Светодиодные светильники в освещении теплиц: преимущества, режим использования, особенности применения

В большинстве регионов нашей страны довольно сложные климатические условия, что мешает выращивать растения в открытом грунте и повышает актуальность использования теплиц. Но, чтобы получить хороший урожай достойного качества, недостаточно установить парник, нужно еще и правильно организовать в нем искусственное освещение. Как лучше это сделать? Какие лампы будут работать в теплицах наиболее эффективно? И какой свет нужен растениям для гармоничного развития и активного роста? Разбираемся в вопросе.

Зачем нужно искусственное освещение в теплице?

О том, что свет очень важен для нормального развития растений в целом, и сельскохозяйственных культур в частности, знают все. Но, когда речь идет о выращивании овощей, ягод, цветов и корнеплодов в промышленных масштабах его роль многократно возрастает. Все дело в том, что из-за короткого светового дня в осенне-зимний период, который во многих регионах России длится девять месяцев, все вегетативные процессы замедляются или вовсе останавливаются. В результате недостатка света:

• прекращается рост растений;
• стебли становятся хрупкими, истончаются и ломаются;
• листья подвергаются деформации;
• цветение и плодоношение становится невозможным.

А фотоны света, аналогичного солнечному, позволяют стимулировать фотосинтез и буквально спасти культуры от гибели. При правильно организованном искусственном освещении биомасса будет нарастать, рассада постепенно окрепнет и со временем сможет завязать бутоны, а потом и плоды.

Искусственное освещение не является абсолютной альтернативой солнечному свету, и в идеале растения должны регулярно получать «порцию» ультрафиолета (его беспрепятственное проникновение в теплицу может обеспечить прозрачный поликарбонат). А недостаток дневного света уже можно компенсировать при помощи ламп.

Принципы организации подсветки в тепличном хозяйстве

Чтобы искусственное освещение в теплице было максимально эффективным, нужно учитывать, что у каждой культуры своя потребность в свете, а на результат влияет не только количество света, но и цвет освещения.

Так, овощи и цветы нуждаются в красных и синих лампах, для цветущих растений из категории декоративных оптимален фиолетовый свет, усиливающий окраску их лепестков, а вот для выращивания рассады специалисты рекомендуют применять оранжевые лампы.

Желтые лампы в теплицах использовать не стоит, поскольку они не способствуют нормальному развитию растений и часто вызывают деформации листьев и побегов.

Для получения хорошего урожая надо:

1. Использовать для обшивки парников прозрачные или полупрозрачные материалы, которые не будут препятствовать проникновению солнечных лучей. Солнце жизненно необходимо растениям, и полностью заменить его искусственным освещением не получится.
2. Располагать лампы подсветки на расстоянии около полуметра от верхних листьев. Если же растениям при таком размещении не будет хватать света, можно попробовать пустить светильники ниже, а при избытке – поднять.
3. Применять лампы разного цвета и использовать их поочередно. Оптимальное решение – сочетание синей подсветки и инфракрасного освещения.
4. При необходимости устанавливать светоотражатели – они могут быть заводскими или самодельными (экраны из фольги).

Подбор оборудования

При выборе ламп для подсветки грядок в теплицах нужно учитывать их:

• мощность;
• световой спектр;
• материалы, использованные при производстве, – они должны иметь высокую коррозионную стойкость, чтобы выдержать повышенную влажность.

Кабельные линии

Чтобы избежать замыканий, в небольших теплицах лучше прокладывать воздушные кабельные линии. Если же речь идет о промышленных объектах крупных агрохолдингов, где парники используются круглогодично, для прокладки кабеля следует задействовать специальные лотки, которые обычно интегрируются в конструктивные элементы. А для управления подсветкой рекомендуется применять автоматику – она будет контролировать и длительность, и интенсивность освещения.

Особое внимание при монтаже систем электропитания нужно уделять проверке качества изоляции кабелей. В теплицах повышенная влажность и даже незначительное повреждение изоляционного слоя может привести к замыканию и возгоранию.

Какие лампы можно использовать в теплицах?

Обычно для освещения теплиц применяются:

Лампы накаливания

Лампы накаливания одни из самых распространенных, но, являясь источником световых лучей красного спектра, стать полноценной заменой солнечному свету они не могут. Да и постоянно держать их включенными не рекомендуется, поскольку это чревато ожогами листьев и стеблей (лампы сильно нагреваются при работе) и приостановкой вегетации. Так что использовать их для освещения теплиц можно только периодически и в сочетании с люминесцентными. При этом надо отметить, что лампы накаливания идеальны для выгонки зелени. А одним из главных минусов таких источников света являются значительные затраты на энергоснабжение.

Натриевые

Натриевые лампы часто применяются для выращивания рассады и радуют своей экономичностью – мощные экземпляры 400 Вт можно использовать и для освещения, и для обогрева теплиц. Но в таких лампах преобладающими являются лучи желто-красного спектра, и ощущается явный недостаток синего. Поэтому, чтобы обеспечить полноценное развитие тепличных культур, придется дополнять систему освещения другими источниками света.

Металлогалогенные

Металлогалогенные лампы являются одними из наиболее адаптированных для применения в теплицах. Они дают свет необходимого спектра, и растения при таком освещении чувствуют себя прекрасно. Но, к сожалению, у них есть целый ряд недостатков, среди которых:

• высокая стоимость по сравнению с другими моделями ламп;
• короткий срок службы – он напрямую зависит от того, насколько часто будет включаться лампа;
• чувствительность к любым перепадам напряжения – при нестабильном энергоснабжении спектр излучения может меняться, что негативно скажется на растениях;
• риск выхода из строя (взрыва) при резком повышении напряжения.

Ртутные лампы

Ртутные лампы – прекрасный источник ультрафиолета и поэтому востребованы для выращивания рассады. К их несомненным преимуществам можно отнести:

• энергоэффективность – они гарантируют высокую светоотдачу при достаточно низком потреблении электричества;
• легкий и быстрый монтаж;
• нетребовательность в плане обслуживания.

Но утилизация ламп, отработавших свой ресурс, может стать серьезной проблемой – ртуть токсична и просто выбросить лампы в контейнер с бытовыми отходами нельзя. Кроме того, ртутные лампы часто перегреваются, что может создать дополнительные трудности при их эксплуатации.

Газоразрядные

Разработанные специально для тепличных хозяйств газоразрядные лампы реалистично имитируют солнечный свет и больше других подходят для организации искусственного освещения. Они:

• отличаются минимальным энергопотреблением, что важно при охвате больших площадей;
• долго служат (срок работы одной лампы составляет примерно 20 000 часов) и доступны по цене;
• осуществляют не только освещение, но и обогрев;
• характеризуются высокой светоотдачей – лучшие показатели демонстрируют модели с зеркальными отражателями;
• оптимизируют процесс образования бутонов и повышают плодоношение благодаря преобладающему действию оранжевого и красного спектра.

Если говорить о коэффициенте полезного действия, то у газоразрядных ламп он составляет порядка 39 %, что считается очень неплохим показателем. Но у таких осветительных приборов есть и минус – частый перегрев, который почти всегда приводит к выходу из строя.

Люминесцентные

Многие дачники и руководители тепличных хозяйств при организации искусственного освещения отдают предпочтение люминесцентным лампам. Высокий спрос на них объясняется их экономичностью и низким энергопотреблением, а также редкой вариативностью: такие источники света можно размещать как горизонтально, так и вертикально. А это дает дополнительные преимущества при выращивании рассады. Но, планируя установку таких моделей, следует учитывать, что:

• люминесцентные лампы с характерным холодным белым светом больше подходят для фонового освещения парника, чем для точечной подсветки;
• лучи более теплого спектра с присутствием красных фотонов «работают» лучше и намного полезней для растений;
• обеспечить оптимальное освещение, которое будет хорошо стимулировать развитие культур, можно только при сочетании ламп холодного и теплого света.

Теоретически люминесцентные лампы идеальны для теплиц, но на практике часто происходят сбои оборудования, поскольку они чувствительны к показателю напряжения. И если оно нестабильно, лампы будут работать не на полную мощность и толку от них будет мало. А при резком падении напряжения они могут и вовсе не включиться.

Освещение теплиц при помощи светодиодов

В последнее время возрос спрос на светодиодные лампы для освещения теплиц. И это неудивительно, ведь LED-подсветка:

• экологична и безопасна;
• энергоэффективна;
• отличается низкой теплоотдачей и не обжигает листья и стебли растений;
• долговечна – светодиоды прослужат не меньше 15-20 лет, и все это время могут эксплуатироваться со значительной суточной нагрузкой (не менее пятнадцати часов активной работы);
• может обеспечить освещение различного спектра (синего, красного, комбинированного);
• дает направленное излучение – это значит, что устанавливать отражатели не придется;
• позволяет регулировать спектр и интенсивность излучения в зависимости от погодных условий и обстоятельств;
• экономически выгодна – при эксплуатации светодиодных светильников можно сэкономить до 40 % энергии без снижения качества подсветки;
• не требует особых условий при утилизации.

Независимо от напряжения светодиоды обеспечивают равномерный яркий свет и демонстрируют отличную работоспособность в условиях повышенной влажности. Они также не меняют температурный режим в помещении, поскольку не нагреваются выше 50*C.

Что же касается минусов, то у светодиодов он всего один – высокая стоимость. Но, учитывая значительный срок службы и пониженное энергопотребление, рентабельность светодиодного освещения очевидна.

Режим использования светодиодов в теплице

Для освещения теплицы подходят как светодиодные ленты, так и точечные светильники, что очень удобно при организации системы освещения для разных культур. При этом использовать светодиодное освещение можно в двух режимах:

1. Как дополнительный источник света при необходимости искусственно увеличить продолжительность светового дня.
2. Для круглосуточного освещения, когда искусственный свет полностью заменяет собой солнечный, – этот вариант часто применяют в теплицах, где выращиваются цветы.

Устанавливаются светильники обычно в 15-30 см от растений, но возможна корректировка расстояния в зависимости от вида культуры. А при покупке фитоламп нужно обращать внимание на:

• рабочее напряжение;
• плотность расположения диодов;
• цвет спектра.

Как подобрать оптимальный светодиодный спектр?

Формируемый светодиодами спектр излучения зависит от того, какие именно полупроводники используются в светильниках. Например, при сочетании синего, красного и желтого диодов получается видимый белый спектр. А в тепличных хозяйствах ставку делают на красно-синее излучение, которое часто дополняется белым.

Синий спектр (430-355 нм)

Необходим для «запуска» вегетации, поскольку он повышает уровень стрессоустойчивости у рассады, а также позитивно влияет на формирование и развитие растений.

Красный спектр (660 нм)

Широко применяется в период цветения и плодоношения. Также красно-оранжевый диапазон отлично «работает», когда нужно нарастить зеленую массу и укрепить корневую систему.

Если в подсветке доминирует синий спектр, растения будут невысокими, но максимально пышными, А красный, напротив, стимулирует рост и выработку хлорофилла. Таким образом, грамотно сочетая диоды, можно активизировать любой вегетативный процесс и значительно увеличить урожайность.

Сегодня в большинстве теплиц используются фитолампы, в которых на один синий диод приходится четыре красных. По результатам многочисленных исследований ученые выяснили, что такая пропорция делает подсветку универсальной и максимально эффективной.

Итак, подведем итог. Правильно организованное искусственное освещение в теплице способно увеличить не только урожайность, но и рентабельность сельхозпроизводства. Главное – правильно подобрать оборудование, и профессионально выполнить монтаж.