Освещение

Member
₲5
Суть качественного освещения



Свет — основа роста растений. Естественный дневной свет — это самый дешевый

из возможных источников, но в сельском хозяйстве он не всегда доступен в

необходимых количествах. Количество дневного света, необходимого для

быстрого роста растений, ограничено в зимний период, в особенности в областях,

расположенных между 40 и 80 градусами широты — поэтому в этот период

в теплицах для повышения уровня производительности и качества продукции

повсеместно используется искусственное освещение.



Роль света



Количество естественного света (глобального излучения) в

большинстве случаев измеряется в единицах энергии (джоулях

или ваттах) при помощи соляриметра. Для роста растения

используют сравнительно небольшую часть этого излучения

его называют ассимиляционным освещением. Большая

часть излучения переходит в тепло.

При использовании дополнительного освещения для

ускорения роста растений следует убедиться в том, что лампы

высокоэффективны и дают именно ассимиляционное освещение,

а не производят, например, в основном одно тепло. По мере роста

числа свидетельств того, что искусственное освещение способно

повысить производительность, всё больше фермеров обращаются

к использованию искусственного освещения. В настоящее время

оно уже почти повсеместно применяется при выращивании

декоративных культур



Пригодность для фотосинтеза



Исследования в университетах и

прикладных лабораториях показали, что

темп фотосинтеза связан с числом фотонов

между 400 и 700 нм — так называемым

фотосинтетическим потоком фотонов

(Photosynthetic Photon Flux — PPF).

Это единственный надежный способ

определения пригодности источника

света для обеспечения фотосинтеза. Чем

выше показатель PPF в расчете на ватт,

тем более источник света эффективен

для выращивания растений. PPF

выражается в микромоль- фотонах в

секунду (μmol/s).



Cвет для роста



Для человеческого глаза светом является видимая часть спектра

электромагнитного излучения. Большая часть осветительных приборов

создается для человека. В этом случае интенсивность видимого света

выражается в люксах. Люкс — это фотометрическая единица, основанная

на средней чувствительности человеческого глаза.

Чувствительность достигает максимума в зеленой/желтой области

спектра (555 нанометров) и понижается по мере приближения к большим

(красный) и меньшим (синий) длинам волн.

Чувствительность растений к свету полностью отличается от

чувствительности человеческого глаза. Свет, необходимый для роста

растений, следует определить как множество маленьких частиц,

называемых фотонами или квантами. Энергия фотонов может различаться

в зависимости от длины волны (цвета излучения). Из одного ватта энергии

можно получить в два раза больше красных фотонов, чем синих. Это

означает, что, хотя растения и используют синюю и зеленую часть спектра

для роста — или фотосинтеза, красную часть спектра они используют

гораздо более эффективно.

Таким образом, в противовес общепринятому мнению, рост растений

определяется не люксами или энергией, а фотонами от синей до красной

(400-700 нанометров) части спектра. Это и называется светом для роста!



Искусственное освещение



Существует несколько способов использования искусственного освещения для ускорения роста

и увеличения периода роста растений:

1 в качестве дополнения к естественному дневному свету, для увеличения уровня

ассимиляционного освещения с тем, чтобы повысить интенсивность фотосинтеза и

тем самым ускорить рост и повысить качество растений в теплицах (дополнительное

ассимиляционное освещение).

2 для управления световым периодом путем удлинения естественного светового дня при помощи

искусственного освещения (фотопериодическое освещение).

3 Для полной замены дневного света искусственным освещением, позволяющей добиться

максимального контроля за климатом (выращивание без дневного света).

1 Дополнительное ассимиляционное освещение в теплицах

Необходимое количество дополнительного ассимиляционного

освещения сильно зависит от типа растений, требуемой

скорости их роста и присутствия естественного дневного света.

В зависимости от типа растений и требуемой скорости роста в

центральноевропейских условиях, предлагаются следующие

уровни дополнительного освещения:

1. 15 – 30 μmol для улучшения качества, ухода за урожаем и

ограниченного повышения продуктивности;

2. 30 – 45 μmol для рассады

3. 40 – 100 μmol для круглогодичного роста, а также для для многоуровневого

выращивания растений;

4. 100 – 800 μmol для выращивания растений только лишь под

искусственным освещением (например, в вегетационных

камерах).

2 Фотопериодическое освещение

У марихуаны момент зацветания зависит от длины

светового периода. Использование искусственного освещения

для управления цветением называется фотопериодическим

освещением. При использовании этого метода растения

короткого и длинного дня можно выращивать круглый год.

Наиболее распространенные способы изменения длины

светового дня:

• при помощи ассимиляционного освещения (рост также

продолжается в течение периода продления дня);

• при помощи низкодозового освещения, в основном для

регуляции цветения (100 – 400 люкс; 2 – 6 μmol/м2キсек).

3 Выращивание без дневного света

Полная замена дневного света искусственным в основном

используется в помещениях с контролируемым климатом. В

подобных применениях чрезвычайно важно соблюсти баланс

спектральной композиции искусственного освещения для того,

чтобы обеспечить оптимальный рост растений.

Лампы

ДКсТ (Дуговая Ксеноновая Трубчатая)

Ксеноновая дуговая лампа — источник искусственного света, в котором светится электрическая дуга в колбе, заполненной ксеноном. Дает яркий белый свет, близкий по спектру к дневному.

Ксеноновые лампы можно разделить на следующие категории:

Длительной работы с короткой дугой

Длительной работы с длинной дугой

Ксеноновая лампа-вспышка

Лампа состоит из колбы из обычного или кварцевого стекла с вольфрамовыми электродами с каждого конца. Колба вакуммируется и затем заполняется ксеноном. Ксеноновые лампы-вспышки имеют третий поджигающий электрод, опоясывающий колбу.

Ксеноновая газоразрядная лампа, газоразрядный источник света, в котором электрическая энергия преобразуется в световую при горении дугового разряда в атмосфере ксенона. Характерные особенности этих ламп: непрерывный спектр излучения, близкий к солнечному; возрастающая вольтамперная характеристика, упрощающая условия питания и регулирования ламп; большой диапазон яркости и мощности; возможность как естественного, так и принудительного (водяного) охлаждения. К. г. л. представляет собой заполненную ксеноном кварцевую колбу с герметически встроенными электродами, между которыми горит электрическая дуга. К. г. л. подразделяют на трубчатые лампы высокого давления, в которых дуга стабилизируется стенками трубки, и шаровые лампы сверхвысокого давления со свободно горящей между электродами дугой. Мощность трубчатых К. г. л. достигает 100 квт, световая отдача равна 20—40 лм/вт, давление газа около 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2), срок службы более 500 ч. К. г. л. этого типа применяются для освещения открытых пространств (городских площадей, ж.-д. станций), при выращивании растений и др. Яркость шаровых К. г. л. соизмерима с яркостью Солнца, диапазон их мощностей колеблется от 0,1 до 30 квт, световая отдача около 50 лм/вт, давление газа 0,5—3 Мн/м2 (5—30 кгс/см2), долговечность 100—500 ч. Разновидность шаровых К. г. л. — лампы в металлической оболочке со сферическим выходным окном мощностью более 40 квт. Шаровые К. г. л. получили широкое распространение в прожекторной технике, кинотехнике, для имитации солнечного излучения, оптических печах и т. д. Основная тенденция совершенствования К. г. л. — увеличение мощности, срока службы, надёжности.

Конструкция лампы

Во всех современных ксеноновых лампах используется колба из кварцевого стекла с электродами из вольфрама, легированного торием. Кварцевое стекло — это единственный экономически приемлемый оптически прозрачный материал, который выдерживает высокое давление (25 атм в колбе ламп для IMAX), и температуру. Легирование электродов торием сильно увеличивает эмиссию ими электронов. Так как коэффициент теплового расширения кварцевого стекла и вольфрама различаются, вольфрамовые электроды вварены в полосы из чистого молибдена или инвара, которые вплавлены в колбу. В ксеноновой лампе анод при работе очень сильно нагревается потоком электронов, поэтому лампы большой мощности нередко имеют жидкостное охлаждение.

3 кВт лампа в пластиковом защитном транспортировочном чехле

Для повышения эффективности лампы, ксенон находится в колбе под высоким давлением (до 30 атм), что накладывает особые требования по безопасности. При повреждении лампы осколки могут разлететься с огромной скоростью. Обычно лампа транспортируется в специальном пластиковом контейнере, который снимается с лампы только после установки лампы на место и надевается на лампу при её демонтаже. При работе лампы колба подвергается значительным перепадам температуры, в результате чего к концу срока службы колба становится более хрупкой. Из соображений безопасности производители ксеноновых дуговых ламп рекомендуют использовать защитные очки при обслуживании лампы. При замене ламп IMAX рекомендуется надевать защитный костюм

Принцип работы

В ксеноновой лампе основной поток света излучается плазмой возле катода. Светящаяся область имеет форму конуса, причём яркость её свечения падает по мере удаления от катода по экспоненте. Спектр ксеноновой лампы приблизительно равномерный по всей области видимого света, близкий к дневному свету. В лампах высокого давления могут быть несколько пиков вблизи инфракрасного диапазона, примерно 850—900 нм, которые могут составлять до 10 % всего излучения по мощности.

Существуют также ртутно-ксеноновые лампы, в которых кроме ксенона в колбе находятся пары ртути. В них светящиеся области есть как возле катода, так и возле анода. Они излучают голубовато-белый свет с сильным выходом ультрафиолета, что позволяет использовать их для физиотерапевтических целей, стерилизации и озонирования.

Благодаря малым размерам светящейся области, ксеноновые лампы могут использоваться как точечный источник света, позволяющий производить достаточно точную фокусировку, а хороший спектр обуславливает широкое применение в кино- и фотосъёмке. Ксеноновые лампы также используются в везерометрах — установках, моделирующих солнечное излучение для испытания материалов на светостойкость.

Требования к питанию

Ксеноновая лампа с короткой дугой имеет отрицательный температурный коэффициент. Для поджига дуги требуется зажигающий импульс 15-30 кВ[2], а иногда и до 50 кВ. В рабочем режиме требуется точная регулировка напряжения и тока, так как по мере прогрева лампы её сопротивление значительно уменьшается, и кроме того, возможно появление колебаний плазмы. При питании выпрямленным током необходимо, чтобы уровень пульсаций не превышал 10-12 %, так как колебания напряжения ускоряют износ электродов. Существуют разновидности ксеноновых ламп для переменного тока. Лампы с длинной дугой (например, отечественная ДКсТ) не столь требовательны к качеству питания и могут использоваться без балласта, требуя лишь пускателя.



ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая).



Этот вид ламп используется садоводами во всем мире. ДНаЗ аналогичен ДНаТ за исключением того, что верхняя часть колбы покрыта зеркальным слоем, что позволяет использовать лампу без внешнего рефлектора.

При эксплуатации исключается попадание атмосферных осадков на колбу. Рабочее положение произвольное.

Конструкция и принцип работы

По конструкции лампы представляют собой стеклянную колбу, имеющую эллипсоидную или цилиндрическую форму, внутри которой расположена горелка, смонтированная на ножку. Лампы снабжены резьбовыми цоколями. Горелка изготовлена из поликристалической окиси алюминия (или монокора), торцы которой плотно соединены с электродными узлами. Горелка наполнена амальгамой натрия и ксеноном. Натриевые лампы так называются потому, что в процессе их горения участвуют молекулы натрия (обыкновенная соль). Спектр таких ламп сдвинут в желто–красную область, а это очень хорошо. Натриевые лампы являются одной из самых эффективных групп источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп, и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.

На сегодня это самый распростанёный свет, также Вам понадобится Дросель и ИЗУ, для розжега лампы.

Схема подключения:

Эфективность (зависит от производителя и модели):



МГЛ (Металло-Галогенная Лампа)



Металло-Галогенные лампы широко применяются для освещения теплиц, зимних садов и оранжерей.

МГЛ с преобладанием излучения в синей части спектра (цветовая температура от 5200K) хороше подходят для вегетативной стадии роста – cиний свет для всходов увеличивает шанс появления растений женского пола, способствует кустистости (полезно для материнских растений), останавливает вытягивание вверх (полезно при ограниченной высоте бокса), а также стимулирует деление клеток листьев – тем самым увеличивая зеленную массу растения, плотные листья способны накапливать больше питательных веществ.



ЭСЛ (Энерго Сберегающия Лампа)



Обозначение примерного спектрального состава излучаемого света – Единица измерения: Кельвин (K)

<3000K – тёплый свет (Warm light) – преобладание излучения в красной части видимого диапазона

>4000K – холодный свет (Cool light) – излучение распределено по всему видимому диапазону

>5000K – дневной свет (Day light) – преобладание излучения в синей части видимого диапазона

>8000K – ультрафиолет (Black light) – ультрафиолетовое излучение

Цветовая температура – единица измерения: Кельвин (К)

2700–3000К – «теплый» свет / Warm light – излучение преобладает в красной части спектра – используют для цветения

4000–4200К – «холодный» свет / Cool light – излучение по всему спектру, с преобладанием в зеленой части

5200–6500К – «дневной» свет / Day light – излучение преобладает в синей части спектра – используют для вегетативного роста

8000–25000K – ультрафиолет / Black light – ультрафиолетовое излучение



Люминесце́нтная лампа



Эти лампы подходят для растений, но использовать их лудчше как дополнительный свет, можно канечно и как основной но не выгодно по экономии средств

Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений. Наиболее распространена ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную парами ртути.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает низкотемпературный дуговой электрический разряд. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

Особенности подключения

Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две:

Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется предварительный прогрев электродов и импульс высокого напряжения.

Люминесцентная лампа имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, после зажигания лампы ток в ней многократно возрастает. Если его не ограничить, лампа выйдет из строя.

Для решения этих проблем применяют специальные устройства — балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартёром и различные разновидности электронных балластов.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Спектр излучения: непрерывный 60-ватной лампы накаливания (вверху) и линейчатый 11-ватной компактной люминесцентной лампы (внизу), линейчатый спектр излучения может вызвать искажения в цветопередаче

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами, грубым и неприятным. Цвет предметов, освещенных такими лампами, может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зелёных линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти - из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, но при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трёхполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Производятся лампы, предназначенные для освещения мясных прилавков в супермаркетах. Свет этих ламп имеет розовый оттенок, в результате такого освещения мясо приобретает более аппетитный вид, что привлекает покупателей[6].



В домашних условиях оценить спектр лампы можно с помощью компакт-диска. Для этого нужно посмотреть на отражение света лампы от рабочей поверхности диска - в дифракционной картине будут видны спектральные линии люминофора. Если лампа расположена близко, между лампой и диском лучше поместить экран с маленьким отверстием.



Отражение



В качестве отражения самое эфективное на сегодняшний день является Аланод

он создаёт правильные блики и максемально эфективно распределяет свет. Затем идёд белый цвет, это 85% отражения света



Светильники



Cool Master



Cool Master - светильник с возможностью активного охлаждения лампы, в качестве отражения Аланод.

Светильник предназначин для таких ламп как: ДНаТ, МГЛ, ЭСЛ

Светильник + ЭПРА

Область применения:

Светильник предназначен для досветки растений в теплицах и оранжереях для выращивания цветочных, овощных, салатных и других культур.

Описание:

Корпус светильника изготовлен из литого алюминия с высоким уровнем защиты от коррозии.

Степень защиты отсека ПРА - IP65.

Климатическое исполнение - У5.

Светильник + ЭПРА + Аланод

Область применения:

Светильник предназначен для досветки растений в теплицах и оранжереях для выращивания цветочных, овощных, салатных и других культур. Применяется с трубчатой натриевой лампой ДНаТ.

Описание:

Корпус светильника изготовлен из литого алюминия с высоким уровнем защиты от коррозии.

Степень защиты отсека ПРА - IP65.

Климатическое исполнение - У5.

Светильник вертикальный + ЭПРА

Область применения:

Светильник предназначен для вертикальной досветки растений в теплицах и оранжереях для выращивания огуречных, томатных и других культур.

Описание:

Корпус светильника изготовлен из литого алюминия с высоким уровнем защиты от коррозии.

Степень защиты отсека ПРА - IP65.

Климатическое исполнение - У5.

Светильник + оптика

Предназначин для люминесцентных ламп

Единица измерения



Люкс



Люкс (обозначение: лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ.

Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.

Типовая освещённость, примеры



Люмен



Лю́мен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Световой поток типовых источников



Приборы для измерения



Люксметр



Люксметр (от лат. lux — свет и... метр), переносный прибор для измерения освещённости, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из селенового фотоэлемента, который преобразует световую энергию в энергию электрического тока, и измеряющего этот фототок стрелочного микроамперметра со шкалами, проградуированными в люксах. Разные шкалы соответствуют различным диапазонам измеряемой освещённости; переход от одного диапазона к другому осуществляют с помощью переключателя, изменяющего сопротивление электрической цепи. (Например, люксметр типа Ю-16 имеет 3 диапазона измерений: до 25, до 100 и до 500 лк). Ещё более высокие освещённости можно измерять, используя надеваемую на фотоэлемент светорассеивающую насадку, которая ослабляет падающее на элемент излучение в определённое число раз (постоянное в широком интервале длин волн излучения).

Кривые относительной спектральной чувствительности селенового фотоэлемента и среднего человеческого глаза неодинаковы; поэтому показания люксметра зависят от спектрального состава излучения. Обычно приборы градуируются с лампой накаливания, и при измерении простыми люксметрами освещённости, создаваемой излучением иного спектрального состава (дневной свет, люминесцентное освещение), применяют полученные расчётом поправочные коэффициенты. Погрешность измерений такими люксметрами составляет не менее 10% от измеряемой величины.

Люксметры более высокого класса оснащаются корригирующими светофильтрами, в сочетании с которыми спектральная чувствительность фотоэлемента приближается к чувствительности глаза; насадкой для уменьшения ошибок при измерении освещённости, создаваемой косо падающим светом; контрольной приставкой для поверки чувствительности прибора. Пространственные характеристики освещения измеряют люксметрами с насадками сферической и цилиндрической формы. Имеются модели люксметров с приспособлениями для измерения яркости. Точность измерений лучшими люксметрами — порядка 1%.



Люменметр (Фотометр интегрирующий)



Люменметр это тоже что и Фотометр интегрирующий, шаровой фотометр, прибор, позволяющий определять световой поток по одному измерению. Основной частью Фотометр интегрирующий является фотометрический шар (шар Ульбрихта), который представляет собой полый шар (или полое тело иной формы) с внутренней поверхностью, окрашенной неселективной белой матовой краской. Диаметр шара должен значительно превышать размеры фотометрируемых источников света, вследствие чего для измерения световых потоков, например люминесцентных светильников, строят Фотометр интегрирующий диаметром до 5 м. Освещённость любой точки шара, защищенной небольшим экраном от прямых лучей горящего в шаре источника, пропорциональна световому потоку этого источника (в общем случае – потоку излучения). Освещённость экранированного участка измеряется тем или иным способом, например с помощью встроенного в шар фотоэлемента. Фотометр интегрирующий широко применяется при световых и цветовых измерениях, в частности для измерения световых потоков ламп и светильников, отражения коэффициентов и пропускания коэффициентов.



 
Последнее редактирование модератором:
Назад
Сверху