Можно ли досвечивать цветы светодиодными лампами
Делаем светодиодную подсветку растений: расчет мощности, выбор ленты, расчет питания
Уменьшение естественной инсоляции зимой приводит к световому голоданию комнатных растений и снижению интенсивности фотосинтеза. Светодиодная подсветка для растений и цветов решает эту проблему, но нужно уметь ее подобрать. Разберем как выбрать светодиодную лампу для растений и сделаем ее своими руками.
При недостаточной освещённости тормозятся процессы фотосинтеза что неизбежно приводит к торможению роста. Стебли истончаются, вытягиваются в сторону основного источника освещения. В период обильного цветения недостаток освещения приводит к самовольному сбросу бутонов.
Какая подсветка нужна для растений
Качество освещения для домашних цветов зависит от:
Также влияют температура в помещении и концентрация углекислого газа, но в пределах квартиры влиять на эти параметры трудно, потому опустим их.
Требования к подсветке цветов и растений:
- Отсутствие сильного тепловыделения, растения не должны перегреваться; наличие в спектре излучения красного и синего света, необходимого для нормального процесса фотосинтеза.
Нагрев лампы
Из-за большого нагрева колбы, лампы накаливания непригодны для использования.
Натриевые лампы высокого давления (ДНАТ) лучше подходят для подсветки растений и широко применяются в теплицах. Но для домашних условий они мало пригодны из-за высокой мощности и соответственно значительного тепловыделения (колба может нагреваться до 600 градусов). Также они дорогие в эксплуатации (высокая стоимость трансформаторов розжига).
Светодиоды практически не греются (подробнее про нагрев светодиодов), потому подойдут для квартирного использования.
Спектр излучаемого света
Хлорофилл, находящийся в зелёных листьях, способен активно поглощать свет с длинной волны 380-710 нанометров, остальной спектр не активирует процессы фотосинтеза.
Более короткие волны в спектре 380-500 нанометров стимулируют процессы деления клеток и увеличение зелёной массы, а излучение с длинной волны 500-700 нанометров необходимо для интенсивного цветения и плодоношения.
На графике наглядно видно, какой цветовой диапазон более эффективный для роста растения. Теперь сравним со спектром, излучаемым разными типами ламп.
Обыкновенные лампы накаливания мало подходят для подсветки комнатных растений, поскольку у них преобладает теплый спектр (700+ нанометров). Люминесцентные, которым отдают предпочтения за счет их стоимости, по спектру совсем бедные и уступают даже лампам накаливания.
Спектр излучения светодиодов для растений будет идеальным. Особенно при объединении холодного белого – 400-500нм и теплого белого 500-700нм цветов.
Преимущества подсветки цветов светодиодами
Минимальный срок службы светодиодов 50 000 часов при минимальных потерях в яркости.
Светодиоды более экономичны и расходуют меньше электроэнергии (по сравнению с лампами накаливания в несколько раз). Обладают крайне высоким КПД и выдают около 100 Лм на 1Вт потребленной энергии.
Светодиодные ленты излучают свет под углом 120 градусов, что позволяет сконцентрировать излучение на растениях, а не освещать комнату.
Компактные размеры позволяют создавать освещение для цветов любых форм.
Люминес-центная | Ртутная | Металл-галогенная | Натриевая | Свето-дидная | |
КПД ФАР | 20-22% | 10-12% | 16-28% | 26-30% | 99% |
Cрок службы | 10-15 тыс. часов | 10-15 тыс. часов | 6-10 тыс. часов | 16-24 тыс. часов | 50-100 тыс. часов |
Средняя световая отдача | 50-80 лм/Вт | 45-55 лм/Вт | 80-100 лм/Вт | До 150 лм/Вт | До 100 лм/Вт |
Минусы, ограничения использования | Не годится для большой площади, не подходящий спектр для растений | Экономически невыгодна | Невысокий индекс цветопередачи | Невысокий индекс цветопередачи | Нет |
Среднее потребление энергии | 15-65 Вт/час | 50-400 Вт/час | 70-400 Вт/час | 70-600 Вт/час | 1 Вт/час на один диод или 15Вт на метр ленты |
Коэффициент пульсации | 22-70% | 63-74% | 30% | 70% | Менее 1% |
КПД | 50-70% | 50-70% | 50-70% | 50-70% | 90% |
Специализированные светодиодные фитолампы для растений
Фитолампы – это красные и синие светодиоды с пиком интенсивности в диапазоне 440 и 660 нанометров, т. е. вся мощность излучения находится в эффективном для растений диапазоне.
Такой светодиодный светильник для растений применяется, если необходимо освещать небольшую площадь в 30-50 см 2 (одно растение или один горшок), т. к. светоизлучающий модуль имеет угол светового потока 120 градусов. Для подсветки большого количества растений (рассада) более рентабельно использовать светодиодные ленты и модули.
Фитолампа – хороший выбор для роста одного комнатного цветка, но цена на них неоправданно выше чем на обычные светодиодные ленты. При комбинировании теплого и холодного света светодиодных лент, вы получите тот же результат, но за меньшие деньги.
Важно. Решив использовать фитолампы, не покупайте формфактор типа «кукуруза». Большая часть излучения будет тратится впустую, даже при наличии рефлектора, снижая общую эффективность освещения.
Делаем светодиодную подсветку для цветов своими руками
Изготавливать светодиодные лампы под цоколь нет смысла. Это не практично. Мы будем использовать светодиодную ленту. Изготовление самодельной фитолампы для цветов сводится к трем пунктам:
Расчет мощности светодиодного освещения
Необходимая освещенность для полноценного роста цветов составляет 10000-15000 Люкс. Исходя из этих цифр следует отталкиваться при расчёте подсветки для растений из светодиодов.
Разберем на конкретном примере. Делаем подсветку рассады в коробке размером 0,75 x 0,3 метра. Обеспечим растения освещением 15 000 Люкс.
15 000 Люкс – интенсивность излучения 15 000 Люмен, освещающего поверхность 1 м 2 с высоты 1 метр.
Значит наша требуемая интенсивность света:
15000 Лм/м 2 * 0,225м 2 = 3375 Люмен
Определим высоту расположения освещения. Полученная интенсивность освещения в 3375 Лм нужна при расположении светодиодных ламп для растений на высоте 1м. Уменьшив высоту в два раза, требуемая интенсивность упадет в 4 раза (закон обратных квадратов). Разместив освещение на высоте 0,5м, получим интенсивность света:
Закон обратных квадратов — при увеличении расстояния до источника света в 2 раза, интенсивность светового излучения падает в 4 раза.
Осталось подобрать LED ленту по этим параметрам.
Подбираем светодиодную ленту для подсветки цветов
Из расчета мы получили необходимую интенсивность света 845 Лм. При наших размерах коробки с цветами, лучше взять 2-4 отрезка ленты, длиной 0,75 м, чтобы равномерно покрыть всю площадь.
Световой поток LED ленты указывается из расчета на 1м. Если нам нужно только 0,75м, то необходимо добавить 25% к заявленной производителем интенсивности светового потока.
845 / 2 * 1,25 (компенсируем длину ленты) = 530 Люмен (для двух отрезков)
845 / 4 * 1,25 = 265 Люмен (для четырех отрезков)
- Интенсивность света (яркость) 465 Лм; Температуру света – комбинируем теплый + холодный (3000К + 6000К); Напряжение питания 12В – самый распространенный тип лент.
Нам подойдет SMD3528-W-60led — 3 метра, или SMD2835-W-60led — 1,5м. Здесь можете почитать про маркировку лент.
Выбор блока питания для светодиодных лент
Важно подобрать подходящий для драйвер для питания освещения комнатных растений. Критериев всего несколько:
Расчет мощности блока питания. Рассмотрим на примере 3 метров ленты SMD 3528, 60 светодиодов на 1 погонный метр. Мощность 1 п. м. 4,8W. Прибавим 25% запаса на потерю в соединениях и проводниках и получим:
3м (длина) * 4,8W (мощность 1 метра) * 1,25 (запас) = 18W.
Подойдет любой БП мощностью больше 20Вт и напряжением 12В.
Тип корпуса. Бывают корпуса с разным уровнем пыле — влагозащиты, в алюминиевом или пластиковом корпусе с принудительным или естественным охлаждением.
- Степень защиты выбираем в зависимости от условий эксплуатации. При высокой влажности (размещение внутри теплиц) степень защиты должна быть не ниже IP67. Материал корпуса выбирайте любой. Преимуществ никаких не дает. Принудительное охлаждение необходимо при высокой мощности блока питания (свыше 200W). В противном случае достаточно пассивного охлаждения.
Дополнительный функционал. Блоки питания могут иметь дистанционное управление с пульта, снабжаться lcd экранами, иметь таймеры. Дополнительный функционал приобретайте по желанию. Чем больше функций — тем дороже блок питания.
Подключение ленты к блоку питания
Подключайте все отрезки лед ленты параллельно к блоку питания. При подключении используйте коннекторы (подробнее про соединение отрезков ленты). Один неразрывный участок ленты не должен превышать длины 5м.
Помните про класс защиты светодиодной ленты для растений и блока питания. Выбирая класс IP20 — размещайте освещение и питание в сухих, незапыленных местах. Если класс IP67,68 — размещать можно даже во влажных теплицах.
Варианты размещения освещения для рассады
Индивидуальная подсветка растений.
Точечное освещение растений позволит не только избежать ежегодной передислокации всех горшков и вазонов к месту зимовки, но и создать уникальный, неповторимый дизайн интерьера. В качестве источника освещения можно использовать миниатюрные, но мощные светодиоды.
Светодиоды для подсветки растений способны выдавать до 120 люмен и быть как подсветкой для растения, так и ночником.
Для индивидуальной подсветки можно купить специализированную светодиодную фитолампу, о которых мы писали выше. Метод расчета тот же, что и для светодиодной ленты.
При большом количестве объектов освещения более целесообразно сделать полки снизу которых будет монтироваться светодиодная лента для растений.
Стеллажи можно оградить светоотражающими материалами: фольгой, металлизированным утеплителем. Это позволит обеспечить круглосуточную подсветку, но не будет мешать отдыхать в вечернее время. Также такая ширма увеличит освещенность растений на 10-15 процентов.