Світлодіодні світильники для рослин види і застосування

Як світлодіодні світильники для рослин підвищують урожай при мінімумі енерговитрат

Зміст:

Тепличні господарства все активніше застосовують LED-технології, отримуючи чудовий урожай сільськогосподарських культур. Доведено на практиці, що сучасні світлодіодні світильники для рослин є найефективнішим і економічним методом освітлення теплиць, парників, оранжерей, зимових садів. Зі своїм завданням по забезпеченню фотосинтезу вони справляються на «відмінно». Отримуючи необхідну кількість світлової енергії, овочі, цитрусові, ягоди і квіти повноцінно ростуть, цвітуть, плодоносять і нарощують біомасу.

Актуальність світлодіодного освітлення для сільгоспкультур

Для рослин світло важливий так само, як повітря і вода. Але навіть влітку, великі території, які простягаються вище 40 ° північної широти, відчувають дефіцит сонця. А це основна частина Росії! Організувавши освітлення теплиці світлодіодними лампами, ви повністю компенсуєте недолік природного світла.

Особливості конструкції сучасного LED-світильника

Діод, що випромінює світло – така розшифровка англійської абревіатури LED. Конструктивно світлодіод є напівпровідниковий пристрій, що перетворює електричний струм в світлове випромінювання. Моделі світильників сільськогосподарського призначення мають у складі десятки світлодіодних ламп для максимальної фотосинтетичної ефективності.

Незважаючи на те що світлодіоди виділяють дуже мало тепла, конструкція більшості моделей доповнена радіатором.

Він відводить утворюється тепло від лицьової сторони світильника, дозволяючи розміщувати світлодіодні лампи в теплиці безпосередньо поруч з рослинами, не побоюючись виникнення «опіків».

Експлуатаційно-економічні переваги

LED-світильники можуть використовуватися днем ​​в якості допоміжного джерела світла (для підсвічування рослин). З їх допомогою можна збільшити довжину світлового дня в зимовий період. Можлива і повна заміна сонячного світла з ефективним управлінням світловими умовами. У число найважливіших достоїнств входять:

  • мінімальне споживання електроенергії і висока світловіддача;
  • можливість легко управляти інтенсивністю і спектром;
  • можливість контрольовано посилювати фотосинтез, сприяючи збільшенню біомаси;
  • значне підвищення врожайності, поліпшення смаку, кольору і аромату плодів;
  • направлене випромінювання, що дозволяє раціонально використовувати джерело світла;
  • тривалий термін служби – до 100 000 годин (10 років), офіційна гарантія 5 років;
  • екологічність – небезпечні компоненти відсутні;
  • міцність, вандалоустойчивость, пожежна безпека;
  • можливість використовувати як високовольтні, так і низьковольтні джерела живлення;
  • розраховані на експлуатацію в умовах високої вологості;
  • низьке тепловиділення, що виключає негативний вплив на рослини підвищених температур;
  • універсальні і прості в монтажі, широка варіативність методів монтажу.

Невеликий екскурс в історію фактів

Першою країною, яка застосувала на практиці LED-лампи для освітлення рослин, стала Данія. У квіткових теплицях загальною площею кілька тисяч кв. м. було використано 50 000 світлодіодів. Економія електроенергії склала 40% в порівнянні з традиційними лампами.

Можливість впливу на процеси вегетації за допомогою високоточної регулювання освітлення, дозволила відмовитися від використання хімічних регуляторів росту, що також забезпечило значну економію фінансів. Відзначався бурхливий ріст рослин, інтенсивне утворення бутонів.

Популярні технології монтажу

Виробники розміщують світлодіодні лампи для теплиць в міцні, волого-і пилонепроникні корпусу і забезпечують їх зручними пристосуваннями для монтажу. Найбільшою популярністю користується підвісний метод, який передбачає закріплення світильника на несучому тросі.Регулюючи довжину троса, світильник можна підняти або опустити і тим самим вибрати оптимальне розташування, забезпечивши локальне або загальне освітлення.

Пристрої можуть кріпитися безпосередньо на стелі. В цьому випадку рекомендується купувати моделі, оснащені рефлекторами для повного охоплення грядок світловими хвилями.

Яка частина оптичного спектру необхідна для фотосинтезу

При фотосинтезі кванти світла поглинаються фотосинтетичними пігментами. Різні пігменти призначені для різних частин спектра. Каротиноїди використовують тільки сині світлові промені, а хлорофіли – як червоні, так і сині. Для довідки: хвилі (промені) видимого спектру лежать в діапазоні від 380 до 720 нм. Червоні промені – це довгохвильова частина спектру (620-635 HM), а сині – короткохвильова (450-465 HM).

Пігменти, які поглинають світло червоного діапазону, забезпечують розвиток кореневої системи, цвітіння, подальше формування та дозрівання плодів. Під дією синіх і фіолетових променів відбувається наростання зеленої біомаси. Промені інших частин спектра рослинами практично не поглинаються.

Комбінація світлодіодів забезпечує оптимальний світло

Для потреб сільського господарства випускаються світлодіоди, що володіють різними спектральними параметрами – випромінюють в червоному, синьому, фіолетовому і в інших діапазонах видимого спектру. Комбінуючи їх в одному світильнику, створюють джерело світла з оптимальним спектральним складом для конкретних видів сільгоспкультур.

В результаті, рослина отримає світло всіх частин спектра і зможе повноцінно рости і розвиватися на всіх етапах вегетаційного періоду: від проростання насіння до дозрівання плодів. Таку можливість надають тільки світлодіодні лампи!

Лампи інших типів можна назвати вузькоспеціалізованими, так як одні з них забезпечують тільки пророщування, інші гарні тільки в період цвітіння. Незважаючи на існування універсальних моделей, їх ефективність не доведена, тоді як ефективність світлодіодів багаторазово підтверджена науковими експериментами і широкої практикою застосування в тепличних комплексах.

Тільки корисний для рослин спектральний склад

Світлодіодні тепличні світильники випромінюють тільки в корисному для рослин діапазоні. Відсутні інфрачервона та ультрафіолетова складова і ті частини видимого спектру, які рослинами не використовуються. Це вкрай важливий фактор енергоекономічності.

Завдяки LED-технології, забезпечуються ідеальні умови для протікання фотосинтезу в вирощуваних рослинах, що сприяє підвищенню врожайності на 10-18%. Одночасно істотно підвищується і якість врожаю.

Можливість автоматичного управління

Інтенсивність світлового випромінювання світлодіода залежить від характеристик струму живлення. Створюючи в ланцюзі не постійний, а імпульсивно-модульований струм, яскравістю світлодіода можна управляти. Комплектуючи світлодіодний світильник для рослин світлодіодами з різними спектральними параметрами, отримують випромінювання, різні за інтенсивністю та складом спектра.

Що дає управління світлодіодами

Можливість регулювати спектр світильника, забезпечує оптимальне випромінювання для конкретного етапу вегетаційного періоду. Таким чином можна, наприклад, прискорити дозрівання плодів мінімум на 14 днів і першим вивести свою сільгосппродукцію на ринок, отримавши конкурентну перевагу і вигравши в ціні в 1,5-3 рази.

Використовуючи LED-освітлення, ви отримаєте міцну здорову розсаду в найкоротші терміни. Чи зможете з мінімальними витратами вирощувати безліч культур. Орієнтуючись на кон’юнктуру ринку, зберете пізніший або ранній урожай, значно підвищивши свій прибуток.

Освітлення в роботизованих теплицях

Розумні теплиці і оранжереї – це реалії сьогоднішнього дня. Управління всіма агротехнічними процесами в них здійснюється в автоматичному режимі.Це стосується поливу, провітрювання, внесення добрив і, звичайно, освітлення.

В автоматизованих системах використовуються переважно саме LED-світильники. Управління ведеться за спеціальними програмами, з урахуванням сорту вирощуваної культури і фази її розвитку.

Роботизовані теплиці – це не тільки привілей великих сільськогосподарських підприємств. На світлодіодні лампи для теплиці ціна вище, ніж на лампи іншого типу, але це повністю компенсується швидким терміном окупності. Тому все частіше такий варіант вибирають навіть невеликі господарства, починаючи автоматизувати теплицю саме з її керованого освітлення.

Порівняння світлодіодних світильників з іншими джерелами світла

Щоб оцінити, наскільки світлодіодні світильники вигідні і зручні для теплиці, потрібно порівняти їх властивості з властивостями інших джерел світла. Як показують численні дослідження, натрієві та люмінесцентні лампи, які раніше широко застосовувалися для освітлення закритого грунту, поступаються світлодіодним лампам по всіх параметрах.

Переваги перед натрієвими лампами

  1. Завдяки своєму спектральному складу, світлодіодні світильники перевершують натрієві лампи по віддачі фотосинтетичного випромінювання, що робить їх більш ефективними для освітлення рослин.
  2. В спектрі натрієвих ламп рівень інтенсивності у синій частині спектра в три рази нижче рівня червоній частині. Щоб отримати ефект аналогічний ефекту від світлодіодів, потрібно використовувати більш потужну натрієву лампу, тим самим значно збільшуючи споживання електроенергії.
  3. Щоб отримати 40 Вт / м2 (норма освітленості для вирощування розсади), буде потрібно натрієва лампа 120 Вт. Висвітлюючи розсаду 16 годин на добу, добове споживання електроенергії складе кілька кВт / год на 1 кв. м. Світлодіодні світильники знижують цей показник в три рази! Тим самим знижуючи і собівартість продукції.

Переваги перед люмінесцентними лампами

  1. Світлодіодний світильник дає рослині спектр випромінювання для повного вегетаційного циклу: від пророщування до плодоношення. Спектр люмінесцентних ламп придатний тільки при вирощуванні розсади і не дозволяє рослинам плодоносити.
  2. Світлодіоди абсолютно безпечні, тоді як люмінесцентні лампи містять ртуть у великих кількостях – до 1 м Мають місце численні випадки руйнування люмінесцентних ламп безпосередньо над рослинами, що призводить до необхідності їх знищення і проведення в теплиці дорогої демеркуризації.
  3. Світлодіоди мають рекордно високим ККД і є лідерами по енергоефективності. У люмінесцентних ламп низький коефіцієнт потужності, що робить їх нераціональної навантаженням для електромережі.

Важливо: Тільки використовуючи світлодіодні лампи, можна скоротити тривалість повного циклу розвитку рослини і збільшити число періодів плодоношення, зберігаючи високу якість продукту.

Як самостійно зробити світлодіодний світильник

Зробити світлодіодну лампу для рослин своїми руками – це не фантастика, а можливість випробувати LED-технологію з мінімальними вкладеннями. Всі комплектуючі доступні, придбати їх можна в спеціалізованих магазинах або замовити через інтернет.

Що потрібно для роботи

Для монтажу світильника будуть потрібні мультиметр, паяльник і пінцет, витратні матеріали – ф -люс, припой, теплопровідні скотч з двосторонньої клейкої основою. Електронні компоненти – по 5 червоних і синіх світлодіодів типу FRM потужністю 1-3 ват, ШІМ-драйвер RLD7-2 або RLD10, провід МГТФ або його аналоги, наприклад, PTFE.

Кріплення компонентів виконується на алюмінієвому ребристому радіаторі, одна зі сторін якого є суцільною пластину. Розмір радіатора повинен відповідати кількості використовуваних світлодіодів. За стандартом, один світлодіод, потужністю 1вт вимагає 25 кв. см.

Основні принципи виконання збірки

Збірка світильника здійснюється в кілька етапів і починається з підготовчих операцій. Вони прості, але нехтувати ними не рекомендується – від них безпосередньо залежить успішність результату. Отже, необхідно виконати:

  1. Уточнення полярності – на одному з висновків світлодіода повинен бути присутнім символ «мінус», що позначає катод. Отже, другий висновок є анодом.
  2. Знежирення поверхні радіатора і підстав світлодіодів. Для цієї мети можна використовувати розчин спирту.
  3. Перевірку кожного світлодіода мультиметром для підтвердження справності.

Безпосередня збирання потребує певних навичок в електротехніці:

  1. Використовуючи двосторонній теплопровідні скотч, закріпити світлодіоди на радіаторних пластині.
  2. Захисну плівку зі скотчу акуратно зняти пінцетом.
  3. При складанні дотримуватись полярності (анод до катода) і чергувати червоні та сині світлодіоди.
  4. Виконати припаивание і наступне підключення драйвера.

Саморобний або сертифікований

У домашніх умовах важко забезпечити належну герметичність пристрою, яка потрібна в цілях захисту електронних компонентів. Як наслідок – швидкий вихід з ладу. Інша проблема – оптимізація по спектру. Правильний підпір світлодіодів по потужності і діапазону випромінювань – складне завдання і впоратися з нею зможуть лише професіонали.

Тому не варто очікувати від саморобного світильника високою фотосинтетичної ефективності – це не більше ніж пробний варіант, тільки частково здатний продемонструвати переваги LED-технології.

Якщо ж вам необхідно дійсно високоякісне світлодіодне освітлення для теплиці, зверніть увагу на сертифіковані світильники від добре зарекомендували себе виробників.

Вибираючи конкретний пристрій, можна звернутися за консультацією до фахівців. Вони врахують всі вихідні дані: від площі і конфігурації теплиці до типу вирощуваних культур і порекомендують модель, яка забезпечить високі врожаї в оптимальний термін, економію енергоносіїв, низьку собівартість продукції, і, як результат, – високу рентабельність вашого підприємства.