LED междинно осветление за култури с високо окачване: основни предимства

Производството на високи култури е трансформирало съвременната хортокултура, като позволява на производителите да максимизират вертикалното пространство и да увеличат добива на квадратен метър. Въпреки това, постигането на последователно качество и продуктивност зависи силно от наличието на светлина през цялата крона на растенията. Тук идва ред на допълнително осветление за оранжерии става задължително. За разлика от традиционното осветление отгоре, съвременното допълнително осветление за оранжерии – особено LED системите за междинно осветление – доставят светлина директно към средните и долните слоеве на растителния покрив, където естествената слънчева светлина не прониква ефективно. Този насочен подход трансформира производителността на културите и рентабилността за производителите, които отглеждат домати, краставици, пипер и други високостойностни култури.

Допълнителното осветление за топлините еволюира значително през последното десетилетие. Ранните системи използваха лампи с високо топлинно излъчване, които консумираха огромни количества електричество и генерираха излишна топлина. Днешните LED-базирани системи за допълнително осветление за топлините предлага значително подобрена енергийна ефективност, целенасочено доставяне на светлинен спектър и по-хладна работа. Производителите с високи шпалти все повече приемат решения за междинно осветление, тъй като допълнителното осветление за топлините, разположено по кроната на растенията, увеличава фотосинтетичната активност в листата, които иначе биха получили недостатъчно осветление. Резултатът е измерими подобрения в размера на плодовете, качеството им, равномерността на узряването и общата добивност на реколтата.

Разбиране на проникването на светлината в кроната и междинното осветление

Защо разпределението на светлината има значение при гъсти крони на растения

В системите за високопроизводително отглеждане растенията се развиват плътно натрупани от пода до тавана, което създава значителни предизвикателства, свързани с пресянване. Горната част на растителния покров естествено поглъща повечето влизяща светлина, оставяйки долните и средните листа в частична или почти пълна тъмнина. Това води до ограничение на продуктивността. Допълнителното осветление за топлини, приложено като междинно осветление, преодолява това ограничение чрез разполагане на източниците на светлина хоризонтално между отделните растителни слоеве. Такава геометрия гарантира, че листата на всички нива на растителния покров получават достатъчно светлинна енергия за фотосинтеза, абсорбцията на хранителни вещества и развитието на плодовете. Изследвания показват, че допълнителното осветление за топлини с междинно разположение на източниците увеличава достъпната светлина за долните зони на растителния покров с 300 до 500 процента спрямо системите с само надгръдно осветление.

Науката зад допълнителното осветление за топлини

Допълнителното осветление за топлини работи по принципа, че растенията реагират на интензитета и спектъра на светлината. Светодиодната технология позволява на производителите да доставят специфични дължини на вълната, които максимизират фотосинтетичната ефективност. Съвременните системи за допълнително осветление за топлини използват червени и сини светодиоди в прецизно подбрани съотношения, понякога допълнени с далечна червена светлина, за оптимизиране на морфологията на растенията и цветенето. Когато допълнителното осветление за топлини достигне листата в долния слой на растителната корона, те преминават от състояние, ограничено главно от светлината, към светлинно наситено състояние, което позволява по-високи темпове на производство и транслокация на въглехидрати. Това води директно до по-големи плодове, по-добра развитие на цвета и удължаване на продуктивните сезони.

Експлоатационни предимства на системите за междинно осветление със светодиоди

Увеличение на добива и подобряване на качеството на реколтата

Производителите, използващи допълнително осветление в оранжерии, съобщават за увеличение на добивите от 15 до 40 процента, като това зависи от първоначалните нива на осветеност, типа култура и проекта на системата. Ефектът от допълнителното осветление в оранжерии е най-изразен през зимните месеци и в региони с естествено по-ниска наличност на светлина. Освен увеличаването на обема, допълнителното осветление в оранжерии подобрява показателите за качеството на плодовете, включително съдържанието на захар, еднородността на цвета и продължителността на годността. Например производителите на домати наблюдават ускорено узряване и по-добро развитие на вкуса, когато допълнителното осветление в оранжерии осигурява постоянна светлина за всички слоеве на растителния покров. Производителите на пипер докладват за повишена завързаност на плодовете и по-ранно време на прибиране. Производителите на краставици постигат последователно производство през цялата година чрез използване на допълнително осветление в оранжерии. Тези подобрения в качеството обикновено позволяват по-високи пазарни цени, което значително подобрява възвращаемостта на инвестициите.

Енергийна ефективност и намаляване на експлоатационните разходи

В сравнение със системите за допълнително осветление за оранжерии, използващи високонапрежението натриеви или металхалидни лампи, LED-системите за допълнително осветление за оранжерии потребяват с 40 до 60 процента по-малко електроенергия, като при това осигуряват еквивалентен или по-висок светлинен изход. Типична оранжерия с висока проводка за производство на домати може да използва 50–100 киловата допълнително осветление за оранжерии мощност, докато еквивалентните надлъжни разрядни лампени системи изискват 150–200 киловата. Това значително намаляване на енергийното потребление директно намалява експлоатационните разходи и подобрява екологичния отпечатък. Освен това LED-уредбите за допълнително осветление за оранжерии генерират минимално количество топлина, което намалява нуждата от охлаждане в топлите климатични зони и подобрява работните условия за персонала. Съчетанието от по-ниско електроенергийно потребление и намалена необходимост от охлаждане води до периоди на възвръщане на инвестициите от 2 до 4 години за много инсталации за допълнително осветление за оранжерии, след което системата работи със значителна печалба.

Внедряване и стратегическо разполагане на междинното осветление

Анализ на системата и съображения за монтаж

Успешното прилагане на допълнително осветление за топлини изисква внимателно планиране. Производителите трябва да оценят базовите нива на осветеност, като използват измервания на плътността на фотосинтетичния фотонен поток на различни височини на растителната корона. След това проектирането на системите за допълнително осветление за топлини включва изчисляване на разстоянието между светлинните уреди, височината на монтиране и електрическите изисквания въз основа на целевите нива на осветеност и спецификациите на културите. При повечето системи с високо разположени растения светлинните уреди за допълнително осветление за топлини се поставят на всеки 1,5–2,0 метра по редовете с растения и се монтират на подвесни конструкции, които позволяват регулиране при растежа на културите. Електрическата инфраструктура трябва да може да поеме цялото натоварване от допълнителното осветление за топлини, което обикновено изисква отделни електрически вериги и ефективна електропроводка. Професионалното проектиране и инсталиране на системи за допълнително осветление за топлини гарантира оптимално разпределение на светлината, съответствие с изискванията за безопасност и надеждност на системата. Много доставчици на оборудване предлагат консултации по проектиране и персонализирани разположения на системи за допълнително осветление за топлини, базирани на конкретните размери на топлината и изискванията на културите.

Сезонна интеграция и стратегия за управление на осветлението

Стратегическото използване на допълнително осветление за топлините варира според сезона и региона. През зимата допълнителното осветление за топлините обикновено работи през дневните часове, за да удължи ефективния фотопериод и да увеличи дневния светлинен интеграл, като компенсира естествените дефицити. През лятото допълнителното осветление за топлините може да се използва избирателно през ранните сутрешни или вечерни часове, когато температурата в топлините остава благоприятна. Автоматизираните системи за управление на допълнителното осветление за топлините се интегрират с климатичното управление на топлините, за да оптимизират отговора на растенията и едновременно да управляват нуждите от охлаждане. Производителите, които използват допълнително осветление за топлините, съобщават, че координираното управление на светлината, температурата, влажността и храненето максимизира възвръщаемостта от инвестициите в допълнително осветление за топлините. Много напреднали обекти използват базирано на данни планиране на допълнителното осветление за топлините, като коригират работата му според прогнозите за времето, стадия на растеж на културите и цените на енергията.

ЧЗВ

Какви са основните предимства на допълнителното осветление за топлини в сравнение с само надгръбните системи?

Допълнителното осветление за топлини, особено в конфигурации с междинно осветление, доставя светлина директно до листата в средната и долната част на кроната, които надгръбните системи не могат да достигнат ефективно. Това увеличава наличността на светлина в целия обем на културата и значително подобрява фотосинтезата в зони, които преди това са били ограничени по отношение на светлината. Резултатът е по-бързо развитие на растенията, по-големи плодове, по-добър цвят, по-високи добиви и подобрена еднородност на културата в сравнение с подходите за допълнително осветление за топлини, използващи само надгръбни системи.

Колко електроенергия потребява типичното допълнително осветление за топлини в комерсиална високожица операция?

Средно голяма високоволтова топла оранжерия, използваща съвременни допълнителни осветителни системи, обикновено потребява от 40 до 100 киловата, в зависимост от размера на обекта, целевото ниво на осветеност и работните часове. Допълнителното осветление за оранжерии, базирано на LED-технологии, използва значително по-малко електричество в сравнение с по-старите системи с лампи с разряд. Дневното електрическо потребление за допълнително осветление в оранжерии варира сезонно — по-високо през зимните месеци и по-ниско по време на естествено ярки периоди. Повечето оператори установяват, че разходите за електричество за допълнително осветление в оранжерии се компенсират в рамките на 2–4 години благодарение на увеличаване на добива и премии за качество.

Може ли допълнителното осветление за оранжерии да подобри производителността на културите по време на зимно производство?

Да, допълнителното осветление за топлини предлага значителни предимства през зимата, когато нивата на естествената светлина намаляват значително. Зимното допълнително осветление за топлини удължава ефективния ден за отглеждане и увеличава дневния светлинен интеграл, което позволява производството през цялата година на висококачествени култури, които иначе биха били непрактични за отглеждане. Много производители в умерени климатични зони разчитат на допълнителното осветление за топлини, за да поддържат стабилни зимни добиви и качество. Без допълнително осветление за топлини зимното производство би било ограничено поради недостатъчната естествена светлина, което би ограничило годишната производствена мощност и рентабилността.