Лампы при выращивании клубники

Технология выращивания клубники круглый год под натриевой лампой дома

Озвученная технология подходит как для промышленных масштабов, так и для выращивания клубники в домашних условиях (отличие только в размерах помещения и количестве урожая).

Клубника – это не только скороспелая и урожайная ягода, не требующая высоких трудозатрат при ее выращивании, но и отличная возможность для заработка. Однако, придя к мысли, что на клубнике можно неплохо заработать, практически все желающие заняться подобным бизнесом сталкиваются с элементарными техническими проблемами:

– Как наладить круглогодичное выращивание клубники?

Чтобы с максимальной ясностью ответить на этот вопрос, ниже вам будет представлена четкая и стройная система, позволяющая понять не только агротехнику выращивания клубники, но и получить реальные данные о необходимом оборудовании и всевозможных компонентах, выраженных в конкретных цифрах. Все это позволит вам существенно сэкономить время и деньги, проведя необходимые расчеты прямо здесь и сейчас.

Помещения для выращивания клубники.

Выращивание клубники круглый год возможно не только в теплицах, но и в домашних условиях. Для этой цели подойдет абсолютно любое помещение, и даже городская квартира (фактически можно выращивать клубнику в домашних условиях)! Как такое возможно, вы поймете чуть позже. А сейчас я объясню, каким требованиям должна отвечать клубничная плантация в помещении с полным отсутствием солнечного света.

Для того чтобы обеспечить кустам клубники нормальный фотосинтез, нужно создать искусственное освещение. Для этих целей годятся 4 вида ламп:

Люминесцентные лампы.
Натриевые лампы высокого давления.
ЭСЛ (энергосберегающие лампы).
Металлогалоидные лампы.

В нашем случае оптимальный вариант – это натриевые лампы высокого давления. Дело в том, что большое давление паров натрия в лампе позволяет на выходе дать такие спектры, как красное и голубое излучение, которые по своим параметрам наиболее близки к яркому летнему солнцу .

При этом не достаточно просто установить лампу над определенным участком грядки, так как ее свет должен равномерно распределяться по всей поверхности. То есть лампу нужно заключить в специальный светильник снабженный отражателем, который помогает не только оптимизировать освещение, но и способствует сокращению электроприборов по всей площади клубничной плантации, тем самым уменьшая расходы на электричество.

Характеристики натриевой лампы:

Оптимальная мощность – 400 Вт.
Площадь освещения – 1 м².
Высота над уровнем грядки – не более 1 м.

То есть для того чтобы осветить 1 м² грядки, вам потребуется 1 лампа. При этом интенсивность освещения должна быть не менее 12-ти часов для сортов ремонтантной клубники нейтрального дня. И тут напрашивается естественный вопрос:

– А во сколько обойдется такое удовольствие, в плане расходов на электричество?

И вот здесь вырисовывается довольно внушительная цифра – 1296 кВт электроэнергии за год. А если точнее, то за 9 месяцев в рублях это примерно 2 тыс.

Но эти расходы с лихвой перебьет урожайность, которая при всех равных условиях может достигать 40 кг клубники с 1 м². А вот оптовая стоимость 40 кг клубники зимой повергнет вас в легкий шок – минимум 20 тыс. рублей! Ну что, от таких доходов стало веселее? Тогда читаем дальше.

Технология выращивания клубники в теплице также предполагает наличия дополнительного освещения. Допустим вариант теплицы-термоса, предложенный мною в статье о выращивании цветов, который позволяет сэкономить до 75% электричества на ее обогрев, также нуждается в искусственном освещении, особенно в зимнее время. Просто в случае с теплицей интенсивность освещения будет значительно меньше.

Клубничные грядки.

Клубничные грядки – это, конечно, обобщенное выражение, и, по сути, вам придется сконструировать трехрядные стеллажи.

Оптимальная ширина такого стеллажа – 1 м (смотрим освещение), высота 1,5 метра, длина произвольная. Стеллаж нужно разделить на 3 ряда и в каждый из рядов установить контейнеры: ширина контейнера в нижней части – 15 см, в верхней части 20 см, высота контейнера – 20 см, длина соответствует длине стеллажа. Расстояние между рядами контейнеров – 20 см.

Так как на стеллажи будет идти высокая нагрузка, то делать их лучше сварными из металлопрофиля. Для контейнеров вполне сгодятся такие материалы, как: фанера, ДВП, пластик, дерево и т. д.

Прочие характеристики закрытого типа помещения:

Влажность воздуха – 75-80%.
Температура воздуха 20-22°С тепла, но не более 25 градусов.
Вентиляция – умеренная.

Итак, с помещением и его оборудованием мы разобрались и теперь рассмотрим основные методы выращивания клубники в столь необычных для нее условиях.

Приготовление компоста для вырашивания клубники.

Основной состав компоста для клубники – это 80% легкой супеси и 20% перегноя.

Что касается легкой супеси, то добыть такую почву – это не проблема. Как это правильно сделать, читайте в вышеупомянутой статье о том как выращивать цветы в теплице.

А вот с перегноем нужно быть осторожней, так как многие путают его с навозом. Навоз и перегной – это совершенно разные вещи, и именно последний происходит от первого. Неважно, какой вид навоза послужил исходным сырьем для образования перегноя, главное, чтобы перегной был выдержан. То есть ему должно быть не менее 3-х лет, перегной должен быть однородного цвета и без какого-либо запаха аммиака.

Второй момент, на который следует обратить внимание, после тщательного смешивания всех компонентов компоста – это его пастеризация. Было бы неплохо, если бы вы оборудовали специальную камеру пастеризации компоста (подборбнее о пастеризации компоста читайте в статье о технологии выращивания шампиньонов). Но если у вас нет такой возможности, то можно пойти другим путем.

Для пастеризации компоста вам понадобится емкость закрытого типа любого объема. После того как емкость заполнена, основательно проливаем компост водой и ставим его на медленный огонь. Главное – это вооружиться термометром со шкалой деления до 100° тепла и следить за тем, чтобы температура компоста колебалась в диапазоне 55-60° тепла в течение 10-12 часов, при этом постоянно его помешивая.

Цель пастеризации – это уничтожение личинок насекомых, семян сорных трав и прочих паразитов в виде вирусов и бактерий.

Система полива.

Перед тем, как заполнить контейнеры компостом, их необходимо оборудовать капельной системой полива. И какие бы вы ни использовали способы выращивания клубники, такая система полива оптимальна для каждого из них. Просто поверхностный полив для клубники не рекомендован.

А устроена капельная система полива клубники следующим образом:

Насыпаем в каждый контейнер слой компоста высотою 10 см.
Прокладываем по поверхности компоста в контейнерах трубки.
Делаем в трубках отверстия из расчета расхода воды – 3-4 л. на 1 м² стеллажа в сутки.
Устанавливаем емкость под воду выше уровня стеллажа на 1 м. и подсоединяем к ней систему трубок.

Если нет возможности автоматизировать такую систему полива, то необходимый расход воды (3-4 литра на 1 м²) вымеряется опытным путем, как собственно размер и количество отверстий в трубках.

Помимо своей основной функции, капельная система полива служит инструментом для доставки клубничным кустам питательных веществ. Это могут быть и водорастворимые удобрения, и регуляторы роста. А вот стоит их использовать или нет, все будет зависеть от конкретной ситуации.

Ну, а когда система полива смонтирована и отрегулирована, остается лишь заполнить контейнеры грунтом и переходить к выращиванию клубники.

Выбор сорта клубники.

Какой конкретно сорт клубники выращивать, лично я вам посоветовать не смогу. Дело в том, что сорта клубники постоянно обновляются и селекционируются, однако основные критерии выбора сорта для круглогодичного выращивания клубники я вам предоставлю:

Первое – это должен быть сорт, причисленный к ремонтантному виду клубники нейтрального дня (такая клубника цветет несколько раз в год).
Второе – период образования ягод и завязей у этого сорта должен идти непрерывно.
Третье – это максимально возможный размер ягод и их равномерный окрас на стадии зрелости.
Четвертое – это высокие вкусовые качества, а также сильный аромат ягод.

Закладка маточной плантации и круглогодичный севооборот клубники.

Давайте сразу определимся с технологическим сроком плодоношения клубники. Он у нас будет составлять 9 месяцев, с сентября по май, так как выращивать клубнику летом по предложенной мною технологии невыгодно, в силу ее низкой стоимости и высокой конкуренции.

Чтобы подготовить хорошую маточную плантацию, способную уже в сентябре давать стабильный урожай, необходимо провести ее закладку еще в начале апреля. Делается это двумя способами: или через выращивание ремонтантной клубники семенами, или через выращивание ее саженцами.

Если у вас нет необходимого количества саженцев, полученных со своей плантации клубники, то второй способ наименее предпочтителен. Просто в этом случае вы рискуете приобрести посадочный материал клубники, не в полной мере соответствующий ее изначальным сортовым качествам. Поэтому лучший метод закладки первой плантации – это семена.

Семена клубники высевают в небольшие ящики, предварительно с хорошо увлажненным грунтом и лишь слегка прикрывают их тонким слоем земли. При этом всхожесть семян клубники довольно низкая и не превышает 50 %. Главный критерий высокой всхожести семян – это яркий солнечный свет, в нашем случае свет натриевой лампы, а также высокая влажность поверхности грунта.

Поддерживать высокую влажность грунта следует путем распыления на него воды, т. е. капельный, поверхностный полив в этом случае неуместен, так как вода будет размывать верхний слой почвы.

После того как появятся первые всходы и рассада клубники укоренится, проводят первую пикировку, рассаживая клубнику в шахматном порядке по схеме – 5Х5 см. Примерно через 1,5 месяца после первой пикировки, проводят второю пикировку, рассаживая клубнику или в рядки, с расстоянием в междурядье в 20 см, или в шахматном порядке по схеме – 10Х10 см.

В итоге, после проведения всей этой работы, вы должны получить необходимое количество маточных кустов клубники, которые находятся на стадии близкой к бутонизации. По времени и количеству это выражается так: к концу июля месяца вы должны вырастить 100 кустов клубники из расчета на 1 м² стеллажей.

А вот уже на второй год выращивания клубники вы можете получать посадочный материал не с помощью семян, а с помощью молодых розеток. То есть круглогодичный севооборот в этом случае будет обходиться вам совершенно бесплатно. Делается это довольно просто. В апреле месяце на свободные участки земли в контейнерах делают прививку усами, и уже к концу мая получают молодые кустики клубники, именуемые розетками.

Из всего вышесказанного становится ясно, что все клубничные грядки требуют ежегодного обновления. И это не просто прихоть, а необходимость, так как ремонтантная клубника, в отличие от обычной садовой, редко плодоносит более 2-х лет.

Посадку маточных кустов на плантацию проводят в конце июля, и к этому времени желательно получить посадочный материал, только-только набирающий цвет. Дальнейший уход сводится к поливу, удобрениям и, конечно же, сбору урожая.

В заключение хотелось бы отметить, что для воспроизводства посадочного материла вам необходимо оборудовать помещение, равное по площади помещению с основной плантацией клубники, или просто выращивать посадочный материал в открытом грунте.

Источник

Какие фитолампы для клубники лучше

Фитолампы для клубники как выбрать?

Сколько нужно света для выращивания клубники?

Характеристики натриевой лампы:

Какие фитолампы лучше для растений?

Светодиодные фитолампы — пожалуй, самый лучший вариант для выращивания комнатных растений и рассады. Благодаря использованию в одном светильнике светодиодов разного спектра, они наиболее отвечают потребностям растений.

Сколько люкс нужно для огурца?

Обычно растения нуждаются в освещенности от 500 до 2 000 люксов. Уровень освещенности в солнечный летний день в средних широтах составляет порядка 100 тысяч люкс (для сравнения, в тропический полдень эта цифра равна 130 тысячам люкс). В пасмурный день освещенность не превышает порядка 10-20-ти тысяч люкс.

Какое освещение нужно для гидропоники?

Светодиодные лампы — идеальный свет для гидропоники

Однако на сегодняшний день светодиодные лампы достаточно дороги, так что в основном используются лампы дневного света на ртути или на натрии.

Сколько нужно света для растений?

Интенсивность света в солнечный летний день составляет около 100,000 люкс, но растениям для жизни достаточно 6-10 тысяч. Это уровень освещённости, который надо получить.

Как выбрать светильник для растений?

Размещать лампы следует на правильной высоте, в зависимости от характеристик источников света. Так, светодиодные и люминесцентные лампы можно размещать на расстоянии до 10 см от верхушек растений, а мощные газоразрядные ДНАТ лампы не ближе, чем 30 см для взрослых растений и 60 см для рассады.

Какие лампы лучше использовать для подсветки растений?

Итак, на сегодняшний день для освещения растительного мира в доме можно выбрать и использовать такие источники света, как:

Какая Фитолампа лучше для орхидей?

Жизненно необходимые для растений: Хлорофил А (сине-зеленый) имеет наибольшую активность при коротких синих волн и длинных красных световых волн. Хлорофил В участвует только в сборе солнечного света; Обычное освещение позволяет поглощать синие волны в течение всего светового дня.

Что дает Фитолампа для растений?

Главное достоинство фитоламп — меньший расход энергии по сравнению с традиционными лампами накалывания. Их рабочий ресурс намного дольше, чем обычных светильников, иногда он достигает 50 000 часов. Фитолампы не вредят растениям: поскольку медленно нагреваются, они не способны обжечь листики культуры.

Можно ли вырастить клубнику зимой?

Клубника, любимая многими ягодная культура. На протяжении всего года можно купить эту сладкую ягоду в магазинах. … Действительно, выращивание клубники в теплицах зимой, даже в наших не простых условиях, вполне возможно. Однако этот процесс довольно трудоемкий и затратный как по времени, труду, так и по финансам.

Как вырастить клубнику из семян в домашних условиях?

Посев семян клубники и их стратификация

Достаточно просто разложить семечки по поверхности увлажненного грунта с помощью пинцета и опрыскать из пульверизатора. Этого будет достаточно, чтобы семена углубились и со временем начали прорастать. Расстояние между семенами должно составлять не менее 2 см.

. форум о светодиодах и свете

Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на дому»

Добрый день, уважаемые форумчане

Мне очень нужна ваша помощь!

Я абсолютный профан во всем, что связано со светом/спектром/фотосинтезом/и т.д..

Но мне очень хочется сделать так, чтобы ягодки, которые с недавних пор растут у меня в ящике, получили по возможности максимум того, что можно организовать в домашних условиях.

Мне посоветовали обратится на ваш форум, сказав, что именно тут обитают люди, способные мне помочь )).

Вот так сейчас выглядит ящик с кустиками клубники:

Те лампы, что стоят сейчас:

светильник с одной лампой желтого света 1250 lm (у стенки)

светильник на две лампы белого света по 1350 lm (над ящиком)

Мне объяснили, что если я хочу хоть что-то вырастить в домашних условиях, то я должна обеспечить ягодкам свет со спец спектром.

Посоветуйте, пожалуйста какие лампы мне нужно поставить.

Заменить только некоторые лампы или же убрать эти светильники и поставить что-то другое?

Очень надеюсь на вашу помощь

и заранее огромное спасибо!

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

Вот так сейчас выглядит ящик с кустиками клубники:

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

честно говоря, я там уже потерялась

или есть все таки нечто более-менее усредненное?

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

дело не в читать, дело в том, что я, видимо, от кол-ва информации совсем растерялась

мне бы что попроще, от тех, кто уже это все испробовал

что-то типо: вам нужна вот эта лампа для роста кустиков, вот такая лучше подойдет для цветения и плодоношения, а вот такая будет универсальной, но не самой лучшей

ну, собственно, вы почти это и сделали спасибище

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

Ziona писал(а): Добрый день, уважаемые форумчане

Мне очень нужна ваша помощь!

Я абсолютный профан во всем, что связано со светом/спектром/фотосинтезом/и т.д..

Мне посоветовали обратится на ваш форум, сказав, что именно тут обитают люди, способные мне помочь )).

А вот если меньше 100вт светиков и Лиминисцетных с натрием, то со спектром, нужно сильно извращаться и разные периоды, он нужен разный.

Немного ИМХО+доктора наук из НИИ, просвятили

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

Угу, предложи 4 ящика, 17*17см, стоящие друг от друга на 3м, освещать этой люмкой.

Re: Помогите, пожалуйста, с выбором ламп для «клубники на до

Кто сейчас на форуме

Русская поддержка phpBB

Освещение клубники

Выращивая клубнику в закрытом грунте, особое внимание необходимо уделить освещению помещения. Для клубники, как и для большинства других растений, солнечный свет жизненно необходим. И в помещении, виду отсутствия естественного источника света (солнца), необходимо создать искусственное освещение.

Для искусственного освещения клубники необходим источник света с составом спектра, наиболее близким к солнечному. Этому требованию лучше всего отвечают газоразрядные лампы дневного света. К тому же они очень экономичные в отношении расхода электроэнергии.

В продаже имеются лампы дневного света различной длины и мощности от 20 до 80 Вт, но для наших целей наиболее подходят 40-50-ватные (они потребляют меньше электроэнергии и создают достаточное освещение). Одна лампа метровой длины обычно устанавливается на 3-6 м площади (в зависимости от плотности размещения мешков). Если какие-то стороны мешка постоянно находятся в тени, то стоит время от времени переставлять мешок, немного проворачивая его вокруг своей оси (для более равномерного распределения освещения среди кустов). Стандартом освещения является: 130-150 люкс в течение 12-14 часов или 2-3 лампы (F-7) на 15-20 кв.м. Степень освещения желательно контролировать специальным прибором — люксометром.

Также для ламп необходимо выбрать светильники нужного размера и наиболее подходящей конструкции. При этом лучше использовать лампы с желтым оттенком свечения, так как этот свет больше подходит для растений и приятней глазам, чем холодный синий.

При установке ламп, а также при пользовании ими, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности при работе с электроприборами. Лампы должны быть надежно подвешены, все электрические соединения хорошо изолированы. Желательно лампы подключать через предохранитель. Особенно внимательно нужно следить, чтобы на включенные лампы случайно не попали капли питательного раствора, а также вода.

Для повышения качества освещения рассады и экономии электроэнергии на стенах можно установить отражатели света (листы жести, алюминиевую фольгу, белую бумагу или побелить стены известью).

Большая часть сортов клубники реагирует на протяженность светового дня. Замечено, что чем дольше день в закрытом грунте, тем раньше клубника начинает цвести. Вообще, чем световой день дольше, тем скорее хозяин будет собирать урожай, и тем качественнее он будет. Так, при длине дня 16 часов клубника зацветает через 10 дней, а начинает плодоносить через 35, в то время как при длине дня 8 часов — соответственно через 14 и 48 дней. Для наилучшей урожайности и качества ягод световой день должен длиться около 14 часов. При этом световой день должен быть непрерывным. Если он прерывается, то показатели урожайности будут несколько хуже.

Если клубничная плантация устраивается в помещении, куда проникает солнечный свет (теплица, веранда, лоджия, помещение с большими окнами), то достаточно будет использовать только циклическое досвечивание. То есть, искусственное освещение применяется только в то время и в тех местах, где отсутствует естественное. Так, например, если зимой световой день длится 7 часов и все это время помещение достаточно освещено, то дополнительное искусственное освещение потом включают еще на 7 часов, чтобы полное время освещения равнялось оптимальным 14 часам в сутки.

Утром, пока окончательно не рассветет, можно включить подсветку, а затем выключить. То же самое нужно проделать и вечером — включить освещение перед тем, как начнет смеркаться. Выключить его можно тогда, когда наберется нужное количество часов. Если для хозяина это затруднительно, можно использовать таймер-устройство, которое будет включать и выключать лампы искусственного освещения в определенное время.

Если же для клубничной плантации из мешков используется полностью закрытое помещение, то ее хозяину придется полагаться только на искусственное освещение.

Cветоводы для освещения теплиц с клубникой

Сколько нужно света для выращивания клубники в закрытой теплице со стеллажами? Сколько света приходит от солнца? Сколько света дает световод? Сколько нужно электричества для LED ламп в теплице?

Задача освещения закрытой теплицы

Для выращивание клубники в закрытой теплице требуется освещение лампами LED. Технология световодов позволяет доставлять солнечный свет в теплицу.

В данной статье рассчитываем сколько нужно света для выращивания клубники. Сколько солнечного света можно доставить в теплицу световодом. Так же оцениваем потребность в электричестве для освещения теплицы и экономию при использовании световодов.

Исходные данные по теплице

Теплица представляет собой закрытый модульный огород состоящий из 3ех модулей. Внешние размеры одного модуля: длина 8.3м, ширина 2.44м, высота 2.66м. Толщина стенки 150мм. Ширина теплицы из трех модулей 7.32м.

Семь стеллажей по 5 полок каждый. Размер полок: длина 6м, ширина 45мм, расстояние между полками по высоте 35мм. Ширина полок на крайних стеллажах 17.5мм.

Площадь теплицы по внешним размерам 61м2. Объем теплицы 133м3.

Площадь помещения со стеллажами: 6мx7.32м = 44м2.

Площадь растительного покрова 6x5x6мx0.35м = 63м2.

Климат: Владивосток, Россия. Широта 43.1.

Схема модульной теплицы огорода с применением световодов

Освещение для клубники

Оценим сколько нужно света для выращивания клубники в закрытой теплице с использованием стеллажей.

Суточное количество солнечного света для роста клубники, DLI:

В единицах плотности потока фотонов, PPFD:

PPFD = 17 [мол/сут/м2] * 1000000 [μмол/мол] / 3600 [сек/час] / 24 [час] = 200 μмол/с/м2

Или, в энергетических единицах, излучаемая мощность ФАР = (200μмол/с/м2) / (4.54 Ватт ФАР /μмол/с) = 44 Ватт ФАР/м2.

Максимальный уровень поглощения и насыщения светом для клубники в единицах плотности потока фотонов, PPFD = 800 — 1200 μмол/с/м2 <1>.

Эффект интерференции или тень от верхних полок

При использовании стеллажей нижние полки получают меньше света чем верхние [5]. Измерения показывают [6], что распределение света между 5 полками примерно такое:

1ая полка(верхняя): 100% света,

5ая полка (нижняя): 30%.

Поток фотонов, PPF, для освещение стеллажа в 5 полок с учетом интерференции света

Поток фотонов для роста клубники на полке площадью 6*0.35м=2.1м2:

PPF (1 полка) = 2.1 м2 * 200 μмол/с/м2 = 420 μмол/с

Если расположить 5 полок горизонтально, то потребуется поток фотонов:

PPF (5 полок горизонтально) =PPF (1 полка) * 5 = 420 * 5 = 2100 μмол/с

Если расположить 5 полок вертикально, то потребуется поток фотонов:

PPF (5 полок вертикально) = 1070 μмол/с (см таблицу выше).

То есть, при вертикальном расположении полок, за счет эффекта интерференции света, потребность в потоке фотонов снижается на 51%.

Сколько нужно света для закрытой теплицы со стеллажами

Для 6 стеллажей по 5 полок каждый, необходимый поток фотонов для выращивания клубники в закрытой теплице площадью 6мx7.32м = 44м2 составит:

PPF_теплица = 6 * 1070 = 6420 μмол/с

Потребность в электричестве для освещения теплицы

Оценим сколько нужно электричества для освещения закрытой теплицы при помощи LED ламп. Для LED ламп полного спектра характерное отношение плотности потока фотонов к потребляемой мощности, PPFD/Ватт, находится в диапозоне от 1.2 до 2.2 μмол/c / Вт. В расчете используем значение 2.

Для освещения закрытой теплицы потребуется:

6420 [μмол/с] / 2 [μмол/c / Вт] = 3210 Вт

Отметим, что тепловое излучение LED ламп составит примерно 5% или 160 Вт.

Читайте также: Как надо удобрить почву

Доступная солнечная энергия

Оценим сколько доступно солнечной энергии для данного климата.

По картам инсоляции определяем суммарную суточную солнечную радиацию на горизонтальную плоскость = 3.564 кВт/ч/м2 за сутки <2>.

Переводим в единицы суточного количества солнечного света, DLI:

DLI = 3.564 кВт/ч/м2 * 7.265 = 25.89 мол/сут/м2

где коэффициент перевода 1 кВт/ч/м2 = 7.265 DLI мол/сут/м2 [3].

Переводим в единицы плотности потока фотонов, PPFD:

PPFD = 25.89 [мол/сут/м2] * 1000000 [μмол/мол] / 3600 [сек/час] / 24 [час] = 300 μмол/с/м2

Таким образом, для Владивостока, средняя плотность потока фотонов = 300 μмол/с/м2.

Аналогично, для поверхности под углом 40 градусов, PPFD составит:

4.422 * 7.265 * 1000000 / 3600 / 24 = 370 μмол/с/м2.

Световоды

Световоды это современная энергосберегающая технология по доставке солнечного света в темные помещения.

Пример использования световодов

Основными элементами световода являются: приемник, световая труба, распределитель [4].

фиксированные. Например: купол, перфорированная акриловая LCP панель с лазерной резкой (LCP — laser cut panel), параболический концентратор (CPC — compound parabolic concentrator) и др;

активные приемники (следует за положением солнца). Например: гелиостаты и другие.

зеркальные световые трубы круглой и прямоугольной формы. Внутрення поверхность с использованием материалов с высоким коэффициентом отражения, например, зеркальная алюминиевая фольга (Specular silver film DF2000MA, 3M) [7];

линзы, оптиковолокно и др.

акриловые рассеиватели круглой или прямоугольной формы;

плоские или параболические отражательные элементы, для перенаправления света на потолок, стены или в рабочую зону;

флуоресцентные кольца и др.

Проектирование световодов

LCP панель и зеркальный световод — простое и экономичное решение

Система сведовода: LCP панель + зеркальные световые трубы является простым и экономичным решением для доставки солнечного света в помещение [8].

Проектирование LCP панели

Эффективность LCP панели или доля улавливаемого света зависят от угла падения, а также от отношения расстояния между прорезями к ширине панели, D / W [9, 10].

Во время летнего солнцестояния во Владивостоке, максимальная высота солнца составляет 70° <3>.

Высота солнца от времени года для Владивостока

Угол наклона LCP панели будет: 70° / 2 = 35°. А оптимальное отношение D / W составит 0.4.

Эффективность LCP панели от угла падения солнца и отношения D/W

Для акриловой панели шириной 6мм, расстояние между лазерными прорезями составит: 6*0.4 = 2.4мм.

Проектирование зеркальной световой трубы

Эффективность светопропускания трубы определяется коэффициентом отражения материала внутренней стенки трубы. Например, при коэффициенте 80%, при каждом отражении теряется 80% света. Таким образом, необходимо минимизировать количество отражений.

Количество отражений зависит от отношения диаметра трубы к ее длине. Оптимальное соотношение сторон приблизительно 1/10, а максимальное до 1/20 [7]. Низкое соотношение сторон увеличивает количество внутренних отражений и снижает эффективность световода.

Для трубы длиной 6м при отношение 1/10 диаметр 0.6м, а при 1/12 диаметр 0.5м (или высота для прямоугольной формы).

Эффективность световода

Количество света и качество его доставки

Количество поступаемого света определяется площадью поверхности приемника. Чем больше площадь, тем больше количество света (фотонов) которое поступает в систему световода.

Качество доставки света определяется эффективностью элементов системы световода. Эффективность это разница в количестве света на входе и на выходе.

Эффективность отдельных элементов

Приемники: призмы 35% [11].

Зеркальные трубы 50% (длина: 1200мм, ширина: 50мм, отношением 24) [8].

Общая эффективность световода

LCP панель + зеркальная световая труба с соотношением сторон 30 составляет от 20% до 32% [8].

Применение световодов для освещения теплиц

Оценим насколько использование световодов может снизить потребность в электричестве для освещения закрытой теплицы.

Освещение теплиц с применением световодов

Для приема света используем LCP панели под углом 35 градусов с ориентацией на юг.

Для транспорта света — прямоугольные зеркальные трубы: шириной 0.9м, высотой 0.5м, длиной 6м, количество труб 6.

Площадь приема света:

Суммарная суточная солнечная радиация на плоскость под углом 40° =

4422Квч/сут/м2 или PPFD = 370 μмол/с/м2.

Поток фотонов через площадь приемников:

PPF_световод_вход = 3.3м2 * 370 μмол/с/м2 = 1220 μмол/с

При общей эффективности световода в 30%, поток фотонов в теплицу:

PPF_световод = 1220 μмол/с * 30% = 366 μмол/с

Доля потока фотонов световода от требуемого потока фотонов:

PPF_световод / PPF_теплица = 366 / 6420 = 6 %

Таким образом, использование световодов снижает расходы на электроэнергию на 6%.

Заключение

Использование закрытых модульных теплиц со стеллажами позволяет увеличить урожай на 1 м2 используемой площади, и снизить эксплуатационные расходы на освещение, отопление, вентиляцию и кондиционирование.

Для роста растений в закрытых теплицах необходимо освещение LED лампами. Применение световодов позволяет доставлять солнечный свет внутрь теплицы, тем самым, сокращать затраты на электроэнергию.

В данной статье приводиться методология расчета количества света, необходимого для выращивание клубники в закрытой теплицы. Оценивается энергопотребление для освещения LED лампами. А так же приводиться обзор и методология проектирования световодов.

Для закрытой теплицы размером 8.3х7.32м, требуемое количество света PPF=6420 μмол/с, при расходе электроэнергии на LED лампы 3.210кВт/ч. Применение световодов позволяет снизить расходы на электроэнергию на 6%.

Определения

Фотосинтез активируется потоком фотонов. В процессе фотосинтеза энергия фотонов превращает воду и углекислый газ в пищу для растений.

Активное излучение фотосинтеза, PAR (Photosynthetic Active Radiation), ФАР (фотосинтетически активная радиация) — спектр света необходимый для фотосинтеза, длина волны 400-700 нм (10-9м).

Солнечный свет является наиболее распространенным источником активного излучения фотосинтеза (PAR, от 400 до 700 нм). На PAR приходится около 50% всего солнечного излучения.

Солнечный свет имеет непрерывное и широкое покрытие по всему спектру.

Поток фотонов фотосинтеза, PPF (Photosynthetic Photon Flux), μмол/с (длина волны 400-700 нм)

Плотность потока фотонов, PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density), μмол/с/м2 (длина волны 400-700 нм)

Суточное количество солнечного света, DLI (Daily light integral), ИДО (интеграл дневного освещения) — суточное количество активного солнечного излучения фотосинтеза на единицу площади, мол/сут/м2 (длина волны 400-700 нм)

Гидропоника это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы.

Для расчета потребления энергии используется фотопериод в 24 часа, для подбора параметров ламп 14 часов.

Транспирация — процесс движения воды через растение и её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветки.

Ключевые слова

Теплица, клубника, освещение, электроэнергия, LED лампы, дневной свет, свет, труба, световод, акриловые панели перфорированные лазером, зеркальные световые трубы, система транспортировки дневного света.

Keywords

Greenhouse, strawberry, lighting, electricity, LED lamps, daylight, light, pipe, lightpipe, laser cut panels, mirror light pipes, daylight transport system.

Список литературы

ASHRAE Fundamentals volume. 1997

ASHRAE HVAC Applications handbook. 1999

Faust J. E., Logan J. Daily light integral: A re review and high-resolution maps of the United es //HortScience. — 2018. — Т. 53. — №. 9. — С. 1250-1257.

Obradovic B., Matusiak B. S. Daylight transport systems for buildings at high latitudes. — 2019.

Fernández-Cabanás V. M. et al. Comparative Analysis of Horizontal and Vertical Decoupled Aquaponic Systems for Basil Production and Effect of Light Supplementation by LED //Agronomy. — 2020. — Т. 10. — №. 9. — С. 1414.

Ramírez-Arias J. A. et al. Horizontal and vertical hydroponic systems for strawberry production at high densities //International Symposium on New Technologies for Environment Control, Energy-Saving and Crop Production in Greenhouse and Plant 1227. — 2017. — С. 331-338.

Obradovic B., Matusiak B. S. Daylight autonomy improvement in buildings at high latitudes using horizontal light pipes and light-deflecting panels //Solar Energy. — 2020. — Т. 208. — С. 493-514.

Garcia Hansen V., Edmonds I. Natural Illumination of Deep Plan Office Buildings: Light Pipe Strategies, 14-19 June 2003 //Goteborg, Sweden: ISES Solar World Congress. — 2003.

Edmonds I. R. Performance of laser cut light deflecting panels in daylighting applications //Solar Energy Materials and Solar Cells. — 1993. — Т. 29. — №. 1. — С. 1-26.

Weibye A., Matusiak B. S. Towards new de of laser cut acrylic panels for windows. — 2019.

Whang A. J. W. et al. Natural light illumination system //Applied optics. — 2010. — Т. 49. — №. 35. — С. 6789-6801.

Источник