Освещение в тепличном бизнесе: что нужно знать инвестору и руководителю

Прикупец Л. Б., к.т.н., завлаб. Всероссийского научно-исследовательского института (ВНИСИ) им. С. И. Вавилова, ведущий консультант ООО «БЛ ТРЕЙД».

Промышленное цветоводство с использованием технологии светокультуры за последние 10 лет сделало качественный скачок. Построено более десятка новых тепличных комбинатов с современными высокотехнологичными теплицами общей площадью более 100 Га. В результатек 2015 году в России функционирует около 180 Га цветоводческих теплиц (ЦВТ) с технологией светокультуры, что, примерно в 1,25 раза превышает площади под светокультурой овощных растений. Сектор ЦВТ является одним из самых энергоемких (в удельном выражении) и, одновременно, самых энергоэффективных среди потребителей электрических световых приборов и источников света. Уровни освещенности в теплицах достигают 15 клк (в традиционных осветительных установках в зданиях более чем на порядок ниже), суточный фотопериод может продолжаться до 20 часов в самые «темные» месяцы года, продолжительность освещения в год составляет около 5000 часов, удельная установленная мощность находится на уровне 100–120 Вт/м2.

Значение света для растений

Главными условиями для развития любой растительности являются тепло, свет и вода. В силу этих биологических особенностей вегетативные процессы невозможны при коротких зимних днях. Дело в том, что природный или искусственный свет даёт стеблям энергию для роста.

Знаете ли вы? Цвет биомассы растений обусловлен тем, что в процессе роста они отражают зелёный свет и впитывают лучи прочих цветов для фотосинтеза. Если поместить растущий стебелёк под зелёную лампу, он увянет.

Последствиями дефицита света для растений могут быть:

• истончение и вытягивание черенков;
• хрупкость и ломкость;
• деформация листьев;
• торможение роста;
• пожелтение прикорневых слоёв биомассы.

1. Короткого светового дня. Это растения, пришедшие в наши широты из тропиков и субтропиков. Для формирования их цветоносов важно, чтобы продолжительность ночи длилась не менее 12 часов. К этому типу относят: огурцы, фасоль, баклажаны, болгарский перец, кабачки, дыни, томаты, базилик, тыкву, кунжут и др.
2. Длинного светового дня. Сюда попали представители флоры, характерной для северных и умеренных широт. Полноценно они могут развиваться лишь при суточном освещении продолжительностью не менее 13-14 часов — в противном случае будет наблюдаться интенсивное наращивание биомассы без цветения и плодоношения. Речь идёт о сельдерее, брюкве, свёкле, моркови, картофеле, капусте, луке, редьке и редисе, салате, шпинате, укропе, петрушке, пастернаке и др.
3. Нейтральные. Отличаются активной бутонизацией и образованием завязи без ярко выраженной зависимости длительности дня и ночи. В эту группу зачислены: большинство районированных для средних широт сортовых и гибридных культур.

Знаете ли вы? Столетняя лампа в одной из пожарных частей Калифорнии непрерывно горит с 1901 года и считается самой долговечной в мире.

Прощай «лампочка Ильича»

Сразу нужно заметить, что для освещения теплиц привычные лампы накаливания не подходят, о чем хорошо знают опытные огородники, но не всем новичкам это известно. Дело в том, что обычная лампа накаливания является источником чрезмерного теплового излучения, которое провоцирует у растений неправильные пропорции стеблей и листьев, что негативно влияет на формирование плодов. Впрочем, вслед за Европой и в нашей стране на них объявлен запрет, и в ближайшем будущем они станут историей, поэтому их мы рассматривать не будем. Этот абзац опубликован на всякий случай, ведь не исключено, что в сельской местности их запасы еще продолжают реализовывать.

Требования к освещению теплиц

Потребность освещения у каждой культуры разная и может меняться в зависимости от внешних факторов, влияющих на процесс её вегетации. Чтобы правильно определить, сколько нужно подсвечивать тепличную грядку, эксперты советуют руководствоваться главным принципом: все растения, которые культивируются ради цветов и плодов, требуют намного больше света, чем те, что предназначены для получения съедобной зелени.

На интенсивность искусственного подсвечивания влияют и сезонные особенности теплиц, а также фотопериодичность, которая свойственна всем растениям без исключений. Замечено, что цветочные и овощные культуры лучше развиваются под синими и красными лампами. Но при этом они не могут полностью заменить солнечный свет, поскольку при подобном эксперименте можно получить обильный, но несъедобный урожай.

Жёлтые лампы вообще не рекомендованы для подсвечивания теплиц, поскольку способствуют деформированию черенков и листьев. Выращенная под таким светом рассада будет характеризоваться тонкими и хрупкими стеблями, недоразвитостью.

Знаете ли вы? Благодаря обменным реакциям, люди биолюминесцентны. Но это свечение в тысячу раз слабее, чем то, что доступно невооружённому глазу.

Для правильной установки искусственного освещения в теплице учитывайте нижеприведённые правила:

1. Чередуйте цвет ламп для подсветок грядки. Если этого не сделать, один и тот же цвет лучей (особенно если речь идёт об инфракрасных или ультрафиолетовых) может снизить количество и качество ожидаемого урожая.
2. Желательно размещать источник света на расстоянии полуметра от верхней листвы. Если при этом растение плохо растёт, поэкспериментируйте, определив нужный уровень для лампы.

Что нужно знать

Перед тем как приступить к организации тепличного освещения, необходимо запомнить, что для разных растений потребность в свете тоже разная. Наиболее светолюбивыми считаются огурцы, помидоры, зеленый лук, болгарский перец, салат и другая зелень. Они нуждаются в особом уходе и свете 10 часов в сутки и, конечно, зимой придется проводить дополнительное досвечивание, чтобы сохранить урожай.

Какое освещение должно быть в теплице? Вариантов довольно много, но сразу же предупреждаем, что обычные лампы накаливания для этих целей абсолютно не подходят. Они быстро нагреваются, недолговечны и к тому же в их спектре отсутствует необходимый для растений синий цвет. Лучше всего для крытого огорода на даче или в частном доме подойдут люминесцентные, газоразрядные и светодиодные светильники.

Рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассмотрен данный вопрос:

Мнение эксперта

Виды и характеристика ламп для осветления в теплице

При выборе лампы для подсветки теплицы важно учитывать её материал, мощность, количество излучаемой энергии и световой спектр. Только тогда вы сможете сделать точные расчёты нужного количества света и его источников. Доверять стоит лишь проверенным производителям, продукция которых соответствует Госстандарту и обеспечена гарантийным обслуживанием.

Предпочтительны варианты, выполненные из устойчивого к коррозии металла, поскольку под укрытием уровень влажности должен соответствовать требованиям растительности. Хотя эксперты советуют дополнительно защищать все светильники.

Люминесцентные

Выгодны вариативностью вертикального и горизонтального монтажа, а также экономностью потребления электроэнергии. Из-за этого их ещё называют энергосберегающими. Очень подходят для выращивания рассады и цветов.

• холодное белое свечение рекомендовано использовать для фона, а не точечно;
• тёплые белые лучи более ценны и обойдутся дороже (в них содержатся полезные для растений красные фотоны);
• комбинация тёплого и холодного света позволит сэкономить на потреблении электроэнергии и одновременно обеспечить растения нужным освещением.

Недостатком люминесцентных изделий является зависимость яркости и количества вырабатываемых лучей от напряжения. При его дефиците лампа может вообще не включиться.
Важно! При установке искусственного света в теплице следите, чтобы его источники не затеняли солнце, поскольку без него растения развиваться не смогут. В связи с этим рекомендовано периодически мыть стеклянные и плёночные фрагменты конструкции.

Газоразрядные

Данная разновидность светильников предназначена именно для тепличного использования. Она выгодна достойной имитацией солнечных лучей, но проигрывает из-за нехватки синего спектра излучений.

• Преимущественными характеристиками таких ламп являются:
• высокая светоотдача (особенно у моделей, оснащённых зеркальными элементами);
• незначительное потребление электроэнергии;
• спектральное преобладание оранжевого и красного цветов, что стимулирует бутонизацию и плодоношение растений;
• долговечность (одна лампа может непрерывно работать около 20 тыс. часов);
• дополнительный обогрев помещения, что позволяет экономить на его отоплении;
• удовлетворительный коэффициент полезного действия (равен 39%);
• ценовая доступность.

Недостатком газоразрядных ламп многие называют их склонность к перегреву.

Светодиодные

Особенность освещения теплицы LED-светильниками заключается в их экологичности, безопасности, экономичности касательно потребления электроэнергии (наиболее выигрышный вариант среди всех существующих ламп), а также возможности выбора синего, красного или комбинированного спектров свечения. У владельца такой установки есть возможность регулировать интенсивность и спектр излучения.

Светодиодные ленты и точечные электросветильники не обжигают растения даже при случайном касании, поскольку характеризуются низкой теплоотдачей. Среди недостатков LED ламп многие называют их дороговизну и приспособленность лишь к определённому типажу цоколей.

Важно! Прозрачные стеклянные и плёночные теплицы необходимо освещать меньше по сравнению с непрозрачными.

Лампа накаливания

Это не самый удачный выбор для подсветки цветов и огородных культур, особенно если речь идёт о поликарбонатных теплицах. Дело в том, что такие светильники характеризуются лишь красным спектром свечения, что не подходит для постоянного использования. Эксперты советуют кратковременно включать лампы накаливания лишь для выгонки зелени. Достоинствами ламп накаливания являются лишь их невысокая стоимость.

• А среди недостатков можно назвать:
• отсутствие синего спектра свечения (превалируют инфракрасный, ярко-оранжевый и красный);
• риски получения ожогов на листве, а также деформации, истончения стеблей и приостановки вегетации в случае длительного использования;
• склонность к чрезмерному нагреванию, что небезопасно для культивируемых растений;
• высокие затраты электроэнергии.

Важно! Чтобы определить уровень комфорта растений под лампой, достаточно поставить над верхушками черенков руку. Если вам горячо — нужно снизить интенсивность нагревания.

Натриевые лампы

Выгодно отличаются высокой экономностью, поскольку при мощности 400 Вт способны обеспечить высокую тепло- и светоотдачу. Их тёплые спектры способствуют росту рассады. Однако в преобладающих жёлто-красных лучах не хватает синего свечения, без которого невозможен полноценный рост любой растительности.

Ртутные лампы

Такие светильники характеризуются мощным ультрафиолетовым излучением, что очень актуально, когда рассада вытянулась или переросла.

• Достоинствами данной разновидности ламп можно считать:
• высокую светоотдачу;
• низкое потребление электроэнергии;
• простоту монтажа.

• Недостатками пользователи называют:
• токсичность ртути, что усложняет утилизацию использованного электроприбора;
• склонность к перегреву.

Металлогалогенные лампы

Эти модели считаются самыми приспособленными к обогреву тепличных растений. Они характеризуются идеальным спектром и удовлетворительным соотношением количества излучения к затратам электропитания.

• Среди их недостатков отмечают:
• недолговечность (чем чаще включать светильник, тем быстрее сократится срок его службы);
• дороговизна (стоят намного дороже других лампочек);
• на спектр излучаемого света влияет напряжение электричества (заметны даже незначительные его перепады);
• небезопасность (существует высокая вероятность взрыва при высоком напряжении).

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Основные вопросы, связанные характеристиками натриевых ламп высокого давления (НЛВД), используемых в ЦВТ, рассмотрены в [1]. Не повторяясь, затронем некоторые дополнительные вопросы, связанные с эксплуатацией источников света (ламп).

Среди них — вопрос о экономически целесообразном сроке службы, требующем групповой замены ламп. Физический срок службы у современныхфито-НЛВД достигает 40 тыс.час, однако в процессе эксплуатации их световой поток, определяющий меру эффективности, постепенно снижается. Как показали наши прямые испытания, проводимые на лампах PlantaStar 600W/400V ф. Озгат (Германия) (рис. 3), к 20 тыс. часам, что соответствует, примерно, 4 годам эксплуатации, величина спада достигает 20%. В современной ЦВТ с начальным уровнем освещенности 12 клк это означает снижение до 9,6 клк.

Попробуем оценить, как это скажется на выходе продукции в теплицес розами. Для этого воспользуемся «световой кривой» голландского происхождения, описывающей зависимость продуктивности от уровня освещенности при светокультуре розы (рис. 4). Кривая, конечно, может рассматриваться, как ориентировочная, имеющая «методическое» значение, поскольку, продуктивность зависит от многих факторов и, в том числе, от сорта растения. Тем не менее, мы считаем вполне возможным использовать эту зависимость для количественных оценок влияния спада светового потока ламп и, соответственно, освещенности в теплицена потери выхода цветка.

Из рис. 4 легко видеть, что снижение на 20% освещенности от начального уровня 12 клк к уровню 9,6 клк может привести к уменьшению выхода цветка с 190до160шт/м2.

При средней оптовой цене цветка в 2015 г. на уровне45 руб. это приведет к потере выручки с 1Га порядка13,5 млн. руб. Соответствующая оценка стоимости затрат на замену 1600 ламп мощностью 600 Вт, обеспечивающих на 1Га начальную освещенность 12 клк, в ценах 2015 года составит: Сэ = 1600 х 1600 руб = 2,56 млн. руб.

Очевидно, своевременная замена ламп мощностью 600 Вт после 4 -х лет эксплуатации обеспечит доход на 1Га порядка11 млн. руб.

Таким образом,4годаможетсчитаться экономически целесообразным сроком службы для НЛВД 600 Вт в ЦВТ, по достижении которого лампы следует заменить

.

Вопрос замены ламп мощностью 1000 Вт нуждаетсяв дополнительных исследованиях. В настоящее время мы не располагаем данными о спаде светового потока ламп этого типа в реальных условиях. В то же время, в данном случае, не следует ожидать заметных отличий от спада светового потока для ламп 600 Вт. С учетом меньшего на 40% необходимого количества ламп 1000 Вт, даже с учетом заметно более высокой стоимости этого источника света, сохраненная выручка при замене ламп после 4-х лет эксплуатации будет на уровне10 млн. руб/Га.

Особенности освещения теплиц

Тонкости установки искусственной подсветки для растений во многом зависят от материала укрывных конструкций, сезона и времени суток. Малейшие нарушения агротехнических, а также биологических норм негативно скажутся на количестве соцветий и завязи. Избежать этого помогут нижеприведённые рекомендации.

Важно! Кабели, объединённые в магистрали, желательно подвешивать внутри теплицы по воздуху или по деревянной перекладине. Обязательно проверьте целостность изоляционного слоя, поскольку его нарушение в условиях повышенной влажности может стать причиной короткого замыкания и пожара.

Освещение теплицы из поликарбоната

Чтобы создать максимальный комфорт растениям, огороднику нужно:

1. При установке поликарбонатного сооружения учитывать возможности максимального использования солнечного света, сориентировав его на юго-восток.
2. Через каждое полугодие осенью и весной тщательно промывать внешние и внутренние поверхности теплицы дезинфицирующими мыльными растворами. Эти мероприятия позволят природному свету беспрепятственно попадать на листву рассады. Ведь с каждым месяцем количество солнечного ультрафиолета в помещении уменьшается на 15–20%.
3. Планировать посадку растительности таким образом, чтобы непрозрачные элементы конструкции не отбрасывали тень. Их желательно покрасить белой краской, что улучшит рассеяние света. Также в местах, куда попадает больше солнца, не лишними будут светоотражатели (возможны даже самодельные варианты из оклеенных фольгой поликарбоната или фанеры).

Освещение промышленных теплиц

Искусственные источники света просто незаменимы в промышленном производстве цветущих или плодоносящих растений. Ведь именно они позволяют круглогодично использовать тепличные хозяйства, повышая урожайность выращиваемых культур. Такие масштабные конструкции могут иметь в наличии системы инфракрасного освещения и дополнительной синей подсветки. Главными механизмами в них являются установки для обогрева, полива, зашторивания и вентиляции.

Сеть распределения и питания состоит из кабелей, прокладывание которых предусматривает специальные лотки, углублённые в материал конструкции. Управление дополнительными светильниками, на которые возложена функция кратковременной подсветки в определённое время, осуществляется в автоматическом режиме.

Узнайте подробнее, как выбрать лучшую теплицу.

Количество и схема размещения необходимых источников света определяется, исходя из конструктивных параметров теплицы (ширины пролёта, длины, высоты крепления лотков), а также из специфических особенностей растений. Уровень электроосвещения в промышленных конструкциях может соответствовать 6–24 тыс. Лк. Он зависит от светотипа культуры.

Характерно, что 95% современных тепличных хозяйств предпочитают использовать натриевые лампы, а также их зеркальные вариации мощностью от 600 до 1000 Вт. Помимо того, в подобных сооружениях обязательны лампы в центральных проходах и по периметру комплекса для освещения в ночное время.

Освещение теплицы в зимний период

С учётом короткого светового дня в холодное время года владельцам функционирующих теплиц следует обеспечить растениям 12-часовое освещение. При этом нельзя исключать и природный источник света. Время работы дополнительных источников света вычисляется зависимо от особенностей культивируемых саженцев.

К примеру:

1. Паслёновые, тыквенные культуры, огурцы и сладкий перец могут развиваться в условиях короткого светового дня. Если их подсвечивать ежедневно по 12 часов в сутки, период созревания урожая ускорится на 2 недели.
2. Зелень, морковь, свёкла, лук и районированные для северных регионов сорта помидоров могут плодоносить лишь при подсветке на протяжении 13-14 часов в сутки.

Вам будет интересно узнать, как выбрать или сделать своими руками парник из поликарбоната.

Освещение в теплице ночью

Нельзя допускать круглосуточной работы тепличных ламп зимой. Максимально они должны быть включены не более 16 часов. Это ограничение обусловлено биологической особенностью растений. Для удобства желательно оборудовать помещение автоматической системой включения и выключения.

Режим освещения

Отдельных слов заслуживает режим освещения тепличных растений. Почему-то многие огородники считают, причем совершенно безосновательно, что чем дольше горит свет в теплице, тем лучше. Это совершенно не так. Любым растениям, как и любому другому живому, растущему и развивающемуся организму, необходимо определенное время, как для бодрствования, так и для покоя. Нужно помнить, что переизбыток света способствуют «усталости» растений и снижает их темпы роста, особенно в зимний и весенний период. Поэтому, следует организовать дополнительную подсветку таким образом, чтобы она имитировала среднюю продолжительность летнего дня в данном регионе. То есть, поздним вечером, подсветку необходимо отключать на всю ночь.

Как сделать искусственное освещение для теплицы своими руками: пошаговая инструкция

Самодельная электрификация теплицы — дело очень рискованное, поскольку следствием допущенных ошибок может быть удар током или замыкание проводки. Тем более что работать она должна длительное время в условиях повышенной сырости. Поэтому для проведения необходимых расчётов и подготовки схем желательно пригласить квалифицированного электрика.

Если же всё-таки вы отважитесь на столь ответственную работу, действуйте по нижеприведённой инструкции:

1. Перед монтажом проводки определитесь с количеством нужных светильников (оно высчитывается, исходя из нормы 3 тыс. Лк на 1 м² площади) и начертите план их размещения. Также на подготовительном этапе нужно подобрать провода определённой мощности, предохранители и обогревательные приборы (лучше СВЧ).
2. Подведите к помещению электропитание. Это можно сделать, натянув кабель на тепличные опоры по воздуху или же спрятав его в водонепроницаемые желобки, проходящие по каркасным рейкам. Их примерная глубина должна соответствовать 4-5 см. В случае, если планируете углубить проводку в подземные траншеи, рассчитывайте их высоту на уровне 80 см и не допускайте пересечений с дренажными каналами. Сверху кабель обязательно накройте черепицей, уберегая его от повреждений при вспахивании грунта.
3. Подведите кабель к щиту, из которого сделайте разводку проводов к розеткам и включателям.
4. Если каркас тепличной конструкции выполнен из деревянных реек и брусьев, то для крепления источников искусственного света достаточно вкрутить в них крепёжные крючки для светильников. В металлических каркасных прутьях придётся сверлить специальные отверстия для крепления ламп.
5. Подсоедините нужное количество ламп.

Вам будет интересно узнать об оптимальных размерах теплиц из поликарбоната.

При тепличном способе выращивания растений, даже когда они пребывают в пассивном состоянии стагнации, дополнительное подсвечивание крайне важно. Его обустраивают не только в больших производственных тепличных комплексах, а и на подоконных «грядках». Широкий ассортимент электрических ламп позволяет удовлетворить запросы даже самых требовательных огородников и садовников.

Освещение в теплице: проводим электричество

С проводкой электричества справиться любой человек, сложность нет никаких, есть только определенные нюансы.

Проводим провод от электрощита, и протягивать его можно:

• Под землей – безопасней.
• На высоте – быстрей.

На высоте он устанавливается без усилий, просто подключаем его к каждому прибору по отдельности. Рекомендуем продумать выключатель недалеко от теплицы, он упростит работу.

Если решили ввести кабель под землей, читайте статью, как это сделать. Не забывайте делать расчет кабеля по диаметру, так все светильники будут гореть с одинаковым светом и не перегреваться.