светильники для теплиц
Светодиодный светильник для досветки растений MATRIXLF-200.
Светильник разрабатывался для замены растениеводческих светильников на основе натриевых ламп (Рефлакс-Россия, GreenPower-PHILIPS). Спектр светильника оптимизировался для выращивания различных культур. При разработке светильника были поставлены условия:
конструктив светильника должен обеспечивать минимальное затенение внешнего солнечного освещения, непрерывный спектр в области ФАР, спектральная плотность энергии близкая к следующим значениям (наиболее оптимальная для выращивания огурцов):
Длина волны |
400-500 |
500-600 |
600-700 |
700-800 |
Спектральная плотность энергии для помидоров |
10-20% |
15-20% |
60-75% |
|
Спектральная плотность энергии для огурцов |
15-20% |
35-45% |
40-45% |
- |
В результате получился светильник со следующими характеристиками:
Напряжение питания - 220±10 В.
Потребляемая мощность - 200 Вт.
Спектр в области ФАР - непрерывный.
Расчётные параметры:
Спектральная плотность энергии
Длина волны |
400-500 |
500-600 |
600-700 |
700-800 |
Спектральная плотность энергии |
14% |
46% |
36% |
4% |
Энергитическая мощность излучения Фе - 62 Вт;
Фотосинтезная мощность излучения Фф - 54 Вт;
Комплект из двух светильников предназначен для прямой замены натриевых светильников мощностью 600 Вт, наиболее массово применяемых для досветки растений и светокультуре.
Для примера, расчётные относительные характеристики натриевого источника света 600Вт (спектр ламп Рефлакс):
Длина волны |
400-500 |
500-600 |
600-700 |
700-800 |
Спектральная плотность энергии |
9% |
64% |
27% |
4% |
Энергитическая мощность излучения Фе - 181.30 Вт;
Фотосинтезная мощность излучения Фф - 99.91 Вт.
Конструктивно светильник выполнен в виде конструкции из четырёх линейных светодиодных модулей закреплённых на поперечных основаниях. Светильники предназначены для монтажа в типовых теплицах в местах установки натриевых светильников мощностью 600 Вт.
Вычисление энергетической и фотосинтезисной эффективности светильников осуществлялось в соответствии с приведёнными ниже рекомендациями.
Источники лучистой энергии для облучения растений и их энергетические показатели
Энергетические характеристики светильников, используемых для выращивания растений, являются основой для выбора излучателей, обеспечивающих минимальный расход электроэнергии, удовлетворяющий нормальному росту растений. К энергетическим характеристикам относятся: световой поток Фν, фитопоток Фф и поток фотоактивной радиации (ФАР) Фс, а также соответствующие им энергетические отдачи – светоотдача Вν = Фν/Р, фитоотдача Вф = Фф/Р и отдача ФАР Вc = Фc/Р, где Р – мощность лампы, Вт.
Обычно для сравнения и анализа растениеводческих светильников спектральные характеристики представляют в виде зависимости КПД светильника от длины волны λ - отношения спектральной плотности потока излучения S(λ) в спектральном диапазоне Δλ = 290-1400 нм к потребляемой светильником электрической мощности Рл. С целью упрощения сравнительной оценки эффективности различных источников ОИ предлагалось в основу анализа относительного спектрального распределения положить модель, в которой любое излучение со сплошным или линейчатым спектром ограничивается областью ФАР и представляется сложным, состоящим из трех квазимонохроматических излучений по числу спектральных участков ФАР, в которых они сосредоточены, а относительное спектральное распределение излучения оценивается сочетанием усредненных относительных энергий излучения в тех же участках ФАР (в процентах от общего излучения), например, 30% - 50% - 20%, т. е. для Δλ1 = 380-500 нм = 30%; для Δλ2 =500-600 нм = 50%; для Δλ3 =600-720 нм = 20%.
Тогда для составляющих потока:
светового -
лучистого - ( формулы по запросу)
фотосинтезного -(формулы по запрсу)
где V(λi) - относительная спектральная чувствительность среднего глаза, отн. ед.;
Kф(λi)- функция спектральной фотосинтетической эффективности излучения;
λi- условные характерные длины волн, существенные для основных процессов в растениях, Нм.
Приближенно можно принять Kф(λ1i) = 0,6; Kф(λ2) = 0,4; Kф(λ3) = 1 при λ1 = 435 нм; λ2 = 555 нм; λ3 = 675 нм; V(λ1) ≈ 0,020; V(λ2) ≈ 1,000; V(λ3) ≈ 0,015.
Оценка спектральных характеристик источников ОИ на основе процентного распределения в спектральных участках ФАР используется за рубежом и не является новым требованием, однако в нашей стране до настоящего времени она не получила распространение в нормативно-технической документации, очевидно, из-за отсутствия необходимых данных и стандартизированной методики использования в оценочных расчетах.
Новым является применение корреляции между фотометрическими, энергетическими и фотосинтезными величинами при известных спектральных характеристиках источников ОИ и расчет лучистого Фе и фотосинтезного Фф потоков по формулам:
где 0,95 - коэффициент, численно равный фотосинтетической эффективности излучения с λ = 680 нм; 683 - световая эффективность излучения, лм/Вт.