Организация освещения в теплице и советы по выбору ламп

Свет и его значение для растений

При нехватке дневного света зимой и осенью культуры начинают чахнуть и болеть. Залог выживания и здорового существования растений — это фотосинтез. Полноценный фотосинтез невозможен без света. Когда растения вырабатывают хлорофилл, они полноценно усваивают углекислый газ, необходимый для питания. Образование органических веществ в тепличных культурах невозможно без солнечного и искусственного освещения.

Признаки нехватки освещения:

• изменение формы растений (например, неестественное удлинение черенков и стеблей);
• их медленный рост;
• отсутствие цветения;
• падение урожайности;
• нижняя листва желтеет.

Вас может заинтересовать:Освещение для рассады своими руками Ни один живой организм не способен к существованию без света. Растения, особенно на начальных этапах, нуждаются в…Читать далее…

Как сделать искусственное освещение для теплицы своими руками: пошаговая инструкция

Самодельная электрификация теплицы — дело очень рискованное, поскольку следствием допущенных ошибок может быть удар током или замыкание проводки. Тем более что работать она должна длительное время в условиях повышенной сырости. Поэтому для проведения необходимых расчётов и подготовки схем желательно пригласить квалифицированного электрика.

Если же всё-таки вы отважитесь на столь ответственную работу, действуйте по нижеприведённой инструкции:

1. Перед монтажом проводки определитесь с количеством нужных светильников (оно высчитывается, исходя из нормы 3 тыс. Лк на 1 м² площади) и начертите план их размещения. Также на подготовительном этапе нужно подобрать провода определённой мощности, предохранители и обогревательные приборы (лучше СВЧ).
2. Подведите к помещению электропитание. Это можно сделать, натянув кабель на тепличные опоры по воздуху или же спрятав его в водонепроницаемые желобки, проходящие по каркасным рейкам. Их примерная глубина должна соответствовать 4-5 см. В случае, если планируете углубить проводку в подземные траншеи, рассчитывайте их высоту на уровне 80 см и не допускайте пересечений с дренажными каналами. Сверху кабель обязательно накройте черепицей, уберегая его от повреждений при вспахивании грунта.
3. Подведите кабель к щиту, из которого сделайте разводку проводов к розеткам и включателям.
4. Если каркас тепличной конструкции выполнен из деревянных реек и брусьев, то для крепления источников искусственного света достаточно вкрутить в них крепёжные крючки для светильников. В металлических каркасных прутьях придётся сверлить специальные отверстия для крепления ламп.
5. Подсоедините нужное количество ламп.

Вам будет интересно узнать об оптимальных размерах теплиц из поликарбоната.

При тепличном способе выращивания растений, даже когда они пребывают в пассивном состоянии стагнации, дополнительное подсвечивание крайне важно. Его обустраивают не только в больших производственных тепличных комплексах, а и на подоконных «грядках»

Широкий ассортимент электрических ламп позволяет удовлетворить запросы даже самых требовательных огородников и садовников.

Светильники светодиодные

В больших теплицах применяют светильники большой мощности. В таких светильниках светодиоды устанавливаются сотнями штук. Исходя из того, что красный и синий цвета наиболее полезные для растений, производители комплектуют их двумя видами светодиодов: синими и красными.

Светильники светодиодные для теплиц можно изготовить с любым спектром излучения. Поэтому можно подобрать такое количество светодиодов с такими характеристиками, чтобы светильник получился с необходимым спектром излучения полезным для определенного вида растений.

Благодаря специальным отражателям светильники для теплиц светодиодные имеют направленное освещение. В этом случае каждое растение получает свою порцию света.

Светильник светодиодный

Светильники светодиодные обладают целым рядом достоинств:

1. Экономичность
2. Долговечность
3. Энергоэффективность
4. Высокая светоотдача
5. Экологичность
6. Ремонтопригодность
7. Безвредность для человека
8. Не требуют специальной утилизации

Преимущества светодиодного освещения теплиц

В недавнем прошлом для освещения теплиц в основном использовали газоразрядные лампы. Спектр натриевых ламп высокого давления ДНаТ и ДНаЗ содержит преимущественно красную составляющую, что полезно для растений в фазе плодоношения.

При этом лампы ДНаТ почти не содержат синюю составляющую спектра, поэтому в фазе рассады для подсветки применяют газоразрядные ртутные лампы ДРЛ.

Газоразрядные лампы всех типов обладают большой световой мощностью, хорошим коэффициентом рассеяния, но при этом их световая отдача значительно ниже, чем у светодиодов, и большая часть энергии уходит на нагрев, влияя на микроклимат и увеличивая потери. Подвешивать лампы ДНаТ и ДРЛ необходимо на значительную высоту, чтобы избежать ожогов. В небольших теплицах с высокорослыми растениями их использование затруднено.

Лампы ДНаТ в теплице подвешивают на значительной высоте

Через 1,5-2 года использования световая мощность газоразрядных ламп снижается, они тускнеют и требуют замены. Из-за содержания ртути приходится применять специальные дорогостоящие методы утилизации.

Для подключения ламп ДНаТ и ДРЛ необходима пускорегулирующая аппаратура, что удорожает их первоначальную установку. Большие тепловые потери увеличивают энергопотребление, в результате освещение теплицы газоразрядными лампами обходится довольно дорого, особенно в зимний период.

По сравнению с газоразрядными лампами, светодиодные фитосветильники LED выдают свет в строго определенном диапазоне, что позволяет добиться максимального фотосинтеза. Пики излучения приходятся на 450 и 650 нм, что соответствует потребностям растений. Также светильник излучает мягкий ультрафиолет в диапазоне 320-380 нм, что повышает холодостойкость растений.

LED-светильники для освещения теплиц обладают рядом преимуществ:

• хорошие показатели световой мощности;
• подходящий для растений спектр и возможность его регулирования;
• отсутствие нагрева и влияния на микроклимат в теплице;
• простое подключение к сети;
• малый расход электроэнергии;
• экологичность – не требуется специальная утилизация;
• ремонтопригодность – сгоревшие элементы можно заменить;
• длительный срок службы – до 100000 часов.

Недостатки светодиодных светильников:

• высокая цена;
• направленное излучение, для большой площади требуется много точек освещения.

Благодаря низкому нагреву лицевой части, светильники LED можно размещать на любом расстоянии от растений, не рискуя их обжечь. За счет этого можно существенно сократить площадь теплицы для рассады и низкорослых культур, выращивая их на многоярусных стеллажах.

Диапазоны освещения

Недостаток освещения или низкое качество искусственного света может привести к гибели растений. Это связано с тем, что при недостатке слабо происходит процесс фотосинтеза, от которого напрямую зависит жизнь и развитие культур. При малом потреблении солнца будет замедляться процесс роста, ухудшится плодовитость, будут неестественно удлиняться черенки и стебли.

Дневной естественный свет – это лучшее освещение для жизнедеятельности растений. Искусственное тепличное освещение может различным образом влиять на культуры. Его можно разделить на диапазоны по длине волны:

• 320 нм – 400 нм – подобное освещение требуется растениям в небольшом количестве;
• 400 нм – 500 нм – синий требуется для вегетативного роста растительности;
• 500 нм – 600 нм – зеленый необходим для фотосинтеза нижних листьев;
• 600 нм – 700 нм – красная подсветка необходима для фотосинтеза во время цветения;
• 700 нм – 750 нм – дальний красный требуется в малых количествах;
• 1200 нм – 1600 нм – происходит ускорение биохимических реакций.

Растительность по-разному реагирует на каждый спектр в определенный этап своего развития. Но во время всей жизни растений излучение должно быть полным и содержать все цвета. Если будет отсутствовать хоть какая-либо часть спектра излучения, урожай будет низкого качества.

Особенности освещения теплиц разного типа

Помимо этого, учтите особенности конструкции и материалов изготовления теплицы, так как от этого зависит результат освещения сельскохозяйственных культур в них. Наиболее популярными в использовании являются поликарбонатные модели из полупрозрачных материалов или сплошные здания.

Поликарбонатные

Важным фактором поликарбонатных теплиц является наличие естественной освещенности, попадающей внутрь от солнца в дневное время.

Благодаря наличию прозрачных стен и крыши вы можете сэкономить ощутимый процент электроэнергии, расходуемой для ламп. Однако и условия содержания таких теплиц имеет ряд важных нюансов:

• На этапе монтажа теплицы учитывайте ее ориентировку относительно сторон света и других построек на участке таким образом, чтобы получалась максимальная продолжительность освещения от солнца.
• В процессе эксплуатации мойте поликарбонатную теплицу весной и осенью. Желательно использовать дезинфицирующую смесь, чтобы предотвратить развитие мха, лишайников и других представителей флоры, ухудшающих проникновение естественного освещения.
• Монтаж светильников должен производиться таким образом, чтобы их конструкция не отбрасывала тень на саженцы, в то же время, обеспечивая равномерное освещение по всей площади.
• Разместите по периметру теплицы фольгу или другие отражающие элементы, которые повысят интенсивность освещения у грунта. Постарайтесь избегать поглощающих поверхностей.

Промышленные

В виду полного отсутствия естественного света, интенсивность подсветки лампами должна обеспечивать суточную норму для обитателей теплицы. Поэтому здесь вам обязательно пригодятся разные варианты приборов освещения, к примеру, хорошо комбинируются инфракрасные светильники с натриевыми лампами. Не забывайте, что помимо освещения, в промышленных сооружениях необходимо обеспечивать и обогрев культур, который также можно получить от осветительного оборудования. Периодически освещение сочетается с вентилированием пространства для предотвращения возникновения плесени или грибков, которые непременно возникнут в отсутствие солнечного света.

Расчет мощности светильников

• Высота светильника над вершиной растения;
• Тип изделий и их мощность;
• Какую преимущественную интенсивность требует выращиваемая культура;
• Рабочая площадь строения;
• В какую пору года планируется выращивать культуру.

Все растения можно поделить на несколько групп, которые отличаются различными требованиями к освещению:

1. Яркий свет создают для растений, которые в естественных условиях растут на открытой местности — для роз, пальм, гибискуса и т.д. Для них необходим высокий уровень — 15-20 тыс. Люкс.
2. Умеренный свет создают для рассады, желаемый диапазон освещенности которой находится в пределах 10-20 тыс. Люкс.
3. Полутемное состояние (5-10 Люкс) можно организовать для растений, способных расти в сумерках.

2Для этого воспользуемся формулой:F = E * S : K_и, где:
_и2F = 10000 * 12 : 0,4 = 300000 люмпен
300000 : 27000 = 11-12 штук

• Над одним ростком можно подвесить образец мощностью 20-30 Вт на высоте 50-300 мм.
• Для группы достаточно прибора 50-100 Вт, расположенного на высоте 400-600 мм над самым верхним листком.
• Над большими участками подвешивают лампы 250 Вт на высоте 1000-2000 мм. Они устанавливаются в зимних теплицах.

Расчет количества освещения для теплиц

Если планируется организовать искусственное освещение теплицы своими руками, потребуется учесть следующие параметры:

• Высота размещения источников света над первым листом.
• Тип ламп, их мощность.
• Какую культуру следует осветить, растения разных видов требуют разную интенсивность лучей.
• Общая площадь освещения.
• В какой сезон планируется досвечивание.

Расположение осветительных приборов зависит от типа и мощности ламп, а также от вида культуры

Полезно знать: Для энергосбережения и увеличения световых потоков в теплице рекомендуется использовать рефлекторы-отражатели: алюминиевые, фольгированные, зеркальные. 

Уровень освещения, необходимый для качественного выращивания растений регламентируется агрономическими нормами, минимально допустимый — 6 — 7 kЛk (килолюкс). Исходя из нормативного показателя рассчитывается интенсивность и продолжительность досвечивания теплицы. Осенью, весной меньше, зимой, соответственно, требуется более продолжительный период.

Для достижения минимума освещенности подходят светильники для теплиц, удельная мощность которых 50-100 Вт/м2. Количество ламп определяется при проектировании осветительной системы на основе расчета для индивидуального проекта. Самостоятельно выполнить расчеты можно на онлайн калькуляторе. Гарантированно хороший урожай получается при среднем уровне освещенности 10- 12 кЛк, до 20 килолюкс.

Пример расчета освещения теплицы

Для примерного расчета применим формулу:

F=Е x S : Kи, где

F – необходимый световой поток;

S – площадь;

Ки – коэффициент, определяющий использования потока. Для ламп с внешним отражателем — 0,4, встроенным — 0,8.

Допустим, требуется осветить теплицу площадью 18 м2, уровень освещенности 10000 люкс.

F = 10000 х 12 : 0,4 = 300000 люмпен.

Смотрим на типы ламп, например, возьмем Днат на 250 Вт (27 000 люмпен) такой поток может обеспечить: 3000000:27 000 = приблизительно 11-12 ламп.

Далее следует подобрать высоту, на которой будут располагаться лампы, здесь учесть: уровень яркости величина обратно пропорциональная квадрату расстояния. Для точного вычисления высоты подвеса, следует провести эксперимент, замерить интенсивность люксометром. Опыт подсказывает:

Искусственное освещение

Благодаря техническому прогрессу, современные огородники обеспечивают тепличные растения светом и ночью, и зимой, при этом искусственное освещение:

• улучшает рост растений (выращивание исключительно естественным светом значительно снижает продуктивность);
• позволяет получить продукцию за более короткие сроки и в то время, когда спрос на нее наиболее высок;
• помогает выращивать теплолюбивые культуры, не встречающиеся в местном климате;
• снижает конечную себестоимость овощей на 15% путем повышения урожайности.

Искусственное освещение теплицы

Виды световых режимов для теплицы

1. Световой поток идет в строго требуемом для растения количестве. Плотность световой энергии колеблется в диапазоне 400-1000 ммоль/м2. Освещение можно сделать непрерывным, если использовать специальные реле, автоматически включающие светильники при снижении интенсивности солнечного света.
2. Ночное освещение требуется, когда искусственно продлевают световой день. Энергетическая плотность снижается до 5-10 ммоль/м2. Лампы включают лишь время от времени. При подобном подходе можно либо притормозить, либо ускорить время цветения. Ускорение роста достигается частым включением слабого цвета через каждые полчаса. За время выключения освещения растения не успевают «заснуть» и растут так же, как при постоянном свете. С этой задачей справятся лампы накаливания с рефлектором.

Лампа накаливания рефлекторная зеркальная

Если ни один из режимов не соблюдается, качественной продукции ждать не приходится. Овощи будут цвести без плодоношения, а у вегетативных растений не дойдет и до цветения.

Виды ламп

Накаливания

Один из худших вариантов для искусственного освещения для теплиц. Они быстро становятся горячими и обладают малым коэффициентом полезного действия: энергия затрачивается не столько на свет, сколько на нагрев. Еще один минус заключается в световом спектре: синего в нем нет, что неблагоприятно сказывается на развитии растений. Лампы накаливания подойдут хорошо для выгонки, если их подвесить над рассадой не больше пятидесяти сантиметров.

Газоразрядные

Правильное освещение дадут газоразрядные лампы, используемые часто в промышленных масштабах. Различают три вида:

1.  Ртутная
2. Металлогалогенная
3. Натриевая

Растения при использовании такого типа освещения получают нужный спектр. Лампы имеют отличную светоотдачу, и сами по себе компактны. К минусам такой подсветки можно отнести дороговизну изделий. Для личного пользования они часто не подходят из-за трудностей в монтаже и утилизации. Газоразрядные лампы применяются не в огородных теплицах, а на больших предприятиях и комплексов, где основной заработок заключается в выращивании урожая.

Натриевые лампы подойдут для теплицы благодаря характеристикам, принцип которых заключается в экономичности, долговечности и высокой светоотдачей. Красная часть спектра позволит получить в кратчайшие сроки хороший урожай. Хорошо подходят они и для гроубокса.

Ртутные лампы, или ДРЛ, обладают сильным излучением, тормозящим развитие растений. Основным недостатком их является ртуть, которая негативным образом повлияет на урожай, если лампа разобьется.

Светодиодные

Освещение теплицы светодиодными лампами привлекателен из-за малого потребления энергии и хорошего спектра освещения. В таком случае возможно осветить теплицу по выбору синей или красной частью светового спектра. Существуют также светодиоды белого свечения, охватывающие тот же спектр, что и солнце: растение благодаря этому может быть взращено полностью в искусственной среде. Плюсом ламп будет и экологическая безопасность. Эксперименты показывают, что за светодиодами кроется будущее.

Служат изделия долгое время. Пусть срок службы до 100000 часов для выращивания и не является таковым, вполне реально, что лампы прослужат несколько лет при постоянном режиме работы. С учетом остальных плюсов, заключающихся в низком напряжении и подаче большого количества света, это ставит светодиоды на новый уровень.

Использование светодиодного светильника тоже хорошо подойдет для освещения. Изделие прослужит от трех до пяти тысяч часов, затем будет требоваться полная его замена. Единственный минус – стоимость, которая достигает тысячу рублей. Отдавайте предпочтение отечественным светильникам, а не китайским: их спектр хорош для наших широт. Освещение в гроубоксе также можно оборудовать с помощью светодиодов.

Люминесцентные

Главный минус – небольшая светоотдача, зависящая от потребления электроэнергии. Если напряжения будет недоставать, то люминесцентные светильники могут не давать света, что негативно отразится на растениях. Спектр наилучшим способом подходит для теплиц. При выборе энергосберегающих люминесцентных ламп не потребуется и дополнительного оборудования. Владельцы будут довольны и стоимостью изделий: при всей полезности, они обладают приемлемой ценой.

Ультрафиолетовые

Ультрафиолетовые лампы для теплиц – обязательное условие. Лучи ультрафиолета уничтожают болезнетворных микробов и помогают образованию витаминов в растениях, дают возможность сократить время цветения отдельных сортов. Избыток ультрафиолета сказывается пагубным образом на рассаду: злоупотреблять УФ-лучами нельзя.

Электрификация теплиц

Процесс электрификации теплицы не вызывает сложностей даже у новичка. Он состоит из следующих шагов:

• создание схемы размещения парников и осветительных приборов;
• расчет метража проводов, распределительных коробок;
• покупка материалов – кабелей, розеток, выключателей и других вспомогательных приборов;
• вывод проводов от щитка к теплице;
• подключение проводов к розеткам.

Провода могут проводиться по земле и воздуху. Для правильной, безопасной и надежной прокладки нужно соблюдать ряд требований. Глубина траншеи при прокладывании под землей должна быть минимум 0,8 м, она не должна пересекаться с системой дренажа, а сам кабель должен защищаться гофрированной трубой. При воздушной прокладке кабели не должны задевать кусты и деревья, так как это может привести к поломке провода.

Расчет мощности светильников

При разработке проекта устройства освещения теплицы главным вопросом считается определение числа осветительных ламп. Для этого понадобятся следующие данные:

• Высота светильника над вершиной растения;
• Тип изделий и их мощность;
• Какую преимущественную интенсивность требует выращиваемая культура;
• Рабочая площадь строения;
• В какую пору года планируется выращивать культуру.

Все растения можно поделить на несколько групп, которые отличаются различными требованиями к освещению:

1. Яркий свет создают для растений, которые в естественных условиях растут на открытой местности — для роз, пальм, гибискуса и т.д. Для них необходим высокий уровень — 15-20 тыс. Люкс.
2. Умеренный свет создают для рассады, желаемый диапазон освещенности которой находится в пределах 10-20 тыс. Люкс.
3. Полутемное состояние (5-10 Люкс) можно организовать для растений, способных расти в сумерках.

Допустимую степень освещения для каждого растения можно узнать в агрономических справочниках. Минимальная величина для зеленых насаждений — 6-7 кЛк, ее вполне можно достичь лампами удельной мощностью 50-100 Вт/м2. Исходя из требований конкретной культуры, определяется количество приборов. Расчеты можно выполнить самостоятельно.

Для этого воспользуемся формулой:

F = E * S : Kи, где:

E — допустимый уровень освещенности для растения; F — световой поток для конкретного растения; S — площадь освещаемого участка; Ки — коэффициент, определяющий различия между лампами с внешним отражателем и встроенным (в первом случае он равен 0,4, во втором — 08).

Определим световой поток для участка 18 м2 для растений, требующих 10000 люкс:

F = 10000 * 12 : 0,4 = 300000 люмпен

Рассчитаем, сколько необходимо натриевых ламп ДНаТ мощностью 250 Вт (27000 люмпен), которые обеспечат такой световой поток:

300000 : 27000 = 11-12 штук

Далее рассмотрим, на какой высоте необходимо расположить приборы. Точное размещение можно определить с помощью люксметра, но можно воспользоваться справочными данными:

• Над одним ростком можно подвесить образец мощностью 20-30 Вт на высоте 50-300 мм.
• Для группы достаточно прибора 50-100 Вт, расположенного на высоте 400-600 мм над самым верхним листком.
• Над большими участками подвешивают лампы 250 Вт на высоте 1000-2000 мм. Они устанавливаются в зимних теплицах.

Для усиления полезного светового потока часто применяют рефлектор. Он направляет свет на рассаду и концентрирует его, значительно увеличивая освещенность. Такие устройства рекомендуется применять при использовании маломощных ламп, например, люминисцентных. Неправильный расчет может привести к ожогу или перегреву растения и даже к его гибели, поэтому изделия необходимо размещать на таком расстоянии от культуры, чтобы не нанести ей вред. При этом необходимо учитывать уменьшение освещенности при увеличении расстояния до объекта.

Существует формула, по которой можно определить величину этого параметра в зависимости от расстояния между прибором и растением: освещение = 1/2 расстояния между ними.

По этой формуле при увеличении расстояния вдвое уровень световой энергии не меняется пропорционально, поэтому для расчета необходимо использовать специальные таблицы. Также по специальным таблицам можно сразу определить, какую площадь освещают лампы определенного типа, расположенные на рекомендуемой высоте.

Для повышения эффекта можно использовать рефлекторы. Они отражают свет по-разному в зависимости от покрытия. Коэффициент отражения алюминиевого изделия достигает 80%, зеркального — 90%. Чтобы получить желаемый результат, необходимо правильно повернуть рефлекторы, чтобы свет попадал точно на растения.

Большое количество ламп не всегда положительно сказываются на росте рассады. Они повышают температуру в строении, и растения погибают. Другая неприятность — перегрев прибора, что выводит его из строя. Кроме того, увеличивается расход электроэнергии. Поэтому вместо увеличения количества ламп выгоднее использовать отражатели, которые не перегревают воздух в помещении.

Стоит ли использовать рефлекторы (отражатели)

В обще их используют довольно часто, собой они представляют простой механизм. Суть работы – делать свет более интенсивным. Чтобы их сделать нужно, потратить немало времени, хотя можно купить в магазине готовый. Будет интересно узнать, как провести свет в сарай.

Яркость свечения зависит от покрытия рефлектора, всегда существует два:

1. Алюминиевый. Он отражает 80% света.
2. Зеркальный. Процент отражения составляет в этом случае 90%.

Оба варианта стоят примерно одинаково. Но, помните, лампы должны быть установлены правильно, в противном случае толку от отражателя не будет никакого.

Интересное видео по теме:

 Как сделать расчет освещения в теплице.