Ученые оценили преимущества использования диффузного освещения

Голландские специалисты провели оценку преимуществ использования диффузного стекла, рассеивающих свет экранов и покрытий, которые могут быть использованы для выращивания декоративных культур.

Специалисты, проводившие оценку, пояснили, что рассеянный свет — это преломленные лучи солнца, однако преломление луча может происходить под разным углом — от 1,5 до 2,5°. Количество преломляемого света определяется степенью диффузности стекла — чем сильнее «мутность», тем выше уровень рассеивания.

«Чтобы усложнить эксперимент, мы разработали новый метод вычисления, отличный от прямого измерения рассеяния света, называемого F-рассеиванием (прямое рассеивание), который также учитывает перераспределение света. Корреляция между «коэффициентом матовости» и F-рассеиванием и тем, что это означает в практическом плане, все еще обсуждается учеными и производителями материалов, которые рассеивают свет », - рассказала команда испытателей из исследовательского центра в Вагенингене.

Уровень «фактора матовости стекла» важен, потому что когда свет прямо проникает в теплицу, то его фокус приходится на вершины растения, на верхние листья, вызывая у них повышение температуры и риск ожога. При рассеянном свете часть лучей перенаправляется на другие части растений, вглубь листьев, снижая уровень стресса от нагрева и стимулируя активный фотосинтез в нижних частях растений. Это позволяет растению подвергаться более высоким уровням света без получения повреждений, что приводит к увеличению урожайности у «съедобных» культур.

Ральф Дерксен (Ralf Derksen), менеджер одной из компаний по производству стекол, отметил, что, как правило, увеличение на 10% коэффициента «матовости стекла» приводит к увеличению доходности на 1%.

Но светопроницаемость диффузного стекла ниже, чем у обычного стекла, что может снизить активность процессов, протекающих в цветах и уменьшить их скорость роста. Поэтому для увеличения способности диффузного стекла пропускать свет, было разработано специальное антирефлекторное покрытие. Оно представляет собой материал на основе двуокиси кремния и предотвращает отражение света. Наноситься такое покрытие может как с одной, так и с обеих сторон стекла — благодаря нему светопроницаемость увеличивается до 85-90%.

По словам Дерксена, диффузное стекло может быть создано с различными уровнями матовости - низким (20%), средним (50%) и высоким (80%) . Стекло с высоким содержанием мутного вещества создается для территорий с высокой интенсивностью света и долгим летом, стекло средней мутности больше подходит для производства летних культур в странах с климатом как в Великобритании, а низкая мутность подходит для культивации озимых культур.

Еще одним преимуществом обработки внутренней части стекла антиотражающим покрытием является то, что поверхность стекла становится гидрофильной, то есть конденсат собирается на ней в виде пленки, а не капель. Вода, скапливающаяся каплями, может привести к потерям света до 1,5%, в то время как водяная пленка приводит к улучшению светопроницаемости.

Итак, какой материал выбрать для обеспечения рассеивания света? Стекло является лучшим вариантом — с добавлением антиотражающих покрытий можно максимально увеличить передачу света. Однако это самый дорогой вариант, так как диффузное закаленное стекло в два раза превышает цену обычного стекла, даже без антиотражающих покрытий. Поскольку использование закаленного стекла не является законным требованием для коммерческих производств во многих странах (в отличие от Нидерландов), экономия может быть произведена с использованием незакаленного диффузного стекла.

Также можно рассмотреть специальные покрытия, такие как ReduFuse и другие подобные материалы. Преимуществом этих покрытий является их относительная дешевизна и возможность их применения как на стекле, так и на пластике. Тем не менее потребуется обновлять их каждый год, а их влияние на спектр света и влияние на рост некоторых культур еще до конца не изучены.

Третьей альтернативой является использование диффузных экранов. В настоящее время предлагается ряд экранов с разной степенью рассеивания света, а также возможностью энергосбережения. Экраны стоят дороже, чем покрытие, но более удобны в использовании. Например, их можно убрать в пасмурную погоду чтобы максимизировать уровень освещенности. Также их можно легко использовать в конструктивно устаревших теплицах, в отличие от рассеивающего стекла. В некоторых питомниках в Нидерландах используют такие экраны вместе с затеняющими и энергосберегающими экранами.

В настоящее время голландские технологии подразумевают одновременное использование нескольких способов рассеивания света, поступающего в теплицу. Например, для таких культур, как орхидея Фаленопсис, нуждающихся в тени, используются диффузные стекла и диффузные экраны вместе; помимо усиленного рассеивания прямых солнечных лучей они обеспечивают рассеивание света даже при открытых фрамугах.

Филипп Нуор, специалист по культурам Вагенингенского университета, отмечает, что для себя он отметил три очевидных преимущества использования диффузного остекления для горшечных культур:

1. Лучшее качество растений (особенно для тенелюбивых цветов). Матовое стекло исключает возможность получения листьями ожогов и способствует проникновению света даже к нижним листьям.

2. Увеличение массы цветка. Диффузный свет приводит к развитию более крупных растений, которые примерно на 25% тяжелее цветов, выращенных обычным способом. Так, в независимой исследовательской работе говорится, что вес свежесрезанных роз в таких теплицах на 0,8% больше, а вес срезанных хризантем — на 0,6% больше при выращивании под диффузным стеклом.

3. Скорость производства. В случае растений, исследованных в испытаниях Вагенингенского университета (Anthurium, Bromeliad и Phalaenopsis), период производства сокращался на 25%, с 22 до 16 недель.

Также есть и другие потенциальные выгоды. Например, некоторые специалисты отмечают, что диффузное стекло предотвращает нагревание горшков с цветами с южной стороны теплицы. Долгое воздействие прямых солнечных лучей на черный горшок приводит к чрезмерному нагреву субстрата и плохому развитию корней, неравномерному росту цветка.

Возможно, что путем рассеивания света, попадающего в теплицу, увеличение температуры питательной среды в контейнерах может быть сведено к минимуму, что приведет к увеличению производительности.

В конечном счете выгоды от рассеянного света для декоративных культур никогда не будут столь очевидными, как для плодовых растений.

Качество продукции базируется на предпочтении покупателей, поэтому не всегда есть смысл производить цветы или овощи классов «премиум», а короткий производственный цикл оправдывает себя только при наличии технологий, позволяющих вести активное непрерывное выращивание или существует необходимость сильно экономить ресурсы или снижать затраты на производство.

Поэтому объективное финансовое обоснование для использования той или иной технологии часто рассчитывается на основе таких параметров как улучшение условий выращивания / работы, улучшение условий для жизни растений, число производственных циклов и других нюансов, имеющих ценность для бизнеса.