Как сделать освещение для теплицы из поликарбоната своими руками

Рекомендация от опытного огородника

Иван Степанович: Прежде, чем начать монтировать освещение в своей теплице, я перечитал много информации о самых разных осветительных элементах и сделал выбор в пользу led-светильников. Почему именно они? Да потому что для потребностей какого-угодно растения на любом этапе его развития можно подобрать диод с соответствующим спектров излучения.

Причем можно выращивать в одной теплице разные растения на разных этапах развития и обеспечить каждое индивидуальным освещением. Кроме того, диоды долговечны, — могут прослужить до 15 лет, а также экономно расходуют электрическую энергию.

Выбор ламп

Универсальных систем освещения для любых растений не существует! Для создания наиболее комфортных условий принято использовать разные виды ламп, разделяя теплицу на несколько зон. После того, как максимальный баланс найден, урожайность существенно повысится, а растения можно будет выращивать круглый год.

Лампа накаливания

В теории такие источники света можно использовать для теплиц. Не рекомендуется использовать «лампочки Ильича» в конструкциях из поликарбоната. Излучаемый лампами накаливания свет находится в красном диапазоне, что негативно сказывается на растениях.

К достоинствам относится низкая стоимость, но недостатков существенно больше:

• отсутствие синего спектра (только красные и оранжевые лучи);
• возможность повреждения поверхности листьев, что приводит к деформации и утончению стеблей;
• высокая температура при эксплуатации, вредящая рассаде;
• большое потребление электрической энергии.

Люминесцентные лампы

Наиболее подходящими для тепличного освещения являются люминесцентные лампы, они характеризуются долговечностью, дешевизной и низкой тепловой отдачей. По принципу работы они энергосберегающие, но обычные «экономки» освещают лишь малую площадь.

Для установки обязательно применение защитных коробов. В редких случаях подходят вертикальные пластиковые корпуса.

Ультрафиолетовые лампы для теплиц

Принцип действия и конструкция схожи с люминесцентными. Внутрь колбы закачиваются пары ртути, взаимодействующие с электромагнитным разрядом. Трубка производится из кварцевого стекла, способного пропускать ультрафиолетовые лучи. Отличный вариант для дополнительного освещения растений в небольших помещениях, куда проникает солнечный свет. Существенно ускоряется и повышается эффективность фотосинтеза.

Ртутные лампы

ДРЛ – разновидность ламп с колбой, заполненной ртутью. Характеризуются быстрым нагревом и световым потоком в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Рекомендуется применять в малых комнатах вместо ультрафиолетовых ламп. Подходят для освещения во время созревания плодов. При эксплуатации обеспечьте стабильное напряжение с перепадами не выше 5 % от заданного значения.

Натриевые лампы

Натриевые люминесцентные лампы высокого давления гарантируют наилучшую световую отдачу по отношению к расходуемой электроэнергии. Человек плохо воспринимает спектр излучения, но для растений очень полезны красные, желтые и зеленые оттенки таких источников. Очень распространены в системах тепличного освещения.

Основные преимущества натриевых ламп:

• низкая стоимость;
• малое потребление электроэнергии;
• долговечность – срок службы превышает 20 000 часов;
• высокая световая отдача по сравнению с обычными лампами накаливания;
• большая тепловая отдача – экономия на отоплении теплицы в зимнее время года;
• красно-оранжевый спектр ускоряет цветение и рост плодов;
• КПД превышает 30 %.

По недостаткам отметим высокий нагрев, снижающий пожарную безопасность и требующий дополнительных мер предосторожности

Светодиодные лампы

Светодиодный светильник создает монохромное освещение, однако производители подбирают нужную комбинацию светодиодов для получения благоприятного спектра индивидуально под каждое растение. Это экономичные, долговечные устройства, работающие от блока питания на низком напряжении.

Инфракрасные лампы для теплиц

Такие лампы сравнимы с обогревателями и используются преимущественно для обогрева тепличных хозяйств. Энергосберегающая система создает лучшие условия для роста растений, схожие с естественными. Для улучшения эксплуатации устройства дополняются регуляторами. В случае с конвекторами осуществляется прогрев воздуха. Инфракрасные лампы воздействуют на растения и почву, а уже после передают тепло через воздух.

Расчет количества освещения для теплиц

Если планируется организовать искусственное освещение теплицы своими руками, потребуется учесть следующие параметры:

• Высота размещения источников света над первым листом.
• Тип ламп, их мощность.
• Какую культуру следует осветить, растения разных видов требуют разную интенсивность лучей.
• Общая площадь освещения.
• В какой сезон планируется досвечивание.

Расположение осветительных приборов зависит от типа и мощности ламп, а также от вида культуры Полезно знать: Для энергосбережения и увеличения световых потоков в теплице рекомендуется использовать рефлекторы-отражатели: алюминиевые, фольгированные, зеркальные. Уровень освещения, необходимый для качественного выращивания растений регламентируется агрономическими нормами, минимально допустимый — 6 — 7 kЛk (килолюкс). Исходя из нормативного показателя рассчитывается интенсивность и продолжительность досвечивания теплицы. Осенью, весной меньше, зимой, соответственно, требуется более продолжительный период.

Для достижения минимума освещенности подходят светильники для теплиц, удельная мощность которых 50-100 Вт/м2. Количество ламп определяется при проектировании осветительной системы на основе расчета для индивидуального проекта. Самостоятельно выполнить расчеты можно на онлайн калькуляторе. Гарантированно хороший урожай получается при среднем уровне освещенности 10- 12 кЛк, до 20 килолюкс.

Пример расчета освещения теплицы

Для примерного расчета применим формулу:

F=Е x S : Kи, где

F – необходимый световой поток;

S – площадь;

Ки – коэффициент, определяющий использования потока. Для ламп с внешним отражателем — 0,4, встроенным — 0,8.

Допустим, требуется осветить теплицу площадью 18 м2, уровень освещенности 10000 люкс.

F = 10000 х 12 : 0,4 = 300000 люмпен.

Смотрим на типы ламп, например, возьмем Днат на 250 Вт (27 000 люмпен) такой поток может обеспечить: 3000000:27 000 = приблизительно 11-12 ламп.

Далее следует подобрать высоту, на которой будут располагаться лампы, здесь учесть: уровень яркости величина обратно пропорциональная квадрату расстояния. Для точного вычисления высоты подвеса, следует провести эксперимент, замерить интенсивность люксометром. Опыт подсказывает:

• Для освещения одного растения можно использовать лампу 20-30 Вт, на высоте от 50-300 мм.
• Для группы лучше подойдут лампы 50Вт, расстояние до верхнего листа 400-600 мм, а так же светильники до 100 Вт, если требуется большая площадь подсветки.
• Лампы 250 Вт и более размещают на высоте 1000-2000 мм, подходит для больших зимних теплиц.

Нормы и требования

Следует отметить, что все представители растительного мира по-разному реагируют на воздействие светового излучения. Также спектр излучения будет стимулировать различные функции у произрастающих культур, поэтому вам необходимо учитывать длину излучаемых волн, лежащих в ультрафиолетовом или инфракрасном спектре:

• Ультрафиолетовый спектр от 300 до 400 нм – пригодиться для удаления вредоносных микроорганизмов из теплицы, но может использоваться исключительно в профилактических целях. Длительное воздействие окажется губительным для флоры.
• Фиолетовый 400 – 430 нм – позволяет укрепить ствол и повысить устойчивость к внешним погодным факторам.
• Синий спектр 440 – 460 нм – способствует росту как корневой системы, так и листьев, повышает фотосинтез выращиваемых в теплице культур.
• Зеленый 500 – 600 нм – не несет практической пользы для обитателей теплицы, если установить только такие модели приборов освещения, может погибнуть весь урожай.
• Желтый 600 – 620 нм – стимулирует вытягивание растений, что подходит далеко не всем культурам, к примеру, актуально для декоративных деревьев, кустарников и прочих. Но бесполезно для плодоносящих или цветущих.
• Красный спектр 620 – 700 нм – под его воздействием стимулируется выработка углеводов и их дальнейшая транспортировка, что приводит к быстрому развитию плодов или цветоносов.
• Инфракрасное излучение от 780 нм и более приводит к наращиванию температуры растений, что может погубить урожай в теплице.

Выбор конкретного спектра ламп для искусственного освещения производится в соответствии с сортом выращиваемой флоры и требуемого результата. На практике лампы освещения могут содержать сразу несколько спектров, что расширяет их функциональность. Но это относится далеко не ко всем устройствам освещения, поэтому необходимо внимательно изучить особенности влияния световых приборов на микроклимат теплицы и состояние ее обитателей.

Светодиодное освещение для теплиц и его достоинства

Для полноценного развития и плодоношения растениям жизненно необходим солнечный свет. Он состоит из волн разной длины, которые в совокупности составляют видимый спектр, однако считается, что растениям больше всего подходят лучи синего, красного и оранжевого диапазона. Если для освещения будут использовать лампы именно такого спектра, процессы фотосинтеза будут происходить более активно.

При подборе ламп для освещения теплицы следует также учитывать, что, в зависимости от фазы развития культуры, ей требуются и волны определенного цвета. К примеру, на этапе наращивания зеленой массы преимущество следует отдавать синим волнам, а во время цветения и формирования плодов – красного.

Учитывая эти требования растений к солнечному свету, можно сделать вывод, что в теплицах следует устанавливать такие лампы освещения, которые будут максимально приближены к естественному солнечному свету. При этом лучше усилить красные и синие части спектра, а зеленые и желтые – исключить за ненадобностью.

Светодиодные лампы отвечают всем современным требованиям относительно подсветки растений в конструкциях закрытого грунта (рисунок 1). В прошлом для этой цели использовались преимущественно газоразрядные лампы, но сейчас они считаются устаревшими. При этом основное преимущество светодиодных светильников в том, что они позволяют достичь оптимального баланса между лучами синего и красного спектра, создавая, таким образом, оптимальную среду для развития растений.

К другим достоинствам светодиодных светильников относят:

Экономичность: такие светильники потребляют мало энергии, но при этом обеспечивают стабильно высокий уровень освещения

Это условие особенно важно при выращивании тепличных культур с целью дальнейшей реализации. Интенсивность: в сравнении с другими видами ламп, светодиоды обеспечивают стабильно высокую интенсивность светового потока, которая позволяет активизировать процессы фотосинтеза; Высокая продолжительность работы: в среднем, одна светодиодная лампа может беспрерывно светить до 80 тысяч часов, а некоторые модели и больше

Устанавливая подсветку на светодиодах LED в своей теплице, вы будете уверены, что растения получат необходимое количество света, преобразованного в волны разной длины

Вследствие этого растения будут поглощать только те лучи спектра, которые больше всего требуются на конкретной фазе их развития

Устанавливая подсветку на светодиодах LED в своей теплице, вы будете уверены, что растения получат необходимое количество света, преобразованного в волны разной длины. Вследствие этого растения будут поглощать только те лучи спектра, которые больше всего требуются на конкретной фазе их развития.

У LED-светильников есть несколько важных преимуществ, которые играют особенно важную роль для тепличных культур. Во-первых, они обладают оптимальной световой мощностью, обеспечивая растения необходимым количество света и не вызывая ожогов листьев. Во-вторых, спектр таких светильников идеально подходит для тепличных растений, а при необходимости его можно регулировать. В-третьих, такие светильники не нагреваются, поэтому их использование не изменяет микроклимат теплицы (рисунок 2).

Рисунок 2. Устройство LED светильника

Кроме того, подобные лампы считаются экологичными, так как после завершения срока их службы не нужно проводить специальную утилизацию, а все сгоревшие элементы светильника можно легко заменить на новые. При этом следует учитывать, что LED-лампы стоят дорого, и обладают направленным излучением, поэтому для освещения большой площади понадобится большое количество точек с лампами

Светильники ДНаТ – это натриевые лампы, свет которых принадлежит преимущественно к красному диапазону спектра, который идеально подходит для растений в фазе цветения и плодоношения. Однако следует учитывать, что в свете таких ламп практически не содержатся лучи синего спектра, поэтому их применение на этапе роста рассады и наращивания зеленой массы практически не имеет смысла.

Также следует учитывать, что такие светильники отличаются высокой мощностью и коэффициентом рассеивания, но при этом обладают низкой световой отдачей. Кроме того, большая часть энергии в ДНаТ лампах уходит на их непосредственный нагрев, что, соответственно, нарушает микроклимат теплицы.

Но основным недостатком ДНаТ ламп в сравнении со светодиодными светильниками является непродолжительный срок службы. Уже через полтора-два года они начинают тускнеть и их приходится менять. При этом следует учитывать, что в подобных изделиях содержится ртуть, и для их утилизации требуются специальные условия (рисунок 3).

7. Что еще учесть при освещении теплицы?

Есть несколько важных моментов, которые необходимо знать и учитывать при создании освещения в теплице:

• Зеленая растительность улавливает свет, волны которого имеют длину 400-700 нм. При этом необходимо понимать, что инфракрасное и ультрафиолетовое фотоизлучение также влияет на рост культур в теплице.

• Выделяют два типа подсветки: фотопериодическое и подсвечивание постоянного типа. Их применение обусловлено культурами, которые выращиваются.
• Натриевые электролампы высокого давления не самый идеальный источник света в помещении парника или теплицы. Подбирайте различные осветительные приборы, учитывая тип выращиваемых растений.
• Не нужно экономить на качественном свете, ведь достойное оборудование – залог создания наилучших тепличных условий, а также равномерного освещения растительности.
• При монтаже светильников нужно беспрекословно придерживаться всех правил техники безопасности, а также выполнять нормы охраны труда.
• Подсветка для парника используется фактически такая же, как и освещение для тепличных помещений. Не игнорируйте качество осветительных приборов – вам будет обеспечен большой урожай.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Зачем растению свет ↑

В растениях идет важный химический процесс: строительство из простых маленьких молекул гигантских органических цепочек. Для любого процесса нужна энергия,они ее берут из световых лучей. Фотон света, падая на поверхность листа, запускает биохимические реакции, в результате которых нарастает масса – корни, стебли, листья и плоды. Процесс соединения атомов из простых минеральных молекул в гораздо более сложные органические, происходящий в растениях под действием световых лучей, называется фотосинтезом. Нет света – нет фотосинтеза, а нет фотосинтеза – растение не растет. Не разрастаются корешки, побеги не выбрасывают новых листьев, не закладываются бутоны, о плодах вообще остается мечтать.

Подбор источника света

Кроме выбора самого светильника, необходимо подобрать под него источник света. На сегодняшний день для подсветки парников зимой могут использоваться следующие источники света:

лампы накаливания. Самый устаревший тип источника света, который используется разве что по привычке. Несмотря на то, что они еще продаются, их эпоха подошла к своему логическому завершению. Это связано с тем, что лампы накаливания имеют низкий коэффициент полезного действия и низкую энергоэффективность;

Подсветка теплиц лампами накаливания

ртутные лампы. Они показали себя более эффективными, чем лампы накаливания, которые были их прототипами. Ртутные лампы излучают подходящий для растений спектр и имеют доступную стоимость. Но к их минусам следует отнести наличие внутри стеклянной колбы паров ртути, которые при ее повреждении попадают в воздух. А это несет угрозу жизни людей и полезности выращиваемых в парнике плодов. Также такие источники света излучают определенную долю ультрафиолета;

Подсветка теплиц ртутными лампами

натриевые лампы. Они более безопасны, по сравнению с ртутными лампочками, так как бьются значительно реже. Такие лампочки выбирают для подсветки цветущих культур, так как в их спектре излучения преобладают красные лучи. В результате свет натриевых ламп стимулирует формирование завязей и крупных плодов. К минусам ламп стоит отнести их высокую стоимость;

Подсветка теплиц натриевыми лампами

галогенные лампы. Применяются в теплицах не очень часто, так как их установка достаточно сложна и дорогостояща. При этом продолжительность службы лампочки низкая и они боятся влаги (при попадании воды могут взорваться). К достоинствам галогеновых ламп относят высокую светоотдачу, а также возможность экономить на отоплении теплицы зимой. Размещать такие лампы над посадками нужно на расстоянии 30-90 см от кустов;

Подсветка теплиц галогеновыми лампами

люминесцентные лампы. Они применяются для освещения теплиц очень часто. Такие лампочки стоят не дорого, особо не нагреваются и имеют продолжительный срок службы. Но значительным минусом таких изделий является низкая светоотдача. Также для их установки потребуются дополнительные конструкции, довольно проблематично собираемые своими руками;

Подсветка теплиц люминесцентными лампами

Самым оптимальным решением в данной ситуации будет использование светодиодного светильника. Такие лампочки являются наиболее выгодными в плане потребления электроэнергии. При этом светодиодные лампы имеются все необходимые для роста и развития растений характеристики.

Подсветка теплиц светодиодными лампами

Но покупка led-продукции будет не из дешевых. Зато вы точно получите качественный и вкусный урожай с зимней теплицы. И напоследок стоит отметить, что добиться дополнительной экономии света при подсветке теплиц зимой поможет автоматизация системы освещения.

Требования к освещению

Каждая теплица должна быть освещена с учетом существующих норм освещенности. Нужно знать, сколько света в сутки необходимо для конкретного вида растения и соотносить его с размером всей конструкции

Особенно это важно весной и осенью, когда света выращиваемым культурам не хватает ввиду сокращения светового дня. Лампы покупают, в первую очередь, для искусственного увеличения светового дня

Однако создание комфортных условий должно подчиняться некоторым правилам. Например, нельзя допускать, чтобы искусственная подсветка полностью заменяла собой естественный дневной свет.

Приобретать нужно те варианты, которые можно использовать в течение 16 часов подряд за сутки ежедневно. Не покупают приборы, которые работают постоянно, так как от этого растущие культуры будут истонченными, слабыми и вялыми. Освещение должно быть правильным, учитывающим потребность культур в подсветке (от 12 до 16 часов). Если они на это не рассчитаны, рост и развитие культур может приостановиться.

Важно правильно подобрать мощность и количество светильников, выбирая изделия с диапазоном нанометров от 400 до 700. Если этот показатель будет ниже минимальной отметки, то это негативным образом отразится на фотосинтезе выращиваемых растений

Когда он превышает максимальный показатель, то это также вредит культурам.

Светильники для досвечивания могут иметь разный тип подсветки дневного и ночного освещения. Например, это могут устройства, восполняемые недостаток света, поглощаемого растениями во время естественного освещения посредством ультрафиолетовых лучей. Как правило, такие светильники имеют диапазон подаваемой плотности световой энергии от 400 до 1 тыс. ммоль/м2. Кроме этого, освещение может быть фотопериодическим. Импульсное искусственное солнце можно использовать зимой – оно подходит для дневного и ночного освещения и требует порядка 5-10 ммоль/м2.

Освещение теплицы светодиодными лампами своими руками

Если вы планируете установить светодиодные светильники в большой промышленной теплице, монтажом системы лучше не заниматься своими руками, поскольку в этом случае существует высокий риск неправильной сборки и выхода всей системы из строя после начала эксплуатации. Для сокращения рисков лучше сразу заказывать готовые системы у проверенных производителей, а монтаж – у профессиональных электриков.

Рисунок 4. Подготовка элементов освещения: 1 – покупка светодиодов и драйвера, 2 – проверка полярности светодиодов, 3 – подготовка алюминиевого профиля, 4 – обезжиривание светодиодов

Но, если подсветка будет располагаться в небольшой домашней теплице, ее можно изготовить и своими руками.

Правильная сборка системы светодиодного освещения для теплицы проводится так:

1. Покупка светодиодов и LED-драйвера: всего вам понадобится 10 ламп и 1 драйвер. Лучше выбирать светильники мощностью 3 Вт и со спектром 400-840 Нм. На лампах должна быть отметка «full spectrum». Лучше сразу покупать лампы с запасом, чтобы при необходимости вышедший из строя светильник можно было быстро заменить. Драйвер желательно покупать в специальном герметичном пластиковом корпусе. При этом мощность прибора должна составлять 30 Вт.
2. Проверка светодиодов: как правило, производитель указывает полярность на выводах светодиодных матриц, но, чтобы избежать неприятностей во время монтажа, лучше проверить этот показатель мультиметром в режиме проверки диода. Щупы прибора присоединяют к контактным дорожкам согласно указанной полярности, а сам диод при этом должен загореться.
3. Обработка профиля: для монтажа осветительной системы вам также понадобится алюминиевый профиль длиной 1 метр. Его торцы нужно застить наждачной бумагой от заусениц, а сторону, которая будет использоваться для монтажа, обеззараживают спиртом.
4. Обработка светодиодных матриц: металлическую поверхность матриц также нужно обезжирить спиртом. Для этого элементы можно просто положить на ватный диск, пропитанный спиртом. Снимать их с диска до монтажа не рекомендуется, так как это может привести к повторному загрязнению (рисунок 4).
5. Разметка профиля: на обработанном куске алюминиевого профиля делают отметки для мест будущего крепления светодиодов и просверливают отверстия. Оптимальным считается расстояние в 9 см. На обезжиренную поверхность профиля наносят специальный термоклей и приклеивают светодиодные матрицы. При этом их желательно располагать плюсовыми выводами в одну сторону, чтобы в дальнейшем вам было проще паять провода.
6. Подготовка монтажного провода: монтажный провод МГТФ нарезают на куски длиной 12-13 см, зачищают концы и облуживают их паяльником. Далее провода нужно припаять к светодиодам. При этом нужно соблюдать полярность: плюс первого светодиода припаивают к минусу второго и так далее.
7. Соединение: с обратной стороны профиля делают два отверстия в центре, диаметром не более 4 мм. На расстоянии 10-15 см от них делают еще одно отверстие, диаметром 1 см. Из провода отрезают два куска длиной 75 см, вставляют их в отверстия и выводят на разные концы профиля. Концы этих проводов припаивают к светодиодам по полярности. С одного конца профиля заводят двулужный провод с вилкой, которую выводят через большое отверстие. Концы этого провода присоединяют к драйверу (рисунок 5).

Рисунок 5. Монтаж светодиодного светильника: 1 – крепление светодиодов на термоклей, 2 – соединение светодиодов пайкой, 3 – подключение светодиодов к драйверу, 4 – крепление лампы

На завершающем этапе к обратной стороне профиля нужно прикрепить кронштейны, с помощью которых конструкция будет зафиксирована внутри теплицы над растениями.

Сборка светодиодного светильника для тепличных растений пошагово детально показана в видео.