Определение эффективности освещения в теплице

При выборе освещения для теплицы производители должны учитывать его эффективность и то, как оно будет использоваться.

«С начала 20-го века проводилось много исследований на тему чувствительности человеческих глаз к световым волнам», - рассказывает Иден Дубук, технологический руководитель компании Current, «Было обнаружено, что в глазах есть рецепторы, которые улавливают синий, красный и зеленый свет. Человеческий глаз наиболее чувствителен к желтовато-зеленому свету, примерно 550 нанометров (нм). Причина, по которой люди особенно чувствительны к этим цветам, состоит в том, что человеку в процессе эволюции было необходимо оценивать цвет потенциально пригодных в пищу растений. Эта цветовая чувствительность у людей варьируется в зависимости от пола, возраста и места рождения. Чтобы стандартизировать измерение света, ученые разработали кривую чувствительности, называемую фотопической кривой».

Что касается чувствительности к свету растений, то по-настоящему большие исследования в этой сфере начались только в 1970-х годах. Тогда ученые выяснили, что растения поглощают в основном световую энергию в диапазоне от 400-700 нм, которая определяется как фотосинтетически активное излучение (PAR).

«Если белый свет, который является широким спектром, направлен на растения, они кажутся зелеными», - сказал он. «Растения поглощают большую часть красного и синего света для активации фотосинтеза. Если производитель хочет увеличить биомассу растений, то ему следует использовать синий и красный свет, которые растения превращают в энергию. Несмотря на то, что ультрафиолетовый (менее 400 нм) и дальний красный свет (более 700 нм) менее способствуют развитию биомассы, они имеют другие преимущества для других аспектов развития растений».

Определение эффективности освещения

По словам Идена Дубука, эффективность освещения можно связать с тем, сколько электричества тратится на работу досветки и сколько энергии от этого света получают растения.

«Если в светильник подается 1 ватт электричества, светится 0,5 Вт света, тогда выделяется 0,5 Вт тепла», - сказал он. - «Это не зависит от типа используемых ламп, светодиодов (LED) или натриевых ламп(HPS)».

«В светодиоде свет в основном находится в видимом диапазоне», - сказал он. «С помощью HPS-ламп можно получить много инфракрасного излучения, поэтому нужно учитывать тепловое излучение от таких светильников: вычитаем количество ваттов, поступающих в светильник, из количества измеренного видимого света. Разница здесь и есть тепло, излучение, конвекция или проводимость ».

Что касается эффективности освещения светильников, специалист отметил, что большинство производителей сейчас говорят о эффективности фотонов — количестве микромолей на 1 джоуль.

«Микромоль это количество фотонов», - объясняет он. «Микромоли в секунду, разделенные на ватты, создают микромоли на джоуль, которые и есть эффективность фотонов. Это очень важная особенность при выборе светильников для досветки в теплице. Вот как производители могут сравнить эффективность светильника, включая устройство управления люминесцентными лампами и отражатели.

«Если производители освещения говорят о микромолях на джоуль, они измеряют эффективность освещения одинаково. Если они используют единицы измерения, микромоли за джоуль, это четко определено ».

«Для галогеновой лампы мощностью 400 Вт эффективность составляет около 1,3 микромолей на джоуль», - объясняет он. «Для 400-ваттной натриевой лампы эффективность составляет 1,65 микромоля на джоуль. Для 1000-ваттной двусторонней HPS-лампы — 1,85 мкмоль на джоуль ».

Иден Дубук отмечает, что для светодиодов эффективность может варьироваться и в зависимости от цвета производимого света.

«Эффективность некоторых розовых ламп составляет, в среднем, 2,5 микромоля на джоуль, а ламп фиолетового цвета м — до 2,8 микромолей за джоуль. Решение о том, какая лампа будет использоваться на конкретном производстве, будет зависеть от того, насколько широкий спектр излучения нужно получить, и в каком состоянии нужно поддерживать растения большую часть времени - в репродуктивном или в вегетативном».

Регулировка спектра света для оптимизации роста

До введения светодиодов единственными подходящими вариантами освещения, доступными для тепличных производителей, были HPS лампы, металлогалогенные и люминесцентные светильники.

Единственная разница между натриевой лампой и металогалогенной лампой заключается в том, что в них используется разный газ», - сказал он. «Когда газовая смесь в стеклянной колбе активируется, натриевая лампа производит желтоватый свет. Когда в металлическую галогенную колбу вводят больше метилового газа ртути, то при нагревании он продуцирует голубой свет.

«Многие компании пытались настроить химическое содержание в этих лампах так, чтобы получить оптимизированное освещение для растений. Но, к сожалению, вариация очень ограничена. Когда исследователи начали работать со светодиодами и люминофором, им удалось создать разные цвета и различные смеси для их получения. Именно тогда люди осознали потенциал спектра и цвета и их возможный вклад в развитие сельского хозяйства. Сейчас светодиоды обладают гибкостью настроек для оптимизации роста растений, поскольку производители имеют возможность настраивать спектр их излучения. А изменение спектра может изменить эффективность фотонов».

Соотношение красного и синего света влияет на рост растений

«Светодиоды предлагают три соотношения красного и синего света», - объясняет Дубук. «Мы называем их репродуктивн соотношение (6: 1), растительное соотношение (1: 1) и сбалансированное соотношение (3: 1). Соотношение 3: 1 имеет в три раза больше энергии красного света, чем энергии голубого света. Если производитель хочет, чтобы растения удлинялись, тогда можно использовать больше красного света. Растения, подверженные влиянию большого количества красного света будут расти выше и быстрее, но будут более тонкими. Синяя энергия контролирует структуру растений. Если использовать соотношение 1: 1 синего и красного, растения будут крепкими, но низкими и компактными. Поэтому производители с помощью настроек соотношений синего и красного смогут контролировать структуру или морфологию растений ».

Некоторые производители предпочитают использовать более широкий спектр (белый или розовый) вплоть до фиолетового света, потому что белый свет является дружественным человеку. Важно учитывать, что при выборе цвета ламп нужно принимать во внимание частоту посещений теплицы рабочими и другими сотрудниками, чтобы не нанести вреда их здоровью.

Внимание! Для правильного подбора оборудования в теплицу и получения подробной информации об оборудовании и системах, обратитесь, пожалуйста, к нашим специалистам!