Светильники для теплиц

Световая энергия – «топливо» для фотосинтеза, развития и плодоношения. Разумеется, растениям необходим и «отдых» - темнота, ночь – для лучшего усвоения синтезированных питательных веществ и перераспределения энергетических потоков. Но в целом – чем больше света, тем лучше.
Внедрение в растениеводческую сферу фотосинтетически эффективных ламп для фитоосвещения позволило культивации растений в закрытом грунте сделать уверенный шаг вперед для получения обильных урожаев. В частности, этому поспособствовали специальные светильники для теплиц и оранжерей, которые:

• Компенсируют растениям нехватку естественной световой энергии, что особенно актуально для тепличного и оранжерейного садоводства в холодный период года, когда интенсивность солнечного излучения не велика, а световой день слишком короток. 
• Обеспечивают культуры светом необходимого спектрального состава для гармоничного развития на каждом этапе жизненного цикла. Так коротковолновым «холодным» лучам синего и фиолетового спектров отводится ведущая роль на этапе вегетативного роста, наращивания зеленой массы и становления иммунитета, а в период цветения и плодоношения нужно больше длинноволновых «теплых» лучей оранжевого и красного спектров. Однако для гармоничного развития растения должны получать и те, и другие лучи одновременно.
• Излучают световой поток достаточной силы для стимуляции фотосинтеза.

Это не могли обеспечить бытовые лампочки накаливания, даже самые мощные. Силы их света не хватало, а спектральный состав лучей и вовсе оказывался бесполезным. Однако ситуацию коренным образом изменили дуговые натриевые и ртутные лампы высокого давления ДНаТ и ДРИ, а позже светодиодные технологии. Именно эти светильники для освещения теплиц сегодня наиболее активно применяются для досветки тепличных и оранжерейных растений, а также для освещения гроубоксов и гроурумов, полностью лишенных доступа естественного солнечного света.

Светильники ДНаТ для теплиц и оранжерей

Лампы типа ДНаТ и ДРИ известны человечеству достаточно давно – с начала прошлого столетия точно. Однако широкого распространения для бытовых целей они не получили. Впрочем, не удивительно: требовали подключения только посредством пусковых аппаратов, создавали сильное мерцание, сильно грелись (температура на поверхности колбы достигает +300°C.
Тем не менее, в 70-80-е годы прошлого века именно они совершили в тепличном растениеводстве переворот, показав высокую фотосинтетическую эффективность благодаря спектральному составу излучаемого света, а также его «пробивной» способности. И это несмотря на то, что лампы хоть стали несколько технологичнее, но не избавились от недостатков – просто с этим «научились жить»:

• Совершеннее стали пускорегулирующие аппараты, сводящие мерцание к минимуму.
• Сами лампы стали надежнее и долговечнее.
• Бороться с сильным разогревом лампы и, как следствие, перегревом воздуха в оранжерее, а также световыми и термическими ожогами растений позволили светильники закрытого типа с охлаждающим контуром, а также просчет минимального безопасного расстояния от лампы до верхушек растений, которое в случае с ДНаТ/ДРИ составляет не менее 50 см в зависимости от мощности лампы.

В спектре ДНаТ преобладают красные лучи, поэтому считается, что такие светильники будут более эффективными для освещения цветущих и плодоносящих культур. Но есть и синие лучи, необходимые в период вегетативного роста, что позволяет использовать ДНаТ на всех этапах жизненного цикла растений. При этом наличие минимально достаточного количества синих лучей с небольшим преобладанием красных в пучке света не тормозит вегетативное развитие, а лишь препятствует чрезмерному вытягиванию растений ввысь, делая их структуру более плотной и приземистой.
В спектре ДРИ резко преобладают «холодные» лучи, поэтому данные лампы применяются для освещения вегетирующих нецветущих растений.
Светильники для ламп ДНаТ/ДРИ, как открытые, так и закрытые, оборудуются светоотражателями-рефлекторами для отражения и равномерного рассеивания отраженного пучка света к растениям, что существенно повышает КПД такого светильника, позволяя применять лампы меньшей мощности и сокращать затраты на электроэнергию.
Дуговые лампы в теплицах подвешиваются сверху над растениями с возможностью регулировки высоты положения – по мере роста растений или по необходимости. Мощность подбирается исходя из планируемой площади освещения, светолюбивости культуры и количества поступающего к растениям естественного света, но, как правило, его очень не много, и в расчетах этим количеством пренебрегают.
При этом нужно учитывать, что двукратное увеличение расстояния между лампой и растениями снижает интенсивность светового потока втрое. Но применять слишком мощную лампу, подвешивая ее слишком высоко и стремясь покрыть ее светом как можно большую площадь нерационально – эффекта не будет. Также не стоит применять несколько «маленьких» ламп ДНаТ на той площади, с освещением которой справится одна среднемощная или мощная лампа, а все потому, что большее число ламп меньшей мощности все равно будут потреблять энергии больше, и намного сильнее будут нагревать воздух, потребует применения более производительных и дорогих вытяжных вентиляторов.

Примерный расчет необходимой мощности светильника

Подбирая светильники для теплиц, растениям необходимо обеспечить достаточное количество света. Для этого нужно знать их фотонную потребность, или необходимую силу света в люксах. Также нужно четко знать площадь, на которой требуется организовать фотосинтетически эффективное освещение – например, 2 м2, которые в каждой точке в любой миг должны получать не менее 10 тысяч люкс света.
Можно воспользоваться простой формулой F=E×S/K, где F – искомый световой поток лампы/светильника в люменах, Е – требуемый уровень света (например, 10 тысяч люкс), S – площадь (например, 2 м2), а К – коэффициент использования светового потока, принимаемый равным 0,8 для ламп и светильников со встроенным отражателем и 0,4 для ламп с внешним отражателем.
Исходя из принятых исходных данных и К=0,4, требуемая световая мощность лампы должна составлять 50 тысяч Лм. Такой поток может обеспечить лампа ДНаТ без встроенного отражателя мощностью 400 Вт. Если светильник рассчитан на 2 патрона и 2 лампы ДНаТ, то можно применить 2 штуки по 250 Вт (25-27 тысяч Лм каждая).
Однако контролировать, хватает ли света растениям в теплице или оранжерее при подборе ламп по мощности и подвесе их на определенную высоту, помогает прибор люксометр – удовольствие, возможно, и не самое дешевое, но точно необходимая вещь в тепличном хозяйстве.

LED светильники для теплицы

С оглядкой на недостатки дуговых ламп высокого давления внимание было обращено на диоды. В итоге диодные фитосветильники оказались прогрессивными, с массой преимуществ, но, увы, дорогими. Хотя сегодня, по сравнению с ситуацией 20-летней давности, стоимость LED-фитоламп существенно снизилась, и светодиодные светильники для теплиц и небольших домашних гроубоксов уже становятся частыми гостями, постепенно вытесняя «золотой стандарт» 80-х – ДНаТ.
Преимущества диодных светильников:

• Излучение только необходимых растению фотосинтетически эффективных спектров света благодаря тому, что светильники собираются из множества диодов, способных излучать конкретный спектр. Это позволяет создавать лампы, которые не будут тратить энергию на ненужные спектры.
• LED-лампы очень энергоэффективны и обладают высоким, достигающим 98-99% КПД.
• Диодные фитосветильники по сравнению с дуговыми лампами вообще практически не нагреваются (хотя все зависит от мощности, но все равно раскаленных до 300 градусов поверхностей в этом случае нет). Это позволяет использовать светильники меньшей мощности, располагать их ближе к растениям (вплоть до расстояния 5-20 см) без опаски нанесения ожогов культурам и критического перегрева воздуха в оранжерее (хотя вентиляцию все равно никто не отменяет). Однако пожаробезопасность в случае с таким освещение куда выше.
• Светодиодные светильники, представляющие собой плоские панели с набранными на них отдельными диодами или COB-матрицами, которые не требуют приобретения дополнительного пускового оборудования для своей работы. Учитывая тот факт, что пускорегулирующие аппараты для ДНаТ/ДРИ занимают место, тоже греются и создают шум, применение диодных светильников представляется более комфортным и безопасным.
• Срок службы диодных светильников для теплиц в разы больше срока службы ДНаТ-ламп, к тому же, они не такие «капризные» к управлению как ДНаТ, которые нельзя часто включать и выключать.
• Диоды хоть и уступают дуговым лампам в силе светового потока, но способные близко располагаться, все равно обеспечивают достаточно высокую «пробивающую» способность света.

В зависимости от модели, применять LED-светильник можно на той или иной стадии жизненного цикла или на всем его протяжении – моноспектр, биколорные или фулл-спектр варианты. Также, как и ДНаТ-дампы, диодные светильники для теплиц для выращивания растений подвешиваются с расчетом на возможность регулировки высоты подвеса.
Учитывая вышеизложенные преимущества, производя расчет необходимой мощности светодиодного светильника можно выбирать модели на 100-200 Вт менее мощные, чем дуговые лампы, нужные для освещения той же площади. Но люксометр все равно не помешает.