Светодиодные лампы для цветов комнатных


В последнее время в магазинах появилось много различных фитоламп. Для наших широт, где есть ярко выраженная сезонность, они порой становятся спасением для растений, особенно зимой, когда длительность светового дня минимальна. Это негативно сказывается на росте и самочувствии комнатных «питомцев». Увеличить длительность светового дня можно с помощью фитосветильников. В этой статье мы расскажем, как выбрать фитолампу для комнатных цветов и расскажем о преимуществах и недостатках каждого вида. 

1. Для чего применяют дополнительное освещение при выращивании
2. Что означают разные света осветительных приборов
3. Виды осветительных приборов

Светодиодные лампы для цветов комнатных Фото: Комнатным «питомцам» требуется дополнительная подсветка. 

Зачем нужны лампы цветам


Фитолампа — это осветительный прибор с направленным потоком света. Такая подсветка помогает растению гармонично расти и развиваться. Использование фитоламп помогает увеличить длительность светового дня. Культуры перестают испытывать дефицит освещения зимой и ранней весной. Световые устройства используются при выращивании в темных местах в помещении.

Если растению не хватает света, оно вытягивается, истончается, ему не хватает энергии для активного роста, а про хорошее цветение можно вовсе забыть.

Фитолампа сконструирована так, чтобы излучать только необходимый диапазон света и не тратить энергию на выработку ненужного спектра.

Светодиодные лампы для цветов комнатныхРазные виды устройств служат различным целям, поэтому будьте внимательны при выборе товаров. 

Как выбрать фитолампу для цветов: что дают растению разные спектры 

Чаще всего искусственный свет включает красный и синий спектр. Этих двух цветов вполне достаточно для полноценного роста. Другие оттенки растениями воспринимаются, но чуть хуже:

  1. Красный спектр. Считается теплым и живительным. Комнатным «питомцам» достается энергия в чистом виде. Именно от этого спектра они воспринимают команды на какое-либо действие, а также определяют, какое сейчас время суток. Благодаря этому спектру происходит процесс фотосинтеза.
     
  2. Синий спектр. Это другие, более короткие волны. Растения на этот спектр реагируют своим движением зеленой массы за солнцем. Оптимизируется рост, они не вытягиваются. В меньшей мере, чем красный спектр, отвечает за фотосинтез.

Светодиодные лампы для цветов комнатныхФото: Растениям, как правило, хватает красного и синего спектра для полноценного развития. 

Виды ламп для выращивания комнатных цветов

Далее расскажем о разных видах устройств, их плюсах и минусах, а также особенностях использования. 

Люминесцентные лампы

Недорогие светильники, которые быстро раскупают. Во время работы не выделяют тепло и не обжигают наземную массу. Обладают следующими характеристиками:

  1. В них мало красного спектра, в основном это синий.
     
  2. У них невысокая мощность и небольшой срок службы.
     
  3. Невысокая стоимость.
     
  4. Можно подобрать холодное и теплое свечение. Теплый свет нужен в период цветения и выращивания из семян.
     
  5. Со временем они начинают мерцать, что негативно сказывается на глазах человека.
     
  6. Их используют для подсветки черенков, рассады и взрослых экземпляров.
     
  7. Способствует быстрому росту корневой системы.
     
  8. Спектр сдвинут в сторону ультрафиолетового освещения.

Люминесцентные фитолампы

Еще один вид — это люминесцентные фитолампы для растений. Они излучают розово-фиолетовое свечение. Его добиваются, нанося на поверхность специальный состав — люминофор. У них невысокая мощность, поэтому устанавливают их чаще всего парами. Плохо загораются при низких температурах, например, в теплице.

Энергосберегающие приборы

Это еще одна разновидность люминесцентных ламп. Экономвариант. Работают долго, не нагреваются и не обжигают теплом. Очень низкое потребление электроэнергии. Имеют небольшой размер, поэтому часто ими подсвечиваются какие-то крупные и отдельные взрослые экземпляры.

Светодиодные лампы для цветов комнатныхФото pixabay/andreas160578: Энергосберегающая лампа. 

Индукционные светильники

Это современные виды ламп для подсветки растений. Принцип работы схож с люминесцентными светильниками:

  1. Долгий срок службы, до 20 лет, при 10-часовой работе в сутки.
     
  2. С годами яркость света не снижается.
     
  3. Стоит дорого, но стоимость окупается долгим сроком эксплуатации.
     
  4. Подходит для выращивания всех растений на любой стадии развития.

Светодиодные лампы для цветов (LED)

Излучают спектр света для гармоничного развития комнатных «обитателей»:

  1. При работе не нагревается и не выделяет тепло, которое сможет обжечь листву.
     
  2. Можно самостоятельно менять светодиоды.
     
  3. Не занимает много места в помещении.
     
  4. Прослужит долго (50 000 часов). Безопасны для людей и животных.
     
  5. Стоят недешево, но плюсов намного больше.
     
  6. Помогает расти представителям тропиков, которым нужно длительное освещение.
     
  7. Экологична и легко утилизируется.

Светодиодные лампы для цветов комнатныхФото: Такие светильники используются чаще всего. 

Ультрафиолет

Ультрафиолет подходит для подсветки почти всех видов комнатных представителей. В основном, он нужен культурам, которые нуждаются в долгом световом дне. Как правило, это «жители» тропической зоны.

Ультрафиолет активизирует рост, провоцирует полноценный процесс фотосинтеза. Растение себя ощущает, словно под настоящим солнцем. Легка в применении. Такую лампу можно смастерить самостоятельно или купить в магазине готовую. Тратит мало электроэнергии. Стимулирует бурный рост зеленой массы, укрепляет корни.


Натриевые светильники 

Устанавливается в нежилых помещениях, так как светит очень ярко, ослепляет человека и может вызывать глазные заболевания. Преобладает в основном красный оттенок. Этот вид служит очень долго, способствует активному росту и хорошему цветению. Но есть и минусы:

  • Сильно нагревается и может вызвать ожог на коже.
     
  • Долго разогревается, нужно ждать 5–7 минут.
     
  • Сложно утилизировать, так как в колбе находится ртуть.

Полного спектра (Full Spectrum)

Это наиболее приближенный к естественному свету светильник. В нем есть весь спектр, но акцентными остаются красный и синий оттенки. Такие светильники используют для выращивания помещениях, где вообще нет солнечного света. Также он подходит для подсветки цветов на любой стадии роста (от всходов до взрослого экземпляра).

Светодиодные лампы для цветов комнатныхФото: Такой вариант содержит красный, синий, белый, инфракрасный цвет и ультрафиолет. 

Синий спектр (400–520 нм)

Синий спектр нужен для «слежения за солнцем». Это называется фототропизмом, когда листья и цветки поворачиваются на синий спектр в белом. Лампы с синим спектром лучше всего применять при выращивании рассады. Семена растут активнее, корни развиваются быстрее! 


Красный спектр (630–660 нм)

Красный спектр, как правило, применяется в период формирования бутонов и во время цветения. Интенсивность фотосинтеза максимальная.

Белые лампы

Под белым светом растение себя чувствует как под солнцем и не вытягивается. Лампы белого света отлично подходят для выращивания на подоконнике или в гроубоксе (специальном ящике для выращивания). Купив один раз качественные белые светодиоды, вы обеспечите своих любимцев хорошим светом.

Светодиодные лампы для цветов комнатныхФото: Под холодным белым освещением вашим «питомцам» будет комфортно. 

Источник: antonovsad.ru

Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статья iva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.


Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!

Итак, сначала, что же мне показалось спорным.

1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.


Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:

Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой. А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!


Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:

Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных. Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.

Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!

Светодиодные лампы для цветов комнатных

Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):

Светодиодные лампы для цветов комнатных

Вот, уже можно сделать предварительные выводы!


1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.
3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.

Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.

Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.

По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.

Светодиодные лампы для цветов комнатных

Вот тут-то расстановка сил уже меняется!

Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!

И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:

Где h- постоянная Планка, c — скорость света.

Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.

Светодиодные лампы для цветов комнатных

Вот теперь можно сделать окончательные выводы:

1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт). Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.

Светодиодные лампы для цветов комнатных

2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях. Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.

3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!

* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано. Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!

В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.

PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!

Источник: habr.com


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.