Светодиодное освещение в теплице: выбор светильников и правила установки

Даже при самых лучших условиях развитие тепличных растений останавливается, когда световой день идет на убыль. Суммарное время «освещенной» жизни культур должно составлять 12 и более часов в сутки. Причем хорошему урожаю и дружным всходам способствует не всякий свет, а обладающий определенными параметрами спектра и интенсивности. Светодиодное освещение в теплице – самый результативный метод, способный создать оазис для растений. Узнайте, как реализовать его на практике своими руками.

Зачем нужно освещение в теплице

Световая энергия для растений сродни пище. Без ее участия в клетках невозможен фотосинтез и выработка углеводорода. А ее недостаток сказывается на здоровье и внешнем виде тепличных питомцев:

• не дает прироста зеленая масса;
• листики приобретают бледность, а в нижней части – желтизну;
• стебли становятся ломкими и не вытягиваются до положенной высоты.

Избежать негативных последствий укорачивающегося светового дня помогает досвечивание искусственными источниками. Определяющими параметрами тепличных светильников являются:

• мощность;
• диапазон излучаемого спектра.

Обычные лампы накаливания дают мощный световой поток, но их использование в теплицах не рекомендуется из-за желтого диапазона излучений. Он приемлем при выращивании рассады. А вот для развития посадок, цветения, плодоношения нужны другие условия.

Правильно воздействовать на культуры и обеспечить нужный диапазон способны светодиодные тепличные светильники. Спектр их излучения широк и мобилен: его можно регулировать, менять, комбинировать, подсвечивая растения в теплице нужным светом на том или ином этапе их жизни.

Для обеспечения естественных физиологических процессов растений огороднику важно придерживаться следующих правил досвечивания:

1. Освещение в теплице должно быть непрерывным, то есть без перерыва между светом естественным и искусственным. Обеспечить такую непрерывность способны световые реле, включающие приборы при снижении интенсивности солнечного света.
2. Покой и сон зеленым питомцам необходим так же, как и свет. Без шести часов темноты они станут сбрасывать цветы, отставать в развитии. Разность температур между покоем и бодрствованием не должна превышать 8 градусов.
3. Качественный и полезный продукт удастся получить только в условиях, приближенных к естественным:
   • при максимальном использовании света от солнца;
   • когда спектр излучения тепличных светильников не монохромный, а приближен к солнечному, то есть включает в себя все цвета радуги.

Требования к подсветке парника

На каждой стадии развития тепличные посадки нуждаются в том или ином световом режиме. В период роста и «становления» света нужно до 20 часов ежедневно. На поздних этапах потребность падает, например, корнеплодам и капусте достаточно 12 часов, а фасоли, кабачкам – 8.

Не менее важна равномерная подсветка каждого участка. А значит, нужно установить достаточное количество световых установок на имеющуюся площадь и подобрать их оптимальные характеристики, исходя из требовательности культур к свету.

Какой спектр света нужен растениям

За переработку света в листьях отвечают пигменты. Каждый из них поглощает свой световой диапазон, который растение расходует на определенные цели:

• на развитие корней, цветков и плодов оказывает влияние пигмент с чувствительностью к красной области спектра;
• объем и сила зеленой массы зависят от пигмента, поглощающего синюю область;
• сине-фиолетовый диапазон способствует увеличению крепости и плотности питомца;
• нижний ярус растений, недосягаемый для синих и красных лучей, для фотосинтеза использует зеленую часть спектра излучения.

Исследования показали, что в искусственном освещении теплицы благоприятным для урожайности сочетанием энергий по спектру является:

• 30% синей области;
• 20% зеленой;
• 50% красной.

Сильная накачка каким-либо из цветов приводит к нарушениям в развитии. Например, если в излучении большую часть составляет синяя область спектра, то у посадок будет высокий фотосинтез, но низкая продуктивность.

Оптимальный диапазон излучения

Фотосинтетически активным является излучение в диапазоне волн 400-700 нанометров. В разные периоды вегетации культурам необходима определенная область из этого спектра:

• на вегетативный рост «молодняка» положительно влияет длина волны 400-500 нанометров (синя часть спектра);
• для образования цветов и завязей – 600-700 нанометров (красная часть);
• желтый и зеленый влияния на рост и плодообразование не оказывают. Тем не менее их наличие в спектре тепличных ламп необходимо. При монохромном освещении плоды теряют вкус и полезность, хотя и вызревают быстрее.

То есть самые нужные для растений цвета – синий и красный. Как раз такие цвета исходят от светодиодов, которые задействованы в Led-светильниках, лентах, лампах в прожекторах. Смешивание синего и красного дает фиолетовый, именно поэтому под светодиодными светильниками пространство имеет фиолетовый оттенок.

Светодиодные лампы перекрывают требуемый диапазон спектра, поэтому их активно используют в растениеводстве. А чередуя или комбинируя разные цветовые группы, можно получить световой источник с любым спектральным составом, переводя его в более красный или синий диапазон. Более того, в рамках одной теплицы можно создать разные световые условия для определенных культур, всего лишь меняя состав спектра в лампах на основе светодиодов.

Расчет количества светильников

Схему размещения светильников для теплиц составляют так, чтобы «световое» питание досталось каждому питомцу. Для нормального протекания биологических процессов и хорошего роста в зимний период необходимо на каждый квадратный метр теплицы «пролить» энергии, равноценной 1/3 солнечного летнего света. Это 15-25 тысяч люкс или лампа с уровнем мощности в 100 Вт на 1 кв. м.

Например:

• Чтобы хорошо осветить теплицу 15 кв. м нужно включить ламп на 1500 Вт мощности.
• Мини-теплица 0,6х1,2 м требует мощности ламп 120 Вт – это 2 лампы по 55-60 Вт.
• Если высота подвеса (расстояние от места установки ламп до рассады) большая, то лучше поставить 3 лампы, потому что полезное излучение рассеивается.

При выборе типа светодиодных лап для теплицы важно учесть угол освещения, который может быть:

• в 600, в нем нуждаются томаты, огурцы, перцы;
• в 900 подходит корнеплодам, капусте.
• в 1200, его требуют лук, петрушка, укроп, салат.

В идеале можно провести формульный расчет требуемого светового потока на 1 кв. м. Для этого придется покопаться в агрономических справочниках и узнать несколько величин:

• E — уровень освещенности для конкретной культуры;
• F — световой поток, нужный этой культуре;
• Ки — коэффициент использования потока.

А также указать S — площадь освещаемого участка.

Сама формула выглядит так: F = E * S : Kи

Можно подойти к расчетам светодиодного освещения проще и воспользоваться онлайн-калькулятором, который подсчитает не только общее количество световых точек на заданной площади теплицы, но также их количество в ряду и количество рядов.

Самый простой способ определить какую лампу на какую площадь поставить – это воспользоваться следующей таблицей.

Так как угол освещения у Led-светильников невелик, при их установке в теплице важно не допустить темных зон, то есть световые потоки должны пересекаться, как показано на схеме.

Выбор элементов освещения

Выбор светодиодного Led-оборудования для нужд тепличного растениеводства большой: лампы, прожектора, трубы, ленты. Каждый светоприбор разработан для определенных стеллажей и видов культур.

• Лампы. Освещают небольшое количество рассады, поэтому для равномерного распределения света на большой площади, нужно монтировать много точек освещения.
• Светодиодные трубы подходят для длинного и узкого стеллажа.
• Прожекторы. Нужны для досвечивания значительных площадей с большого расстояния.
• Квадратные таблетки обеспечат свет над широкими стеллажами.
• Ленты. Мягкие полосы, которые можно располагать в любом порядке, разворачивать, сгибать. Подходят для рядовых посадок в теплицах.

Преимущества и недостатки диодного освещения

Несмотря на обилие светотехнической продукции, специальные светодиодные лампы для теплиц уверенно выходят в лидеры. Секрет их популярности кроется в уникальных свойствах светодиодов:

• свет ламп не распространяется во все стороны, а, благодаря встроенным линзам, сконцентрирован в поток. В результате отпадает необходимость в отражателях;
• светодиоды не являются хрупкими, а устройства на их основе вандалоустойчивы, не боятся влажного воздуха и случайного попадания на поверхность воды;
• из-за низковольтного питания, лед-светильники не взорвутся и не станут источником пожара;
• низкое выделение тепла (светильник нагревается максимум до 55 градусов), поэтому их можно располагать близко к культурам. Листва не получит ожога, даже если соприкоснется со светодиодом;
• однажды купив диодные источники света, нет нужды менять их при смене посевных культур. Сажая тенелюбивые после светолюбивых, на Led-оборудовании достаточно убавить яркость;
• энергоэффективны, экономично расходуют электричество;
• спектр излучения светодиодов наиболее соответствует спектру эффективности фотосинтеза. А значит, можно использовать светильники меньшей мощности и еще больше сократить расход электричества;
• Led-светильник можно проектировать над каждым конкретным растением, подсвечивая его определенным цветом. За счет подбора спектрального состава светодиодного освещения появляется возможность укоротить полный цикл развития растения и увеличить количество периодов плодоношения;
• большой ресурс – 11-15 лет и надежность;
• экологичность (в составе светодиодов нет вредных веществ).

Главный недостаток Led-светильников – высокая стоимость на первоначальном этапе. Но этот недостаток нивелируется коротким сроком окупаемости (2,5 года), долгой эксплуатацией и нарастающей экономией за счет низкого энергопотребления.

Еще один отрицательный момент – постепенная деградация светодиодов, то есть потеря яркости со временем (3-5 лет).

Варианты светодиодного освещения для теплиц

Несмотря на то что диодные осветительные приборы очень эффективны и «питают» растения необходимым на том или ином этапе жизни спектром излучения, применение подсветки даст результат, если будет правильно подобран тип осветительного оборудования. Здесь важно соблюдать непреложное правило: чем крупнее растение, тем больше света ему нужно.

Светодиодные ленты

В теплицах с длинными рядами стеллажей вместо светодиодных светильников экономичнее использовать светодиодную ленту. Она представляет собой мягкую полосу с вкрапленными в нее источниками света. Обратная сторона снабжена клейкой основой, что облегчает крепление.

Такие полосы выпускают двух типов:

• декоративные, которые не дадут культурам требуемой мощности светопотока;
• тепличные с более мощными диодами.

Интенсивность светопотока ленты можно определить самостоятельно:

• выяснить тип диодов в ленте. Тип 3528 имеет световой поток 5 лмм, тип 5050 – 12 лмм;
• посчитать количество диодов на одном погонном метре ленты;
• умножить это количество на величину светового потока каждого диода.

Например, 30 диодов умножить на 5 лмм и получить 150 лмм. Этот поток света сравним с освещением от 10 ватной лампы накаливания.

Выбирать ленту для светодиодного освещения теплицы нужно по таким параметрам:

• чередование синих и красных диодов, которое указано на полосе так: 10:3, 15:5, 5:1. Этот шифр означает, что после 10 красных диодов будут идти 3 синих и так далее.
• класс влагозащиты. IP65 – IP67 оптимальный для тепличных условий.

Рабочая область светодиодных лент имеет низкую температуру, поэтому их можно размещать близко к растениям (15 см), что увеличивает светопоглощение.

Осветительные led-элементы

Led лампы для теплиц выпускают с разным набором светодиодов, разной мощности и количеством излучения, под различные цоколи. Выбрать led-элемент под конкретную культуру огороднику не составит труда.

Основные характеристики светодиодных ламп:

• не взрывоопасны;
• не нагреваются и не нагревают растения, оптимально располагать на расстоянии 30 см от культуры;
• возможна регулировка яркости и уменьшение интенсивности свечения;
• не боятся попадания воды, что иногда случается при поливе;
• корпус прочный;
• крепить можно на потолке или на тросе, который опускается на нужную высоту;
• при поломке диод можно заменить, не выбрасывая лампу.

Диодные прожекторы для парников

В светодиодных прожекторах стоят сотни диодов, которые обеспечивают световой поток большой мощности. Тепловыделение при этом – низкое, что позволяет располагать прожектора близко к тепличным культурам и уменьшать потери света.

Для парника нужно выбирать прожекторы с классом влагозащищенности IP65, которые можно без опаски применять совместно с системами автоматического полива или орошения.

Срок службы прожектора 35000 часов, чего хватит на несколько сезонов выращивания овощей и зелени в теплице.

Как сделать освещение в теплице своими руками

Определившись с типом лед-оборудования, которое вы будете использовать в тепличном хозяйстве, можно приступать к его монтажу. Сколько светодиодов для теплицы нужно и где будут места их размещения, покажет предварительно составленная схема разводки электросети и расчеты оптимальной освещенности для конкретных культур.

По схеме легко понять, куда и в каком количестве тянуть электрокабель, где поместить розетки и выключатели. Закупив требуемое количество светодиодных ламп для теплицы, и подготовив инструменты (отвертка, молоток, плоскогубцы, гвозди, изолента), можно приступать к обустройству электрификации.

Простая в монтаже лампа

Чтобы запитать теплицу, нужно протянуть к ней кабель электропитания от домашнего щитка и замкнуть его на тепличный щиток с рубильником (на случай экстренного обесточивания линии). Делают это двумя способами:

• натянув провода между строениями над землей, место переброски должно быть свободным от деревьев;
• уложив провод в предварительно сделанную траншею (глубиной 0,8 м), где он будет защищен от ветра и дождя. Кабель в этом случае покупают не обычный, а с защитным экраном.

Провод будет оказывать сопротивление движущемуся по нему току и чем длиннее провод, тем это сопротивление больше. Чтобы преодолеть падение напряжения, нужно выбирать кабель с большим сечением. Например, для провода длиной 23 м оптимальное сечение 2,1 кв. мм. Если сечение будет занижено, то есть меньше потребляемой мощности, провод будет нагреваться, а его изоляция повреждаться, что приведет к замыканию и пожару. Кабель лучше выбирать с заземлением.

Все части кабеля внутри теплицы нужно заключить в гофрированный пластик, чтобы защитить от повышенной влажности. Завершающий этап электрификации:

1. По намеченному плану проводят разводку кабеля. Соединения проводов выполняют клемниками, обеспечивающими надежное соединение.
2. Все крепежи и стыки изолируют.
3. Монтируют розетки, выключатели.
4. Подвешивают лед-оборудование. Подключение светодиодных фитоламп выполняют напрямую к сети 220V. При уменьшении напряжения в сети они будут продолжать работать с меньшей яркостью, в отличие от ламп накаливания. Подвешивание фитоламп выполняют на тросы с карабином, либо к потолку с помощью прищепки.

Видео: как выбрать элементы освещения теплиц

О том, как подобрать светодиодное освещение в теплице, лучше всего знают эксперты. Беседу с одним из специалистов по лед-оборудованию вы увидите в прилагаемом видео.

Видео: Фитолампы. Советы эксперта

Видео: Фитолампы. Как правильно разместить фитолампу.

Видео: монтаж освещения в парнике

На следующем видео показано как развести проводку по теплице и смонтировать щит для счетчиков.

Видео: Монтаж электричества в теплице. Часть 1.

Видео: Монтаж электричества в теплице. Часть 2.

Светодиодное освещение теплицы является самым универсальным и эффективным вариантом досветки, применимым к любым растениям. Основываясь на приведенных выше советах и расчетах, подобрать подходящий тип Led-светильников несложно. Но и советы специалиста в магазине будут не лишними. Он больше знает о потребностях культур, оценит материал стен и крыши теплицы, учтет ее особенности и даст взвешенный ответ по выбору лед-элементов.