Использование светодиодной ленты для подсветки растений

Для эффективного роста всем растениям необходимо качественное освещение. Недостаток света может серьезно сдерживать их развитие. Большую часть года наблюдается дефицит солнечной энергии, восполнить который можно применением дополнительной подсветки. В разные годы для этих целей использовались самые разнообразные источники света. Сейчас все чаще прибегают к помощи светодиодных лент для растений.

Применение подсветки

Для активной вегетации всем растениям необходим свет. Его достаточное количество является обязательным условием фотосинтеза, в процессе которого образуются необходимые для развития углеводы.

С целью обеспечения качественной подсветки растений необходимо правильно использовать особенности и преимущества того или иного источника света. С самого начала широкого распространения ламп накаливания садоводы и любители комнатных растений стали часто применять их для дополнительного обеспечения светом своих посадок.

Казалось бы, нить лампы накаливания дает самое естественное свечение и должна оказывать наилучшее влияние на живые организмы. Однако для ламп накаливания характерна низкая интенсивность света и преобладание красных и инфракрасных лучей. Отсутствует охват всего необходимого растениям спектра, лучи красного диапазона чрезмерно ускоряют вертикальный рост и не способствуют естественному развитию, растения начинают вытягиваться.

К естественному свету гораздо ближе оказались люминесцентные лампы. С появлением их в продаже многие огородники начали широко использовать такие источники света на практике. Этому способствовала и существенная экономия на потреблении электроэнергии, ведь экономичность люминесцентных светильников оказалась намного выше — в четыре и более раза. До сих пор такие светильники широко применяются в растениеводстве. Однако на смену им стало приходить более новое изобретение — светодиодные осветительные приборы.

Особенности светодиодов

Разумеется, для дополнительного снабжения растений светом можно использовать любые типы осветительных приборов. Даже применение ламп накаливания дает определенный положительный результат в условиях дефицита солнечного света. Но по совокупности эксплуатационных показателей и положительному влиянию на растительность светодиоды вышли на первое место.

Основные преимущества

Светодиоды обладают серьезными преимуществами по сравнению с другими источниками света. Достоинства их не ограничиваются одной лишь экономией электроэнергии. Среди наиболее важных преимуществ можно выделить следующие:

1. Безопасность. Напряжение питания светодиодов довольно низкое. Это имеет особенно важное значение в условиях воздействия повышенной влажности, неизбежно сопровождающей агротехнические процессы. Попадание воды при поливе растений не влечет риск поражения электрическим током и не испортит систему освещения.
2. Отсутствие существенного нагрева. Светодиоды при работе выделяют незначительное количество тепла, что позволяет располагать их достаточно близко к листве. Это не приведет к пересушиванию или необходимости более частого полива. Данное качество косвенно влияет и на безопасность: будь напряжение питания высоким, как у других светильников, при близком расположении ламп к растениям существенно увеличивается риск попадания воды на систему освещения.
3. Незначительные энергозатраты. Потребление электроэнергии светодиодами находится на рекордно низком уровне. По сравнению с лампами накаливания может достигаться восьмикратная экономия. Это объясняется высокой светоотдачей при довольно малой мощности.
4. Экологичность. Светодиоды не содержат веществ, которые могли бы оказать токсическое действие на растения, окружающую среду и человека.
5. Большой срок эксплуатации. Ресурс светодиодов может достигать 100 тысяч часов, что эквивалентно 34 годам работы по 8 часов в день. Причем после израсходования ресурса светодиод не перегорает, а лишь теряет яркость по причине деградации кристалла.
6. Минимальная чувствительность к циклам включения-выключения. В отличие от ламп накаливания, люминесцентных и газоразрядных, светодиоды не теряют свой эксплуатационный ресурс от частого включения и выключения подсветки.
7. Высокая прочность. Как и выполнение любых других работ, выращивание растений сопряжено с рисками повредить расположенное близко осветительное оборудование. Светодиоды обладают довольно высокой механической прочностью и стойкостью к вибрации, поэтому не требуют специальной защиты.
8. Излучение определенного спектра и спектральная чистота. Эти свойства позволяют использовать только необходимые для растений участки спектра. Не тратится энергия на излучение бесполезных для химических процессов спектральных диапазонов.
9. Относительно низкая стоимость. Производство светодиодов непрерывно совершенствуется, расширяется число компаний-производителей. В связи с этим стоимость светодиодных осветительных устройств постоянно снижается и они становятся все более доступными для широкого применения, в том числе садоводами.

Отдельные недостатки

Сложно найти существенные недостатки у светодиодного освещения. К незначительным минусам можно отнести необходимость в большой площади конструкции, на которой закреплены светодиоды. Но для растений этот недостаток оборачивается преимуществом, ведь при использовании ленты большие площади посадок можно осветить равномерно.

Если использовать такое освещение в большой теплице, потребуется монтаж существенного количества светодиодных лент для подсветки растений. Такая конфигурация несколько усложняет монтажные работы для человека, но посадки воспримут подобное расположение источников света положительно.

Оптимальный спектр

Излучаемый конкретным светодиодом свет принадлежит узкому диапазону спектра. Осветительные лампы дают более широкий спектр. Однако диапазон излучения светодиода зависит от химического состава использованных при его производстве проводников, поэтому при задействовании нужных материалов можно получить прибор с излучением нужной длины волны и цветом:

• инфракрасным;
• красным;
• оранжевым;
• желтым;
• зеленым;
• синим;
• фиолетовым;
• пурпурным;
• ультрафиолетовым;
• белым.

Такое свойство светодиода позволяет использовать для растений свет нужных участков спектра.

Установлено, что наибольшая потребность для протекания основных химических реакций у растений заключается в красном и синем диапазоне спектра:

• Красные лучи способствуют образованию углеводов, ускоряют рост.
• Синие лучи влияют на синтез аминокислот, выступают в качестве катализатора деления клеток.

Этот фактор и учитывается при проектировании специальной светодиодной подсветки растений.

С учетом этих особенностей была разработана специальная светодиодная лента для подсветки растений — фитолента. В ней реализовано оптимальное соотношение светодиодов: на один синий светодиод приходится от трех до шести красных. При таком сочетании интенсивности каждого участка спектра зеленые насаждения достигают наилучших показателей роста.

Есть существенный недостаток у подобных специальных лент — высокая стоимость. Цены на этот товар, вероятно, обусловлены маркетинговыми решениями, а не себестоимостью. Однако есть способ сэкономить средства: можно приобрести отдельно ленты с синими и красными светодиодами. Эффективность такого варианта освещения не уступает специальной фитоленте.

Монтаж освещения

Применение светодиодных лент существенно упрощает изготовление специальных светильников для растений. Ленты и сопутствующие материалы можно приобрести в строительных магазинах.

Питание большинства светодиодных лент осуществляется от постоянного тока напряжением 12 В. Маркировка напряжения должна быть нанесена по всей длине ленты.

В отдельно стоящих теплицах в качестве источника питания можно использовать аккумуляторную батарею. Однако для большего удобства лучше запитать освещение от специального блока питания, который преобразует переменный ток электрической сети в постоянный.

Рекомендации по подключению:

• На выходе блока питания плюсовой провод обычно красного цвета, а минусовой — синего. Следует внимательно следить за полярностью при подключении. Перепутанная полярность не приведет к повреждению светодиодов, просто они не будут светиться.
• Перед блоком питания устанавливается выключатель, который осуществляет разрыв фазы. С помощью этого выключателя будет включаться и выключаться подача энергии на ленту.
• Перед покупкой блока питания нужно рассчитать требуемую мощность, которая зависит от длины используемого участка. Необходимо умножить мощность одного погонного метра ленты на выбранную длину и добавить запас в 20% от полученного результата. Приобретать следует ближайший больший по мощности блок питания.
• Общая мощность источника света зависит от площади посадок. Обычно при наличии естественного освещения один квадратный метр требует дополнительного освещения светодиодами мощностью до 50 Вт. Например, если используется светодиодная лента для цветов в горшках или ящике на подоконнике, нужно вычислить площадь подоконника и умножить ее на 50 Вт.
• Не следует забывать про соотношение количества синих и красных светодиодов, если используются отдельные ленты каждого цвета. Например, на один метр синей ленты необходимо от трех до шести метров красной.
• Если требуется подключить ленты значительной длины, не стоит соединять конец одной ленты и начало другой. Это правило действует для длин более пяти метров. Наиболее удаленные от блока питания светодиоды могут светить гораздо тусклее, а дорожки электропитания на лентах могут начать перегреваться из-за прохождения завышенных токов. Такой перегрев может существенно сократить срок службы светильника. Рекомендуется выполнять параллельное подключение отдельных лент непосредственно к выходу блока питания.
• Полотно ленты во время прокладки не следует резко перегибать.
• Разные светодиодные ленты могут подключаться различными коннекторами. Разъемы нужно приобретать одновременно с покупкой ленты, чтобы избежать возможного несоответствия.
• Стоит обратить внимание на класс пылевлагозащиты. Желательно наличие маркировки IP 65.
• Желательно монтировать ленты на материалы с высокой теплопроводностью. Алюминий, например, будет хорошо отводить тепло и предотвратит возможные перегревы.
• Часто ленту крепят на прямоугольные панели. Для этого поверхность основы нужно очистить и обезжирить. Лента нарезается на отрезки необходимой длины. Места реза всегда промаркированы.
• Отрезки ленты можно соединять между собой с помощью проводков, однако пайка не обеспечит достаточную надежность. Лучше для всех соединений использовать специальные разъемы.
• К основанию светильника лента крепится с помощью имеющегося на ней клеевого слоя. Необходимо удалить защитное покрытие и с небольшим усилием прижать ленту к основанию.
• Готовую осветительную панель можно установить на подставке, закрепить на стене или подвесить под потолком. Способ монтажа светильника выбирается в зависимости от условий выращивания тех или иных культур.

По всем характеристикам и удобству использования светодиодная лента с оптимально подобранным спектром излучения считается наиболее подходящим вариантом организации дополнительного искусственного освещения растений. Научный подход к выбору длины волны излучаемого света позволяет даже полностью заменить естественное солнечное освещение. Применение светодиодной подсветки обеспечивает полноценный рост и развитие растений, а также существенное увеличение урожайности при оптимальных затратах на создание осветительной системы.