LED — диодное освещение для растений: преимущества и недостатки.

В последнее время в сфере садоводства в закрытом грунте возрастает интерес к LED лампам для гроубокса и светодиодным светильникам. Диоды обладают низким энергопотреблением, нагреваются не так сильно, как ДНаТ, не требуют дополнительных приборов для подключения. В этой статье мы постараемся разобраться с плюсами и минусами данного типа ламп и понять, где и в чем здесь выгода для садовода.

LED (Light Emitting Diode)

– это полупроводниковый прибор, который искажает электрическое напряжение в свет. От химического состава полупроводника зависит спектральный диапазон излучаемого света. На вид это практически обычная лампа с множеством светодиодов в ней. Эти штуки изобрели еще в 1907 году, но для нужд растениеводства их доработали относительно недавно. Несмотря на то, что светодиодные лампы для растений только вошли в нашу жизнь, они уже успели создать себе хорошую репутацию.

Как подобрать LED освещение для гроубокса?

Для освещения растений в закрытом помещении подходят далеко не все светодиодные лампы. При выборе необходимо учитывать оптическую длину волн или, иначе, диапазон спектра излучения

. Существует непосредственная связь между эффективностью фотосинтеза, количеством полученных растением лучей и их спектральным составом. Наиболее благоприятны для растений:

• синий спектр 430–455 нм, используемый для освещения во время вегетации (сине-фиолетовый диапазон помогает в создании ингибиторов роста, которые способствуют формированию растения, увеличению его плотности и крепости);
• красный спектр 660 нм, используемый на стадии цветения растений (красно-оранжевый диапазон волн отвечает за развитие плодов, корней, прирост объема ботвы).

Остальные диапазоны значительно менее эффективны для подсветки.

Для различных видов растений, а также этапов их роста необходимы разные соотношения синей и красной составляющей спектра. Поэтому при выборе светодиодной панели или лампы необходимо учитывать спектр излучения. Лучше выбирать многоспектральные LED светильники, иначе придется покупать один блок для вегетативной стадии развития растений и второй для цветения.

Второй важной характеристикой при выборе светодиода является мощность

. Ее необходимо подбирать, отталкиваясь от необходимой площади освещения. Рассмотрим распространенные виды светодиодных приборов и их характеристики:

1. Фитолампы мощностью 5-15 Вт – хорошо подойдут для досветки одного-двух растений, освещают площадь до 0,5 м. кв.; Фитолампы мощностью 21-27 Вт – покрывают светом площадь до 0,6-0,65 м. кв.
2. Круглый светодиодный фитосветильник, мощностью 80-150 Вт, отлично подойдет для дополнительного освещения растений.
3. Прямоугольные светодиодные светильники мощностью от 150 Вт до 800 Вт будут лучшим решением для полного освещения растений, без использования естественного света.
4. Фитоленты – выгодное по сочетанию цена и качество решение, которое подойдет только для досветки растений, естественное освещение им заменить нельзя.

Варианты размещения освещения для рассады

• Индивидуальная подсветка растений светодиодами.
• Стеллажи для растений.

Индивидуальная подсветка растений.

Светодиоды для подсветки растений способны выдавать до 120 люмен и быть как подсветкой для растения, так и ночником.

Для индивидуальной подсветки можно купить специализированную светодиодную фитолампу, о которых мы писали выше. Метод расчета тот же, что и для светодиодной ленты.

Стеллажи для растений.

Стеллажи можно оградить светоотражающими материалами: фольгой, металлизированным утеплителем. Это позволит обеспечить круглосуточную подсветку, но не будет мешать отдыхать в вечернее время. Также такая ширма увеличит освещенность растений на 10-15 процентов.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Преимущества светодиодного освещения растений

1. Светодиодные панели и фитосветильники отлично подходят для домашних оранжерей, зимнего сада, гроутентов, т. к. выделяют значительно меньше тепла (по сравнению с ДНаТ). Поэтому при их использовании не потребуется отдельный вентилятор для отвода горячего воздуха, как с натриевыми лампами. Оптимальная высота подвеса – 30-50 см от верхних листьев растения.
2. LED-светильники не требуют дополнительных устройств, таких как ПРА и ИЗУ, которые необходимы для подключения натриевых ламп. Светодиодные панели и светильники подключаются стандартным проводом непосредственно к сети 220В, благодаря этому практически исчезает риск пожара или короткого замыкания.
3. Благодаря своей конструкции светодиод формирует строго направленный пучок света и рефлектор (отражатель) для него не требуется.
4. Светодиодные лампы потребляют в 4-5 раз меньше электричества, чем натриевые лампы. Заявленная производителем потребляемая мощность на самом деле будет еще ниже, т. к. она лишь указывает на размер кристалла и его потенциал, а ток подается меньше. Например, реальное энергопотребление лампы 15 Вт = 8,5 Вт.
5. Долгий cрок службы – до 50000 часов. При условии, что выбранный вами светильник или лампа не будут перегреваться и перегорать.
6. Быстрый монтаж.
7. Не требует постоянного контроля и предварительной подготовки площади для размещения.
8. Диодная подсветка растений безвредна человеку и окружающей среде – не содержит ртути и других опасных веществ.

Расчет необходимого уровня освещенности

Правильно подобранное светодиодное освещение растений позволит питомцам нормально развиваться и радовать хозяев прекрасным внешним видом.

При расчетах необходимо учитывать:

• вид комнатного цветка;
• расстояние от лампы до него;
• площадь, которую планируется освещать.

Важно! При расположении источника света над растениями не обойтись без потерь светового потока. Так, при нахождении ламп на высоте 0,3 м будет потеряно примерно 30% потока.

Под освещенностью понимают количество светового потока (в люменах), падающего на квадратный метр основания.

К примеру, требуется рассчитать необходимое количество ламп для освещения полки с цветами длиной 1 м и шириной 30 см. Площадь конструкции составит 0,3 м2. Для создания освещенности в 5 тыс. лк потребуются источники света, имеющие световой поток 1500 лм. Учитывая 30-ти процентные потери, необходимо создать запас потока. Таким образом, необходимое количество светового потока увеличится до 1950 лм.

Показатели светоотдачи различных источников света известны. Зная их, не слишком сложно вычислить необходимую для организации подсветки мощность ламп.

• Стандартные лампы накаливания. Они имеют светоотдачу около 12 — 13 лм/Вт. Определяется мощность, которую должны иметь источники света: 1950 делим на12, получается 162,5 Вт. Для обеспечения требуемой освещенности понадобятся 3 лампы по 60 Вт.
• Люминесцентные источники. Лампы обладают светоотдачей на уровне 65…70 лм/Вт. Соответственно, мощность светильников должна быть 30 Вт. Для подсветки растений можно ограничиться двумя лампами по 15 Вт.
• Светодиоды. Их светоотдача составляет примерно 100 лм/Вт. Такие источники света должны обеспечить мощность 19,5 Вт. Можно взять 3 лампы по 7 Вт.

Но следует учитывать, что расчеты сделаны при монтаже освещения на высоте 30 см над цветами. Если расстояние будет больше, потери существенно возрастут.

Недостатки LED

Основным ограничительным фактором распространения этой разновидности освещения является цена. Сравним стоимость светильника LED Apollo 4 (мощность 140 Вт, площадь освещения порядка 60*60 см) и комплект ДНаТ 250 Вт (лампа Super HPS 250 Вт + ЭМПРА 1-К-250Вт + светильник закрытый CoolMaster 100 + вентилятор GARDEN HIGHPRO 160). LED Apollo 4 стоит 15600 рублей, комплект ДНАТ – 11700 рублей.

Ну а если приобретать отдельные блоки светодиодов для вегетативной стадии и для цветения, то, в конечном счете, это приведет к еще большему удорожанию системы освещения.

Вторая частая проблема светодиодов – перегревание и, как следствие, перегорание. Поэтому лучше выбирать светильник с активным охлаждением. К таковым относятся фитосветильники Apollo, о которых мы расскажем дальше.

На покупке светодиодных ламп лучше не экономить. Выбирайте светодиоды с гарантией, от надежных производителей, почитайте отзывы. Как правило, дешевые китайские светодиоды быстро выходят из строя, а чинить их сложно, т. к. мало кто этим занимается.

Немного о конструкции светодиодов

Светодиодные кристаллы излучают практически монохромный свет, зависящий от материала полупроводника. Чтобы получить желтый, белый либо тот же «полный для растений» спектр излучения — применяют люминофорное покрытие, которое преобразовывает первичное излучение во вторичное методом фотолюминесценции Обычно такой светодиод состоит из корпуса с подложкой и выводами, на которые припаивается или приваривается кристалл светодиода, силиконовой линзы, формирующей направление излучения, прокладки с люминофором и защитного колпочка из прозрачного пластика.

Чтобы выявить отличия, решил провести

LED светильники Apollo

Apollo является многоспектральным полноценным светильником, обеспечивающим освещение растений в течение всего жизненного цикла. Диоды в светильниках Apollo работают в пяти спектрах. Цветность диодов на 1 сегмент (нм*шт): 660*3, 630*6, 470*3, 595*1, 6500*2. По заявлению самого производителя светильник Apollo 4 работает с той же производительностью, что и 420 Вт лампа ДНаТ.

Ну и в довершении мы публикуем спектрограмму светильника Apollo 140, лампы ДНаТ 150 Вт и 250 Вт.

Как видно, пик в синей области у LED Apollo 140 значительно выше, что благоприятно скажется на вегетативном развитии растения. LED Apollo 140 имеет четко выраженный пик в красной области, в то время как у 150 и 250 ДНаТа он смещен ближе к желтому спектру, что менее эффективно для развития растений. Показатель ФАР (общая фотосинтетически активная радиация) у LED Apollo 140 и лампы ДНаТ 250 Вт в целом сопоставим – 161 против 172.

Вывод: при одинаково поглощенных ватах светильник LED Apollo выдает больше «полезного» освещения, чем ДНаТ 150 и 250 Вт.

Итог:

Какие выводы я сделал для себя.
1. Не все йогурты одинаково полезны В данном случае, дешевые светодиоды на кристаллах Epiled оказались менее эффективными для роста растений и брать их нету смысла. Видимо кроме дешевых кристаллов в них используется менее качественный люминофор, иначе не объяснить, как при большей мощности они дают худший результат.

2. И противоположный вывод, не всегда дорогой товар — гарантия качества. Я ничего не хочу сказать плохого про американскую компанию Bridgelux. Скорее все я имею дело с подделкой. Уж слишком близкие характеристики у этого «Bridgelux» с Epiled. Данные дорогие фитосветодиоды ничем не лучше своих дешевых товарок.

3. Для подсветки растений вполне подходят обычные белые светодиоды, обеспечивающие рост наравне со специальными, причем как с монокристаллами 660 и 445 нм, так и люминофорными с «полным спектром»

4. Тщательный отбор компонентов на Алиэкспресс позволяет сделать более менее оптимальный выбор. Так светодиоды Epistar «полный спектр» по ссылке на товар данного топика, позволяют обеспечить рост растений при 20% снижении мощности лампы относительно белых светодиодов.

Все что изложено в данной статье является моими личными наблюдениями и опытом. Для более точных результатов нужно проводить гораздо больше исследований с применением приборов.
По каким критериям оценивает траву кот — для меня так и осталось загадкой

Гибридное освещение – LED + ДНаТ

При выращивании высокопродуктивных гибридов растений совокупность ДНАТ + LED может дать существенный прирост к урожаю. Рассмотрим подробнее.

Итак. Лампы ДНАТ мощностью 400 Вт и выше дают мощный поток красного света, что так важно на цветении и плодоношении. Помимо этого ДНАТ гораздо более мультиспекртальный, нежели красно-синие диодные светильники. LED же выделяет минимум тепла – рабочая поверхность светильника LED в 280W едва достигает 40 градусов по сравнению с 200 градусами ДНАТа, и это огромное преимущество. Таким образом, если использовать мощный поток ДНАТ и досветить боковые стороны LED-панелями, то показатели ДНАТа в люменах возрастет с 60000-95000 до 100000-160000, не повышая при этом ни температуру в гроуруме и экономя энергию!

На данный момент в западных гроурепортах все чаще можно встретить тип освещения: 1 ДНАТ и несколько ЛЕД светильников. Результат при этом получается ранее немыслимый!

Для закрепления информации смотрите видео с нашего канала на YouTube:

Как выбрать оптимальный вариант светильника

Для комнатных цветов следует использовать следующие режимы освещения:

• 1000 -3000 лк – для растущих в затемненном помещении, далеко от окна;
• 3000 – 4000 лк – для нуждающихся в рассеянном потоке света;
• 4000 – 6000 лк – для нуждающихся в прямом освещении;
• 6000 – 12 000 лк – для экзотических видов, плодоносящих.

Найти подробную информацию о свойствах и правилах выбора фитоламп для рассады можно здесь.

Красные светодиоды необходимы растениям, когда они плодоносят или цветут. Существует две волны красного светодиода: слабопоглащаемая и дальняя. Способствует образованию хлорофилла группы А. В диодных светильниках используют больше ламп красного цвета, чем белого или синего.

Использование синих и красных светодиодных лент

В качестве эконом варианта для подсветки комнатных растений может быть использована красная (630нМ) и синяя (465нМ) светодиодная лента. Их пик интенсивности несколько смещен от фитоспектра, но это некритично, эффективность такого освещения снизится, но незначительно.

Вместо двух лент разного цвета можно использовать одну RGB, но для управления ее работы помимо блока питания потребуется специальный контролер, что ведет к удорожанию конструкции.

https://www.youtube.com/watch?v=WD_dRwpvje8&feature=youtu.be

Виды ламп для подсветки растений

Большой ассортимент ламп для растений разного типа делает их выбор затруднительным. Перед приобретением прибора необходимо ознакомиться с его характеристиками. Следует заранее определить цель установки – взращивание семян с нуля или корректировка развития уже зеленых стеблей. Каждая модель имеет свои преимущества и недостатки.

Лампы накаливания

В качестве подсветки используются редко из-за малой светоотдачи и большого нагрева. Такие приборы вообще не рекомендуется размещать рядом с растениями. С большого расстояния подсветка не окажет эффективности. Цветоводы применяют лампы накаливания для создания благоприятных температурных условий в оранжереях, аквариумных емкостях.

Растения нуждаются в подсветке всего несколько часов в сутки, при условии нахождения горшков на подоконнике. Но и такая малая по времени работа приборов будет очень энергетически затратной.

Если использовать лампу накаливания вместе с люминесцентными приборами, можно удачно дополнить спектр красным цветом.

Люминесцентные лампы

Применять целесообразно на небольших площадях. Стандартные модели не ускорят рост растений. Обеспечить фотосинтез поможет прибор с двухкомпонентным люминофорным покрытием и максимальным излучением красного, синего цветового спектра.

Существуют бытовые и профессиональные устройства. При выборе модели надо обратить внимание на диапазон свечения. Он должен соответствовать конкретному случаю: для полноценного освещения небольших аквариумов, для досветки отдельных зон, для теплиц в комбинации с дополнительными источниками. Люминесцентные светильники обладают следующими преимуществами:

• Обеспечивают отличную светоотдачу при малом потреблении электроэнергии;
• Имеют широкий спектр оттенков;
• Излучают мягкий, рассеянный свет;
• Могут работать до 15 тыс. часов.

Газоразрядные лампы

Большая группа светильников для рассады, в которую входят приборы высокого, низкого давления. Все модели абсолютно безвредны, что позволяет их использовать в большом количестве в теплицах и жилых помещениях. Для растений используют следующие типы газоразрядных приборов:

• Металлогалогенные. Очень яркое излучение со стабильным световым потоком подходит для промышленного выращивания, просторных теплиц. Максимальная схожесть искусственного излучения с дневным светом (до 95%). Преобладает синий спектр, что способствует формированию молодых саженцев. Минусы – высокая цена. Вероятность взрыва при увеличении напряжения.
• Натриевые. Светят в красно-оранжевом спектре благодаря газообразной среде, созданной парами натрия. Подходят для использования в период цветения, завязи плодов. Долговечные, экономичные приборы часто имеют небольшие размеры, что позволяет направлять излучатель в нужную сторону. Минусы – большой нагрев, привлечение насекомых, вредителей, создание шума, плохое освещение в холоде. Мгновенный выход из строя при попадании любой жидкости на осветительный прибор.
• Ртутные. Излучение идет в красном спектре, что положительно сказывается на развитии уже сформированных растений. Но этот вариант для досветки используется редко, из-за большого количества негативных факторов. К ним относится сильная пульсация света, низкий индекс цветопередачи, высокое ультрафиолетовое излучение.

Светодиодные лампы

Идеальный вариант досветки. Разнообразие моделей позволяет устанавливать приборы, как в больших теплицах, так и на небольшом подоконнике. Для стеллажей используют беспроводные светильники, например, из алиэкспресс. Спектральный диапазон включает все необходимые оттенки для роста саженцев. Установив светодиоды разной мощности, можно получить идеальную досветку для определенного типа рассады.

Светодиодные светильники можно размещать очень близко к рассаде без риска ожогов листовых пластин. Они мгновенно включаются, обеспечивают ровное свечение. В зависимости от количества рассады и типа стеллажей используют модели следующих форм:

• Фитопанель или таблетка. Профессиональный светильник в виде большого квадрата устанавливают над широкими полками;
• Труба. Используют для подсветки растений, расположенных на подоконниках, на длинных, узких стеллажах вдоль стены;
• Диодные прожекторы. Освещают внушительную площадь с большого расстояния;
• Одиночные светильники. Применяют для цветков одного типа, собранных вместе;
• Светодиодные ленты. Светильники делают своими руками, комбинируя цвета спектра в произвольном порядке.

Растения и свет: необходимость в подсветке

Для роста и развития любых живых организмов необходима энергия. Запустить такой процесс у растений помогает фотосинтез. Только под действием солнечных лучей зеленые части культур могут правильно развиваться. Даже если цветок получает достаточно влаги и полезных веществ в виде удобрений, но мало света – он будет выглядеть угнетенным.

Процедуру подсвечивания проводят утром или вечером, не лишая растения естественного солнца в момент рассвета и заката. Культуры не должны находиться под искусственными лампами дольше 12 часов. Определить необходимость дополнительного освещения для разных видов можно с помощью люксметра. Тенелюбивым будет достаточно 2000 люкс, светолюбивых устроит 2500 люкс, с условием повышения показателя до 5000 в момент завязывания бутонов и цветения. Лимоны и апельсины смогут сформировать завязь на подоконнике только при высокой освещенности – 9000 люкс.

Для обеспечения подсветки могут быть использованы лампы различного типа. В числе рекомендованных – газоразрядные, люминесцентные, светодиодные. Бытовые лампы накаливания с вольфрамовой нитью лучше не использовать. Они обеспечивают низкую интенсивность света, их яркие инфракрасные лучи чрезмерно ускоряют рост культуры, что делает стебли вытянутыми, а листья мелкими.

Как пользоваться фитолампой

В инструкции к каждому осветительному прибору для растений имеется инструкция по использованию. Необходимо правильно рассчитать высоту подвеса фитолампы, расстояние до рассады, необходимую мощность и спектр излучения. Если саженцы имеют здоровый вид, то все параметры заданы оптимально.

По мере роста растений нужно регулировать спектр, мощность и высоту, на которой фитолампа расположена над культурами.

Это касается выращивания растений на подоконнике и в промышленных помещениях. В первом случае фитолампы нельзя ничем накрывать. Во втором – теплицы должны быть оснащены мощными радиаторами охлаждения для соблюдения необходимого температурного режима, чтобы растения не перегревались.

Количество светильников и правила установки

Благоприятное развитие растений происходит при достаточном освещении. Улучшить этот показатель можно не только за счет качества излучения, но и с помощью количества самих приборов. Необходимое количество ламп рассчитывается для конкретных условий. Чтобы верно произвести подсчеты и обеспечить растения качественной подсветкой, надо принять во внимание следующие аспекты:

• Площадь помещения;
• Количество рассады;
• Расстояние от приборов до высоких культур;
• Угол освещенности;
• Потребность в дополнительном свете для каждого экземпляра.

Фитолампы окажут максимальное действие, если их правильно расположить в квартире. Больше всего светового излучения исходит из самых близко расположенных к растениям приборов. Минимальное расстояние от лампочки до рассады – 25 см. Они должны быть направлены строго на культуры.

Актуальность применения светодиодных фитоламп

Разным комнатным цветам нужен разный уровень освещенности. От недостатка света одни перестают цвести, другие – начинают вытягиваться и болеть. Сделать вывод об актуальности применения фитолампы несложно на основании собственных наблюдений. Если вы уверены, что сквозь оконные проёмы в комнату проникает достаточно солнечного света, то применять светодиодные лампы для комнатных цветов либо каких-то растений не имеет смысла. Например, бегония и зигокактус прекрасно развиваются и цветут на подоконнике с выходом на западную сторону.

Нет необходимости собирать дополнительную подсветку и жителям южных регионов, у которых ежедневно в течение нескольких часов прямые солнечные лучи питают листья домашних растений.

Проверьте, может быть, причина плохого роста кроется в неправильном поливе или в неподходящем по составу грунте?

Жителям северных регионов страны и тем, чьи окна обделены солнечными лучами, светодиодная лампа для выращивания растений станет помощником в их зелёном хозяйстве. А для ускорения темпов роста рассады без фитолампы просто не обойтись.

Как правильно досвечивать рассаду

Для максимального эффекта устанавливать фитолампы необходимо над растениями. Нужно сделать так, чтобы свет падал на растения под прямым углом в 90°. Если монтаж осуществить сбоку, то ростки, стремясь к свету, будут искривляться и впоследствии от тяжести урожая ломаться.

Для выращивания рассады или растений в домашних условиях следует купить фитолампу с встроенным рассеивателем. Можно соорудить рефлектор из блестящих поверхностей для того, чтобы солнечный свет не уходил в комнату, а возвращался на растения. Рефлектры также нужны, если используется фитолампа со спектром, влияющим на органы зрения человека.

Производители полноспектральных светодиодов

Проверенными и надежными российскими производителями являются:

• Оптоган;
• Оптрон;
• Артледс.

Мировыми производителями:

1. Agilent Technologies – компания, которая не первый год выпускает светодиодные лампы высокого качества. Производитель дает гарантию на лампы не менее 10 лет и выпускает светильники с различной комбинацией ламп.
2. Optek Technology – производитель высокого уровня. На мировом рынке прочно занял свое место в изготовлении светодиодного освещения. Выпускает различные лампы отличного качества.
3. Edison – известный производитель, который ничем не уступает своим конкурентам. Изготавливает специализированные светодиодные лампы широкого круга использования: в медицине, косметологии, а также для выращивания палисадников.
4. Philips Lumileds – за многие годы, эта компания завоевала доверие у многих покупателей. Выпускает лучшие лампы для светодиодного освещения. Предоставляет длительную гарантию на всю продукцию.
5. Toshiba – компания, которая успешно изготавливает различной конфигурации и видов светодиодные лампы. Качество товара на высшем европейском уровне.