Организация систем освещения для тепличных хозяйств

Важность выбора

На сегодняшний день доказана прямая связь между степенью освещенности и уровнем урожая, собираемого с освещённого участка парника. Если света недостаточно, то на посадках это скажется следующим образом:

• появится ломкость стеблей;
• не начнут вытягиваться;
• листовая пластина посветлеет;
• снижется урожайность посадок;
• ухудшение вкусовых качеств плодов;
• они начнут болеть разнообразными заболеваниями. Кроме этого их могут поразить насекомые вредители.

К чему приводит нехватка света для растений

Как видим, недостаточный уровень светового потока, организованный в теплице приведет к негативным последствиям. В данном контексте стоит отметить, что самым лучшим светом для подсветки растительных культур является естественный световой поток, исходящий от Солнца. Но зимой, когда световой день короткий, его будет недостаточно для того, чтобы обеспечивать посадки необходимыми питательными веществами и энергией.

Светодиодное освещение теплиц и его особенности

Светодиодные светильники по праву называют наиболее популярными, поскольку они имеют идеальную комбинацию нужного огородным культурам синего и красного света. Радует их экономия в сфере потребления электроэнергии, однако очень многих останавливает цена самих изделий, ведь стоят такие осветительные приборы достаточно дорого. Однако практика показывает, что низкие затраты на электроэнергию покрывают стоимость покупки буквально за несколько месяцев.

В Дании был проведен интересный эксперимент, в результате которого было установлено, что светодиоды могут сэкономить до 40 % затрат на электроэнергию. При этом растения стали расти быстрее, стало появляться больше бутонов, что привело к сокращению применения удобрений и химических добавок. Монтируют такие светильники по всему периметру теплицы, устанавливая на гибкие тросы. Такой вариант позволяет регулировать их расположение для изменения ориентации источника света.

Виды светодиодного освещения

Существует несколько видов светодиодных светильников, которые допустимо применять для освещения теплицы. Это такие разновидности, как:

1. Отдельные приборы – лампы, лед-элементы – применяются для подсветки небольшой массы рассады.
2. Трубчатые – размещаются в протяженных оранжереях.
3. Прожекторные осветители – устанавливаются на больших площадях тепличных комплексов.
4. Квадратные плафоны, так называемые «таблетки» — предназначены для профессионального использования в подсветке стеллажей.
5. Лэд-полоски – благодаря гибкости легко монтируются в любой нужной конфигурации, и потому сфера их применения широка и универсальна.

При выборе типа светодиодного светильника для освещения теплицы нужно учесть несколько важных нюансов: во-первых, для повышения эффективности и экономии для отдельных ламп нужно использовать отражатели; во-вторых, светоисточник необходимо монтировать так, чтобы он непрерывно без перегрева работал до 16 часов в сутки, что особенно актуально ранней весной и поздней осенью; в-третьих, электропроводка и сами приборы подсветки должны иметь надежную изоляцию и высокую степень защиты от повышенной влажности в парниках и теплицах.

Потребность растений в солнечном свете

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

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.

Цены на фитолампы

фитолампа

Подбирая освещение в теплице необходимо учитывать световой диапазон приобретаемых ламп, так как он имеет очень большое значение:

• спектральный интервал в 280–320 нм вреден для флоры;
• лампы в диапазоне 400–500 нм помогают регулировать рост и фотосинтез;
• интервал в 500–600 нм (зелёный) поддерживает фотосинтез в нижний листьях;
• интервал в 600–700 нм (красный) поддерживает развитие и фотосинтез;
• свет 320–400 и 700–750 нм (дальний красный) должны занимать в общем спектре не больше нескольких процентов;
• лампы с интервалом в 1200–1600 нм существенно ускоряют прохождение биохимических фотореакций.

Люминесцентные лампы используются довольно часто для освещения теплиц. Ранее эти лампы считали самым лучшим вариантом для установки в тепличных конструкциях.

https://www.youtube.com/watch?v=PRrS8vz5YqU

Холодный белый свет считается универсальным, его используют в основном для фонового освещения. Теплый белый свет содержит красные лучи и используется в парниках и теплицах. Растения под люминесцентной лампой комбинированного спектра получают равное количество красных и желтых лучей, которые благотворно влияют на рост рассады.

Они имеют рад преимуществ:

• Невысокая цена;
• Долгий срок эксплуатации;
• Не нагреваются;
• Яркий свет;
• Практически не излучают ультрафиолет и инфракрасные лучи;
• Установить светильник можно своими руками.

Из минусов можно выделить низкую светоотдачу и большой размер ламп, которые при монтаже могут закрывать естественный солнечный свет. Светильники монтируют на расстоянии не больше 0,5 метра от растений. Для растений, которые любят свет, оптимальная высота – до 15 см.

Как правильно установить светильник для теплицы

Средняя высота, на которой должен размещаться светильник – 60-70 см. Ее можно регулировать в зависимости от того, какую площадь освещения вы хотите получить, а также с учетом светолюбивости растения. При выращивании рассады допустимо расстояние 25-45 см, меньше уже нельзя, иначе растения получат ожоги. Главное правило – чем мощнее лампа, тем дальше от растений она должна быть.

Свет лампы должен падать сверху вниз или сбоку, имитируя солнце. По мере роста растения следует регулировать мощность освещения. Семена стоит подсвечивать круглосуточно. Молодым росткам нужно больше синего спектра, чтобы сформировать здоровую корневую систему. После пикировки интенсивность подсветки следует уменьшить. Затем спектр нужно изменить на розовый или красный, который поможет растениям нарастить зеленую массу, вовремя зацвести и качественно отплодоносить.

Лампы с разным цветовым спектром можно комбинировать, а для повышения эффективности стоит установить светоотражающий экран.

Длительность искусственного освещения зависит также от периода роста растения. Чтобы всходы не вытягивались, первые несколько дней досвечивайте их по 22-24 часа, затем постепенно снижайте количество до 12 часов.

Вполне по силам установить освещение теплицы своими руками, без помощи профессионала. Для этого нужно вывести отдельный провод от распределительного щитка и провести его под землей или по воздуху. Второй способ намного легче, главное – следить, чтобы на пути кабеля не было деревьев, которые могут его повредить. Если есть возможность провести кабель под землей, то необходимо подготовить траншею около 1 м глубиной и предварительно защитить кабель гофрированной трубой. ***

Для растений ничего нет лучше солнечного света. Но если его недостаточно, стоит организовать освещение для теплицы. Зимой, осенью и ранней весной можно использовать светильники для выращивания рассады. А в течение всего года искусственный свет поможет выращивать больше урожая, чем обычно.

Инфракрасные лампы для обогрева теплиц

Для обогрева зимних теплиц часто используют инфракрасные обогреватели, но довольно часто фермеров смущает высокая цена. Последнее время замечается тенденция увеличения спроса на инфракрасные лампы в качестве обогрева небольших тепличных конструкций или в парниках, куда проблематично провести отопление. Тепловые ИК-лампы излучают небольшую мощность, которой хватает для обогрева небольшого помещения.

Благодаря инфракрасным лампам можно обогревать как маленькие, так и большие теплицы

Мощность ИК-лампы небольшая, поэтому при установке в теплицу нужно учитывать этот факт и размещать их на расстоянии 150 см друг от друга. Лампы нагреваются довольно быстро и хорошо отапливают помещение. Они очень маленькие и легкие, поэтому их можно компактно разместить в теплице, не нарушая общего вида конструкции.

Преимущества инфракрасных ламп для обогрева:

• ИК-лампы при работе нагревают почву и сами растения, они отдают часть тепла воздуху вокруг – все в теплице прогревается равномерно;
• ИК-лампы и обогреватели можно подключить терморегуляторам, которые просигнализируют, когда температура воздуха опустится ниже оптимальной;
• ИК-системы обогрева тратят на 50-60% меньше электроэнергии, чем электро-отопление;
• Быстрый прогрев воздуха;
• Излечения от ИК-ламп не вредят человеку и растениям;
• Нагревательные ИК-лампы не пересушивают воздух, поэтому теплице не нужно дополнительное увлажнение;
• Лампы можно установить локально для каждого вида растений.

Инфракрасные лампочки вкручиваются в патрон, при этом желательно, чтобы он был керамический. От сильной температуры пластиковый патрон расплавиться. При работе не стоит трогать ИК-лампочку – можно получить ожог.

Выбор ламп

В холодный сезон продолжительность светового дня недостаточна для полноценного развития растений, поэтому необходимо дополнительное освещение в теплице зимой. Сегодня рынок не в состоянии предложить универсальное решение. Чтобы создать комфортные условия в теплице следует подобрать сразу несколько видов ламп. Сбалансированная система позволит выращивать обильный урожай круглый год.

Специализированные магазины предлагают самые разные лампы для теплиц, как выбрать правильно и не растеряться в этом многообразии, если маркетологи расхваливают продукцию на все лады? Для этого следует изучить основные характеристики ламп.

Как сделать освещение в теплице, схема для ламп Днат

Лампа накаливания

Лампы накаливания прекрасно освещают теплицу, служат небольшим подогревом для воздуха. Но не выгодны экономически: слишком большое потребление энергоресурсов. Спектр ламп накаливания 600 нм, что совсем не способствует нормальному развитию растений. При злоупотреблении подобным освещением, растения получают ожоги, так как образуется избыток оранжевых, инфракрасных, красных лучей. Стебли неестественно вытягиваются, происходит деформация листьев.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы имеют благоприятный спектр для выращивания растений. Они долговечны, относительно недороги, теплоотдача таких светильников очень низкая. Принцип работы идентичен светосберегающим, но последние способны осветить только незначительную площадь.

Устанавливают люминесцентные лампы в специальных металлических коробах, реже вертикально в пластиковой осветительной арматуре.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц

Современные ультрафиолетовые лампы работают по принципу люминесцентных: в колбе образуется УФ-излучение, благодаря взаимодействию электромагнитного разряда и ртути. Из увиолевого или кварцевого стекла изготавливается газоразрядная трубка, которая имеет свойства пропускать УФ-лучи. Увиолевые более безопасны, так как снижают уровень образования озона. Добавляя разные компоненты при производстве стекла, производители создают лампы, работающие в строго заданном диапазоне, можно подобрать благоприятный спектр освещения.

Освещение в теплице из поликарбоната ультрафиолетовыми лампами

Ртутные лампы

ДРЛ лампы ртутные высокого давления. Быстро нагреваются и излучают лучи из ближнего ультрафиолетового спектра. Полезно такое освещение для улучшения фотосинтеза в очень небольшом количестве, совокупно с солнечным светом. Рекомендованы к использованию в период созревания плодов. Не безопасны, эксплуатация возможна при стабильном напряжении, перепады не могут быть более 5%.

Использование ртутных ламп в теплице

Натриевые лампы

Натриевые лампы (дэнас, днас, днат) высокого давления. Очень экономичны, с большой теплоотдачей, эффективно использование для освещения теплицы ламп мощностью более 400Вт. Натриевые лампы для теплиц создают оранжево-красное монохромное освещение близкое у солнечному. Минус ламп – мало синих лучей. Производители доработали изделие, сейчас можно купить улучшенный вариант ламп для теплиц с более интенсивными лучами синего спектра. Специалисты заметили способность натриевых ламп привлекать насекомых-вредителей, что является значительным препятствием для их применения в теплице.

На фото натриевая лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные светильники для теплиц (LED) по одиночке создают монохромное освещение, но огромный спектр изделий позволяет подобрать комбинацию из светодиодов и составить благоприятный спектр индивидуально под каждый вид растений. Светодиоды для теплиц экономичны, долговечны, работают исправно при низком напряжении. Интенсивность света можно регулировать их количеством и размещением ламп на разной высоте. При росте саженцев лучше освещение теплицы светодиодными лампами синего спектра, для созревания плодов следует использовать оранжевый и красный сегмент лучей.

Профессиональные led лампы для теплиц – подсветка в нескольких спектрах

Инфракрасные лампы для теплиц

Инфракрасные лампы и нагреватели используют для обогрева теплиц. Это энергосберегающие системы, создающие благоприятные условия для роста растений, схожие с естественными. Для более эффективного использования приборы оснащают регуляторами, ручными или автоматическими, так полностью можно контролировать микроклимат. Если конвективное отопление сначала прогревает воздух, то инфракрасное — действует на растения и почву, а затем они отдают тепло в воздух.

Какой обогреватель лучше?

Выбор качественного прибора обычно не сложен, так как большинство обогревателей, которые есть на рынке, соответствуют ожиданиям потребителя. Чтобы купить хорошее оборудование для теплицы, следует учитывать такие моменты:

• наличие сертификата у выбранной модели;
• соответствие мощности обогревателя площади;
• отсутствие звуков при работе устройства;
• наличие гарантии продавца и производителя;
• отсутствие повреждений на приборе.

Перед приобретением обогреватель обязательно надо проверить на работоспособность. Продавец обязан поставить отметку о дате покупки и выдать чек, что при необходимости будет основанием для обращения за гарантией продавца или производителя.

Требования к освещению

Каждая теплица должна быть освещена с учетом существующих норм освещенности. Нужно знать, сколько света в сутки необходимо для конкретного вида растения и соотносить его с размером всей конструкции

Особенно это важно весной и осенью, когда света выращиваемым культурам не хватает ввиду сокращения светового дня. Лампы покупают, в первую очередь, для искусственного увеличения светового дня

Однако создание комфортных условий должно подчиняться некоторым правилам. Например, нельзя допускать, чтобы искусственная подсветка полностью заменяла собой естественный дневной свет.

Приобретать нужно те варианты, которые можно использовать в течение 16 часов подряд за сутки ежедневно. Не покупают приборы, которые работают постоянно, так как от этого растущие культуры будут истонченными, слабыми и вялыми. Освещение должно быть правильным, учитывающим потребность культур в подсветке (от 12 до 16 часов). Если они на это не рассчитаны, рост и развитие культур может приостановиться.

Важно правильно подобрать мощность и количество светильников, выбирая изделия с диапазоном нанометров от 400 до 700. Если этот показатель будет ниже минимальной отметки, то это негативным образом отразится на фотосинтезе выращиваемых растений

Когда он превышает максимальный показатель, то это также вредит культурам.

Светильники для досвечивания могут иметь разный тип подсветки дневного и ночного освещения. Например, это могут устройства, восполняемые недостаток света, поглощаемого растениями во время естественного освещения посредством ультрафиолетовых лучей. Как правило, такие светильники имеют диапазон подаваемой плотности световой энергии от 400 до 1 тыс. ммоль/м2. Кроме этого, освещение может быть фотопериодическим. Импульсное искусственное солнце можно использовать зимой – оно подходит для дневного и ночного освещения и требует порядка 5-10 ммоль/м2.

Значение света для растений

Тепличным растениям, наряду с поливом и удобрениями, жизненно необходим свет, который способствует росту и плодоношению культур (рисунок 2).

Каждому типу культур необходим свет определенной интенсивности. К примеру, корнеплодам или капусте он нужен в течение 12 часов в сутки, а кабачкам или фасоли будет достаточно всего 8 часов для цветения и плодоношения.

Сколько нужно света и каким он должен быть

Как уже говорилось выше, каждому типу растений требуется определенная интенсивность и продолжительность солнечного дня. Поэтому и в процессе расчета подсветки для зимних конструкций нужно обязательно учитывать тип культур, которые будут выращиваться в помещении.

Рисунок 2. Влияние солнца на развитие растений

Все огородные культуры делят на несколько типов, в зависимости от интенсивности и продолжительности света:

• Длинного дня – растения, которые нужно подсвечивать искусственно в течение 12 часов в сутки, чтобы ускорить начало цветения и плодоношения. К таким культурам относят чеснок, лук, капусту и большинство корнеплодов.
• Растения короткого дня не нуждаются в интенсивном свете, поэтому включать лампы рекомендуется только в определенное время и не более, чем на 10 часов в сутки. Такие культуры включают баклажаны, кабачки, фасоль, томаты и болгарский перец.
• Нейтральные растения практически не зависят от продолжительности светового дня и зацветают вне зависимости от интенсивности солнца или подсветки. К таким культурам можно отнести розу, но если вы хотите сохранить здоровье растений, рекомендуется включать подсветку только в определенные часы, строго придерживаясь графика.

Лучшим для растений считается естественный солнечный свет, но если его недостаточно (к примеру, зимой), можно использовать светодиодные или люминесцентные лампы.

Требования к подсветке

Все растения по своей природе адаптированы к белому солнечному свету, но обеспечить аналогичное освещение в помещении достаточно сложно, поэтому рекомендуется использовать свет красного и синего спектра, чередуя их по периодам плодоношения и вегетативного роста (рисунок 3).

Проводя расчет для зимних теплиц, нужно не только подсчитать количество энергии, необходимое для обеспечения всех растений светом, но и сделать примерный план или схему расположения светильников. Это необходимо, так как разным группам растений требуется свет разной интенсивности и продолжительности.

Каким растениям и сколько нужно света

Все растения делят на светлолюбивые и теневыносливые. Исходя из этого рассчитывают и интенсивность освещения.

Все зеленые культуры, огурцы, помидоры и зеленый лук требуют достаточно интенсивного света, а продолжительность дня должна составлять не менее 10 часов. Поэтому при выращивании подобных культур в закрытом грунте нужно придерживаться четкого графика для сохранения урожая зимой.

Рисунок 3. Организация подсветки в теплице

Большинство видов цветов хорошо переносят умеренное затенение, которое не отражается на цветении. Однако следует учитывать, что освещать постройку обычными лампами накаливания нельзя, потому что они часто выходят из строя и быстро нагреваются, нарушая хрупкий микроклимат теплицы или парника.

Особенности организации освещения в теплице

• до начала всех работ составляется план электрической сети и проводки внутри и снаружи теплицы. Он необходим и для предварительного расчёта потребления энергии, и для уточнения суммы монтажа, и для учёта возможных сложностей установки иллюминации;
• кабель к тепличному помещению проводится под землёй или по навесным опорам. Для подземного варианта необходимо покупать специальный кабель с дополнительным защитным экраном;
• для обеспечения предельной безопасности электромонтажа и эксплуатации света проводка внутри теплицы должна быть заземлённой;
• кабели для питания и проводки должны иметь 20% запас пропускной мощности, чтобы он не перегревался во время пускового толчка и непредвиденного повышения напряжения;
• провода внутри помещения следует прокладывать по электротехнической гофре, обеспечивающей изоляцию от влаги и механического повреждения;
• питание к теплице должно быть подведено через распределительный щиток с рубильником. Это необходимо для возможности быстро и безопасно обесточить всю сеть;
• при оборудовании освещения в теплице необходимо строго соблюдать правила пожарной безопасности и проведения электротехнических работ. При подборе, прокладке и соединении проводов следует учитывать высокую влажность внутри помещения. Нормам влагоустойчивости также должно соответствовать оборудование, входящее в сеть: распределительные коробки, соединительные устройства, выключатели, светильники и т.д.

Металогалогенные, ртутные, натриевые и люминесцентные лампы

Освещение теплицы зимой может проходить с использованием и других, менее известных типов ламп. Чтобы понять, что вам больше подойдет, желательно заранее ознакомиться с характеристиками. Существуют такие виды, как:

• Ртутные, которые имеют один существенный минус – высокую скорость нагрева. Кроме того, использование таких ламп грозит высоким уровнем излучения, что может привести к появлению ожогов на листьях и стеблях растений.
• Более выгодным приобретением станут люминесцентные лампы, спектр излучения которых весьма благоприятен для огородных культур. К их плюсам относят долговечность, небольшую стоимость. Однако такие изделия обладают низким уровнем теплоотдачи, а значит, будут просто освещать растения, не нагревая помещение. В итоге вам придется потратить больше средств, обогревая парники зимой.
• Натриевые лампы, которые отличаются высоким уровнем экономичности, ведь даже при мощности в 350-400 Вт такие изделия имеют высокий уровень светоотдачи. Однако тут стоит вспомнить про нужный для растений свет. Так, натриевые лампы создают отличное красное поле, подходящее для цветения, а вот уже знакомого синего света они практически не дают, что сказывается на вегетативном росте цветов.
• Подходящими для установки в теплицах и парниках являются металлогенные лампы, поскольку излучаемый ими свет наиболее приближен к естественному. Их минусы – в высокой стоимости изделий и относительной недолговечности, а потому их приобретение – весьма затратная статья расходов в семейном бюджете.

Как грамотно использовать освещение?

Какое бы растение вы не высадили в теплице, ему будет необходимо до 15 часов освещения в сутки. Если продолжительность дня начинает падать, а вместе с ним и естественное освещение, рост овощных и садовых культур замедляется. Естественно, не позаботившись об освещении, вы просто-напросто погубите свой тепличный сад. При этом, как показали многочисленные эксперименты, не каждый тип освещения подойдет растениям.

Так, пока идет интенсивное цветение и завязываются плоды, культурам не обойтись без красного света (с волнами длиной от 500 до 700 нанометров), а для вегетативного роста им необходим синий цвет (до 400 нанометров). Многие могут подумать, что в таком случае растения можно полностью лишить естественно освещения, однако это не так. Ведь постоянный искусственный свет негативно воздействует на растения, вызывая у них стресс

А потому очень важно, чтобы ваша теплица была грамотно спланирована, давая садовым культурам возможность питаться настоящим солнечным светом