ПРИМЕНЕНИЕ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ В СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

Чтобы процесс фотосинтеза проходил максимально эффективно, овощным культурам необходимо получать достаточное количество солнечного света. В большинстве случаев растения, выращиваемые в сооружениях защищенного грунта, его недополучают. Вне зависимости от того, насколько грамотно спроектирована система вентиляции и сколько культуры получают удобрений из света, они вследствие недостаточной освещенности могут перестать нормально развиваться и расти. В современных сооружениях защищенного грунта верхняя часть полностью не пропускает солнечные лучи, необходимые для наиболее оптимального развития растений, поэтому появляется необходимость в организации дополнительного искусственного освещения.

Стоит отметить, что современные тепличные комбинаты, работающие на защищенном грунте, используют оптимизированные методы для выращивания растений, которые невозможно применить в других отраслях народного хозяйства. Вместо «щедрого полива химикатами для защиты от болезней» в теплицах давно используют биологический метод при том, что строгий санитарный контроль позволяет свести к минимуму возможность попадания вредителей и болезнетворных для растений организмов из внешней среды.

Освещение в сооружениях защищенного грунта можно разделить на три категории:

1. досвечивание – дополнение естественного света с целью увеличения эффективности освещения;
2. фотопериодическое освещение – продление светового периода;
3. полная замена естественного света – культивация растений в условиях полного отсутствия естественного света [3].

Сфера применения подобных осветительных систем достаточно разнообразна, начиная от простого удлинения светового дня до полной замены естественного источника света.

В настоящее время в связи с запретом импортировать некоторые группы товаров овощеводство в России начало активнее развиваться. В большинстве случаев чтобы минимизировать расходы и добиться максимального урожая, выращивание культур происходит в тепличных условиях. При проектировании сооружений защищенного грунта необходимо особое внимание уделить подбору осветительных приборов, так как электроэнергия является основной статьей расходов во время выращивания урожая. Стоимость конечного продукта примерно на 40% зависит от расходов на электроэнергию, используемую во время его выращивания [1].

Главное достоинство светодиодного освещения в сооружениях защищенного грунта – полный спектр светового излучения. Спектр натриевых ламп преимущественно содержит красную составляющую, которая хорошо влияет на созревание растений в период образования и созревания плодов. Синей же составляющей, необходимой для быстрого и здорового роста молодых растений, недостаточно. Спектр светодиодных ламп содержит все составляющие в достаточном количестве, а значит, прорастание семян происходит за максимально короткий срок [2].

Еще одним достоинством светодиодных осветительных приборов является их малое энергопотребление. Светодиодные светильники потребляют в 3 раза меньше энергии, чем натриевые, и в 10 раз меньше чем обычные лампы накаливания. Еще одно достоинство – долговечность. Производители большинства ламп гарантируют 3-5 лет работы таких светильников. По факту же такие светильники могут проработать более 10 лет при соблюдении условий эксплуатации, поэтому их не придется постоянно менять в отличие от осветительных приборов других типов.

Светодиодное освещение не наносит вреда окружающей среде. В составе таких приборов нет каких-либо опасных веществ, поэтому при их повреждении ущерб не будет нанесен. Лампы универсальны, в настоящее время на рынке представлено большое количество светильников данного типа, различающихся по форме, размеру, мощности и способу монтажа. Низкая температура поверхности осветительных приборов – важная особенность таких ламп. Они не  увеличивают количество тепла в сооружении защищенного грунта, поддерживать комфортный микроклимат проще, а значит, расходы на поддержание необходимой температуры ниже [2].

Единственный недостаток светодиодных светильников – высокая стоимость. Однако если учесть низкие эксплуатационные расходы, данный недостаток становится несущественным, так как капитальные вложения на приобретение новых светильников окупаются достаточно быстро.

Экономия электрической энергии за счет использования светодиодного освещения (в сравнении, например, с натриевыми лампами накаливания) достигается не только из-за низкого энергопотребления осветительных приборов данного типа, но и благодаря возможности регулирования интенсивности излучения в разное время суток. При этом появляется возможность регулировать интенсивность освещения еще и в зависимости от ценовой категории на электроэнергию [1].

В процессе исследования эффективности применения светодиодного освещения были проведены следующие действия:

1. проведено сравнение затрат на энергопотреблениенатриевыми лампами и светодиодными светильниками при использовании разных ценовых категорий;
2. доказана эффективность светодиодного освещения.

Опытным путем было вычислено, что наиболее экономически выгодным вариантом является применение трехценовой категории электроэнергии, так как интенсивность излучения зависит от конкретного часа. При этом в любом случае (вне зависимости от категории) потребление электрической энергии светодиодными светильниками в сравнении с натриевыми лампами накаливания меньше в 3,5 раза.

Первоначальные расходы на закупку и установку светодиодного оборудования выше, чем на подходящее на тот же объект стандартное, примерно на 33%. Однако эксплуатационные расходы в первом случае меньше на 44%, а значит, монтаж светодиодных светильников быстро окупится при их постоянно использовании. Это происходит благодаря сочетанию следующих факторов:

1. низкое энергопотребление отдельно взятых источников света;
2. возможность автоматизировать процесс использования (менять интенсивность в зависимости от времени суток).

Светокультура дает теплицам весомую экономическую выгоду, но при этом увеличивает капитальные и эксплуатационные расходы. Основным критерием экономичности для тепличных предприятий выступает рентабельность как показатель соотношения затрат и прибыли от реализации произведенной продукции за определенный период.  

Список литературы:

1. Накормят ли светодиоды Россию овощами?// Полупроводниковая светотехника. 2016. №2.
2. Применение светодиодных светильников для освещения теплиц: реальность и перспективы/ И. Бахарев, А. Прокофьев, А. Туркин, А. Яковлев // СТА – 2010, №2.
3. Прикупец Л.Б., Емелин А.А. Использование облучателей на основе светодиодов для светокультуры: экономический аспект // Теплицы России. – 2013, №2.