Угол в 60.
Угол в 90.
Угол в 120.

Первый наклон освещения идеально подходит для выращивания томатов, огурцов и перца, а так же для цветущих растений. В свете под углом в 90 нуждаются растения, которые требуют сбалансированного излучения.

Увеличение зоны покрытия освещения требуют салат, петрушка, лук, укроп и другие виды зелени.

Выбираем тепличный светильник на светодиодах

Основным критерием, который следует учитывать при выборе светодиодных ламп для оранжерей и теплиц, является интенсивность излучения в сине-фиолетовом (длина волны – 450 – 460 нм) и красно-оранжевом (620 – 630 нм) спектрах. Следует отметить, что для каждого вида растений существует свое оптимальное сочетание этих видов излучения, которое достигается путем применения разного количества красных и синих диодов.

Как правило, производитель указывает перечень растений, для которых наилучшим образом подходит та или иная модель светодиодной лампы. Так, например, существуют специальные виды светильников, предназначенные для ускоренного выращивания рассады.

В настоящий момент активно ведутся работы по созданию доступных светильников на основе белых видов светодиодов, с большой точностью повторяющих солнечный спектр. Но до тех пор, пока они появятся в продаже, приходится экспериментировать с комбинациями синих и красных излучателей.

Растения под равномерным светодиодным освещением

Чаще всего угол свечения составляет 60, 90 или 120 градусов. Точные рекомендации на этот счет также должны приводиться в документации на осветительный прибор.

Ограниченный угол излучения также обуславливает необходимость применения большего числа точек освещения, чем могло бы быть использовано в случае применения на той же площади люминесцентных ламп для растений или лампочек накаливания. Это необходимо учитывать при выборе количества светодиодных ламп.

Светильники на светодиодах стоят пока достаточно дорого, поэтому продолжительность предоставляемого на них гарантийного срока имеет весьма существенное значение. Стандартная гарантия для моделей нижнего ценового сегмента составляет 3 года, более дорогие версии обеспечиваются гарантийным обслуживанием в течение 5 лет

Предложения с гарантийным сроком менее 3-х лет следует рассматривать с большой осторожностью

Дополнительную информацию о правилах досветки рассады читайте здесь.

Проштудируйте форумы на предмет соответствия реального срока службы светодиодов заявленному производителем (обычно обещают от 50 до 100 тыс. часов).

Хотя светодиоды и характеризуются малым потреблением энергии, суммарная мощность всех ламп может оказаться весьма солидной.

Перед покупкой ламп убедитесь, что используемая в теплице проводка может выдержать данную нагрузку.

Подробнее о современных видах тепличных ламп можно узнать, посмотрев следующее видео. В нем аспирант БГАУ Ильшат Каримов демонстрирует уникальные возможности и описывает характеристики лампы, разработанной им и его коллегами учеными.

Потребность растений в солнечном свете

Известно, что дневной белый свет состоит из волн различной длины, в совокупности составляющих видимый спектр. Он ограничен длинами волн от 380 нм (фиолетовый) до 780 (красный).

Спектр солнечного излучения

Растения наиболее восприимчивы к синему, оранжевому и красному диапазонам светового спектра, при воздействии волн этой длины процессы фотосинтеза происходят наиболее интенсивно. Пики восприятия – 445 нм и 660 нм. Зеленую и желтую части спектра растения практически не поглощают. Именно этим объясняется окраска листьев – зеленые волны отражаются от растений.

Спектр для растений

При этом на разных фазах развития растениям требуется различное освещение. Так, при первоначальном активном росте и наборе зеленой массы полезнее синяя составляющая спектра, а в фазе цветения и плодоношения – красная.

Чтобы подсветка растений была эффективной, необходимо создать спектр света, близкий к дневному, а еще лучше – усилить красную и синюю части спектра и для экономии исключить бесполезную желто-зеленую составляющую.

Спектр светодиодной фитолампы

Не менее важный параметр – световой поток в данном спектре от 400 до 700 нм, или показатель фотосинтетической активной радиации. В характеристике ламп он обозначается аббревиатурой PAR и измеряется в микромолях на квадратный метр в секунду – µmol/m2·s.

Потребность различных растений в фотосинтетической активной радиации различна, примеры приведены на рисунке. При более низком показателе растение будет плохо расти и развиваться, при его превышении могут появиться ожоги на листьях.

Оптимальный диапазон PAR для роста и развития разных культур

При расчете экономичности светильников иногда используют понятие светоотдачи, или отношения световой мощности к потребляемой. Чем этот показатель выше, тем экономнее использование лампы и ниже затраты на электроэнергию.

Светоотдача разных типов ламп

Оптимальный светильник для освещения теплицы должен выдавать свет в нужном спектре с достаточным показателем PAR, при этом иметь возможность регулирования спектра в зависимости от фазы роста культур. Светодиодные фитолампы и светильники отвечают этим требованиям, они надежнее и экономнее других видов ламп.

Обустройство светодиодной подсветки в теплице

Перед тем, как своими руками организовывать освещение в данном помещении, необходимо определиться с типом осветительного оборудования. Существует два типа приборов, которые отличаются между собой временем своей работы.

Вариант светодиодной фитолампы

При наличии необходимости в продлении светового дня на несколько часов следует использовать лампы первого типа фотопериодического освещения. При необходимости круглосуточного питания флоры от фотосинтеза стоит использовать осветительное оборудование, относящиеся ко второму типу постоянного освещения. Помните, что в теплице должна сохраняться фотопериодизация.
Когда вы определились с типом прибора и провели расчет количества ламп для помещения с конкретными габаритами, обустройство освещения любого типа (светодиодные, инфракрасные и другие варианты подсветки) необходимо провести следующие манипуляции:

установить в помещении проводку;
закрепить осветительные приборы на определенных местах;
правильно подключить их к сети питания. При использовании светодиодных лент в схеме подключения должны применяться блоки питания.

Схема подключения светодиодных лент

Только после того, как в теплице будут установлены все осветительные приборы и включено освещение работы завершаться.

Выбор ламп для освещения теплиц

Традиционные лампы накаливания. Используются в небольших постройках. Имеют не очень благоприятный для многих культур световой спектр — 600 нанометров. Излучают в основном красные, инфракрасные и оранжевые лучи, провоцирующие вытягивание стеблей и искривление листьев. Небольшой процент синего цвета ухудшает процесс фотосинтеза. Приборы сильно нагревают воздух в помещении, что, в общем-то, неплохо. Изделия плохо влияют на рост помидоров и огурцов. Но для петрушки, лука и другой зелени стандартные лампочки вполне подходят. В этих случае их крепят на высоте 0,5 м над грядками и оставляют включенными 6-16 часов в сутки, если естественного освещения совсем нет.
Ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Модели, специально разработанные для использования в теплицах, отличаются небольшими размерами, большой эффективностью и малой стоимостью. Световой спектр у таких изделий ближе к ультрафиолету, поэтому необходимо обеспечить поступление в строение солнечных лучей. Избыток ультрафиолета тормозит развитие растений, поэтому ртутные лампы часто применяются, чтобы замедлить рост переросшей рассады. Чаще всего они используются перед сбором урожая. Приборы очень быстро нагреваются и повышают температуру в сооружении.
Специальные ртутные изделия. Хорошо поддерживают фотосинтез (ДРЛФ). У конструкции есть существенные недостатки, связанные с присутствием в их конструкции ртути. Если светильник разобьется, придется выбросить весь урожай. Также возникают проблемы с утилизацией — их необходимо складывать только в специально оборудованные места. Интенсивность свечения ртутных приборов очень высока и может нанести вред организму человека.
Экономные люминесцентные лампы. Популярные изделия, используются в крупных сельскохозяйственных компаниях. Излучают свет, очень благоприятный для большинства тепличных культур. Они недорогие, имеют длительный срок эксплуатации, но теплоотдача у них низкая. Отдельно висящие образцы способны освещать небольшую площадь, поэтому рекомендуется их использовать в небольших сооружениях. Изделия по несколько штук монтируют в короба, которые крепят вертикально или горизонтально.
Натриевые лампы высокого давления (НЛВД, ДНА, ДНаТ). Отличаются большой прочностью, высокой экономичностью и при небольшой мощности создают высокую светоотдачу. Большое количество красного света обеспечивает значительное количество завязей на растениях, которые хорошо развиваются и не опадают. Если зимой включать натриевые лампы на длительное время, можно получить хороший урожай, однако себестоимость их будет очень высокой. Близки к спектру солнечного света, но синий цвет слабый, и его не хватает для вегетативного роста растений. Не рекомендуется использовать для выращивания зелени — лука, петрушки и т.д. Вместе с такими изделиями надо устанавливать приборы, добавляющие синий оттенок. Желательно приобретать натриевые светильники, которые специально предназначенные для использования в теплицах. Они оснащены вращающимися зеркальными отражателями, их можно крепить в любом положении. Приборы экономичны и работают даже при небольшом напряжении. Но у них сложная система запуска, что может затруднить монтаж.
Металлогалогенные лампы (МГЛ, ДРИ). Считаются идеальными для теплиц, т. к. у них широкий диапазон излучения, максимально приближенный к солнечному, много ультрафиолета. Выделяют значительное количество тепла, поэтому часто используют для отопления построек. Их нельзя располагать низко над растениями, чтобы не обжечь листья. Образцы мощностью до 250 Вт располагают на высоте 30-60 см от верха растения. Более мощные приборы крепят на расстоянии 90 см. Однако стоят они дорого и имеют ограниченный срок эксплуатации. Еще один крупный недостаток — изделия не переносят влагу. Достаточно капли воды — и они взорвутся.
Светодиодные лампы. Очень экономичны, работают при малом напряжении, дают много света. Равномерно освещают всю площадь теплицы, при необходимости различными цветами. В скором будущем ожидается производство изделий белого цвета, полностью воспроизводящих спектр солнечных лучей. Остаются холодными после многочасового использования, поэтому можно размещать на любой высоте над растениями. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и сложную конструкцию светильника.

Организация освещения своими руками

Планируя покупку ламп для теплицы, нужно руководствоваться следующими правилами:

В разные вегетативные периоды, спектры лучей, в которых будут нуждаться саженцы, отличается. Постоянное использование ультрафиолетовых или инфракрасных лучей может негативно сказаться на результате. Подобрать требуемый баланс проще, устанавливая фитолампы для растений в теплице.
Помимо света некоторые лампочки выделяют тепло. Поэтому защитой от ожогов станет достаточное расстояние между светильником и растением. Поскольку теплоотдача разных устройств отличается, оптимальную дистанцию порой приходится подбирать путем эксперимента.

Кроме того, устанавливая светильники для выращивания растений в теплице, не следует пренебрегать нормами. Для этого предварительно нужно определиться с потребностями интересующих сортов, чтобы должным образом их удовлетворить.

Как рассчитать освещение в теплице

Выбирая количество и мощность светодиодных ламп для теплиц, нужно определиться с:

типом культуры;
площадью конструкции;
материалом, из которого изготовлена теплица;
типом освещения;
требуемыми свойствами света.

Оптимальным способом, как рассчитать освещение в теплице, становятся компьютерные программы. При желании, можно произвести подсчеты самостоятельно, руководствуясь таблицами и схемами.

Таблица расчета мощности ламп для теплицы

Параметры количества и мощности взаимосвязаны. Чем слабее установлены светильники, тем больше их нужно на заданную площадь. Поэтому для расчета стоит воспользоваться следующими схемами:

Видеоматериалы

Познакомиться с опытом установки светильников, включая фитолампы для освещения теплиц, можно в следующих видео:

Примеры и проекты

Подведем итоги: использование фитолампы для зимних теплиц и в парниках в северных регионах России связано с рядом преимуществ. Помимо экономии энергии такие устройства дают световые волны, необходимые растениям в различные вегетативные периоды, что укрепляет саженцы и обеспечивает обильный урожай.

Лампы для теплиц: критерии выбора

Популярные модели

AtomSvet BIO

Фокус УСС 120 БИО

Фокус УСС 60 БИО