Освещение для растений светодиодное: характеристики, советы по самостоятельному устройству

Чтобы создать для растений условия, позволяющие им правильно развиваться, необходимо установить грамотное освещение. Светодиодные лампы освещения представляют собой наиболее эффективный вариант, обеспечивающий цветы или овощные культуры нужным спектром и являющийся отличной альтернативой естественному свету.

Проблемы у растений при неправильном освещении

Все растения, в том числе и комнатные, различаются теневыносливостью. Многие способны адаптироваться к условиям, например, к переизбытку света или его недостатку. Но для некоторых видов обеспечение оптимального режима освещенности является жизненной необходимостью.

Недостаток света

Для светолюбивых видов оптимальная длина светового дня — от 13 до 15 часов. Если света растениям не хватает, их естественное развитие замедляется.

К чему это может привести:

• утончению ствола;
• увеличению расстояния между листьями;
• ухудшению яркости окраски, потери пестрой текстуры;

• наклону растения в сторону источника света;

• недостаточному размеру листвы;
• вялости, пожелтению и опаданию листьев, особенно нижних;
• отсутствием цветения или увяданием бутонов;

• прекращению роста;
• повреждению ослабленного цветка вредителями;
• в наиболее тяжелых случаях — к гибели растения.

Излишек освещения

Переизбыток света также приводит к нарушению в развитии цветов. Они испытывают сильный стресс, несмотря на достаточный полив.

Растения становятся вялыми, они могут получить световой ожог, на краях листвы появляется желтизна, затрагивая отдельные участки или весь лист. Часто наблюдается почернение листочков.

Растение начинает отклоняться от светового источника. Срок жизни цветка значительно уменьшается. Если чрезмерную освещенность не отрегулировать, культура может засохнуть.

Правила устройства освещения для растений

Растениям необходимо обеспечить:

• правильный тепловой режим;
• достаточную продолжительность светового дня;
• необходимый спектр света.

Компенсировать цветам недостаток получаемого солнечного света можно при помощи искусственного освещения.

Различным видам растений требуется разный уровень освещения. Большей части цветов достаточно 2000… 5000 лк для нормального развития. Но экзотическим представителям флоры необходимо обеспечить от 10 до 50 тыс. люкс.

Примерные нормы необходимой освещенности для различных видов комнатных цветов представлены на фото.

Особое внимание необходимо уделять созданию правильных условий для развития светолюбивых цветов:

• интенсивности освещения в пределах 140…220 Вт/м2;
• спектрального насыщения, состоящего из красного и синего цветов.

Самыми важными для жизнедеятельности растений являются красные лучи с длиной волн 600…720 нм и оранжевые (595…620 нм). Они необходимы, чтобы цветок получал энергию для фотосинтеза.

Синие, имеющие длину волны 380…490 нм, участвуют в образовании белка и регулировки скорости развития. Ультрафиолетовые лучи помогают синтезировать витамины и не допускают вытягивания стеблей. Желтые и зеленые же особой роли не играют.

Размещать источники света следует над растениями. Так удастся избежать их искривления. Также важно соблюдать расстояние от лампы до цветка, чтобы не вызвать ожогов или излишнего вытягивания стеблей.

Виды источников света для выращивания растений

Для создания искусственного освещения своими руками можно использовать несколько видов источников. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Лампы накаливания

Одним из преимуществ этого вида ламп является их доступность. Но минусов — гораздо больше, чем плюсов. Источники выделяют тепло, что приводит к опасности обжечь растение.

Лампы — хрупки, не слишком долговечны и быстро выходят из строя при скачках электрической энергии. Но самое главное — спектр их излучения чересчур смещен в область красного цвета.

Газоразрядные источники

Для подсветки растений, как правило, используются:

1. Люминесцентные источники

Они характеризуются цветовой температурой в диапазоне 3000…6500 К, эффективностью — от 35 до 80 лм/Вт. Выпускаются лампы для растений с более мощным излучением в спектре синего и красного света, что хорошо влияет на фотобиологический процесс.

Источники характеризуются низкой теплоотдачей и экономичностью. Но они — химически опасны из-за паров ртути.

2. Натриевые и ртутные светильники

Натриевые источники активно используются для освещения растений в теплицах. В домашних условиях излишняя яркость плохо воздействует на органы зрения человека. К тому же они сильно нагреваются при работе. Светоотдача ламп варьируется от 150 до 200 лм/Вт.

Спектр ртутных моделей не слишком подходит для рассады. И, опять-таки, их вредность для здоровья заставляет задуматься о целесообразности использования. С 2020 года лампы, содержащие ртуть, выводятся из обращения.

Светодиоды

В последнее время этот вид источников света набирает популярность. И это не случайно.

Диоды отличаются:

• Экономичностью. Их потребление электрической энергии в несколько раз меньше, чем у «лампы Ильича».
• Долговечностью. Срок службы диодов превышает аналогичную характеристику обычной лампы в 15…50 раз.
• Низким уровнем нагрева, не позволяющим обжечься при касании.
• Экологичностью. Светодиоды не содержат вредных веществ.
• Спектром, максимально приближенным к естественному.
• Мгновенным набором полной яркости.
• Светоотдачей на уровне 100 лм/Вт.
• Простотой в использовании. Диоды не нуждаются в дополнительных приспособлениях: отражателях, защитных стеклах и т.д.

Из минусов можно выделить наличие на рынке ламп низкого качества.

Важно! Следует приобретать продукцию проверенных изготовителей. К ним относятся: российские Оптоган, Оптрон, Артледс, а также известные заводы Philips Lumileds, Edison, Toshiba, Agilent Technologies и некоторые другие.

Также многих отпугивает высокая цена источников света. Но такая продукция за счет своих характеристик довольно быстро окупается. Для получения лучшего представления рассмотрим спектры излучения различных видов ламп.

Спектр ламп накаливания — непрерывный, как и солнечный, но в нем мало синей составляющей. У люминесцентных источников плохой спектр, состоящий из нескольких пиков. В этом отношении диодное освещение гораздо ближе к естественному, и получаемому от лампы накаливания.

После появления светодиодов для организации освещения растений стали использовать белые кристаллы. Но такой вид подсветки не совсем эффективен, так как достаточно большая доля электроэнергии тратится на зеленый и желтый диапазон, что представляет собой бесполезное расходование ресурсов.

Идеальным спектр светодиодных источников становится для комнатных растений после объединения синего и красного цветов. Для создания оптимальных условий рекомендуется использовать красные и синие диоды в пропорции 2:1.

В последнее время источники света стали покрывать слоем люминофора, пропускающим лишь синие и красные лучи. Глазу такое излучение видится в пурпурном цвете.

Фитосветодиоды

Разработки в этом направлении продолжаются. Одним из последних изобретений стало появление фитосветодиодов.

Диоды Bridgelux характеризуются:

• ресурсом: 50 тыс. часов;
• номинальной мощностью: 1 Вт;
• напряжением: 3…3,4 В;
• направленностью рассеивания лучей: 120 градусов.

Их отличие от обычных кристаллов в том, что используются не несколько чипов, имеющих различные спектры излучения — синие или красные. В данном случае в одном чипе собран широкий спектр, где преобладают красные и синие лучи.

Что примечательного в фитосветодиодах:

• Охватывание диапазона волн с длиной от 400 до 840 нм.
• Максимальное приближение интенсивности излучения к характеристикам солнечного света.
• Отсутствует необходимость использовать разные светодиоды для устройства освещения. Фиточип собран на основе одного кристалла.
• Использование фитосветодиодов позволяет обеспечить полноценное развитие растений во все периоды: роста, цветения и плодоношения.
• Фитодиоды работают эффективнее, чем собранные из разных чипов системы.

Расчет необходимого уровня освещенности

Правильно подобранное светодиодное освещение растений позволит питомцам нормально развиваться и радовать хозяев прекрасным внешним видом.

При расчетах необходимо учитывать:

• вид комнатного цветка;
• расстояние от лампы до него;
• площадь, которую планируется освещать.

Важно! При расположении источника света над растениями не обойтись без потерь светового потока. Так, при нахождении ламп на высоте 0,3 м будет потеряно примерно 30% потока.

Под освещенностью понимают количество светового потока (в люменах), падающего на квадратный метр основания.

К примеру, требуется рассчитать необходимое количество ламп для освещения полки с цветами длиной 1 м и шириной 30 см. Площадь конструкции составит 0,3 м2. Для создания освещенности в 5 тыс. лк потребуются источники света, имеющие световой поток 1500 лм. Учитывая 30-ти процентные потери, необходимо создать запас потока. Таким образом, необходимое количество светового потока увеличится до 1950 лм.

Показатели светоотдачи различных источников света известны. Зная их, не слишком сложно вычислить необходимую для организации подсветки мощность ламп.

• Стандартные лампы накаливания. Они имеют светоотдачу около 12 — 13 лм/Вт. Определяется мощность, которую должны иметь источники света: 1950 делим на12, получается 162,5 Вт. Для обеспечения требуемой освещенности понадобятся 3 лампы по 60 Вт.
• Люминесцентные источники. Лампы обладают светоотдачей на уровне 65…70 лм/Вт. Соответственно, мощность светильников должна быть 30 Вт. Для подсветки растений можно ограничиться двумя лампами по 15 Вт.
• Светодиоды. Их светоотдача составляет примерно 100 лм/Вт. Такие источники света должны обеспечить мощность 19,5 Вт. Можно взять 3 лампы по 7 Вт.

Но следует учитывать, что расчеты сделаны при монтаже освещения на высоте 30 см над цветами. Если расстояние будет больше, потери существенно возрастут.

Устройство освещения

Больше информации можно получить из видео в этой статье.

Самый простой вариант изготовления подсветки — монтаж светодиодных лент. В их маркировке обычно указан световой поток метра источника света. Он зависит от количества светодиодов, приходящегося на один метр длины и их типа.

Проще всего купить готовую фитоленту, состоящую из красных и синих чипов. В зависимости от целей можно приобрести источник света с соотношение красных и синих кристаллов 3:1, 4:1 или 5:1.

Хорошим вариантом станет использование лишь одной ленты, типа RGB.

Правда, для управления ее работой понадобится не только блок питания, но и контроллер. Это приведет к повышению общей стоимости приспособления.

Также можно собрать источник света для цветов из двух лент, с синими и красными кристаллами.  Это поможет сэкономить, но придется повозиться с паяльником, создавая конструкцию с необходимой кратностью кристаллов. Приобретать ленты с нанесенным защитным покрытием из силикона для использования дома нет резона. К тому же оно уменьшает световой поток.

Краткая инструкция по сборке подсветки из светодиодных лент красного и синего цветов (для подсветки рассмотренного выше варианта полки площадью 30 х 100 см):

• Для обеспечения необходимой кратности 2:1 требуется взять, например две метровые ленты 5050 с 60 красными чипами и одну модель 3528 синего цвета. Получится 120 красных кристаллов и 60 синих.

Важно! Маркировка 3528 и 5050 означает размер светодиода в мм, следовательно, они имеют размеры 3,5 х 2,8 мм и 5 х 5 мм соответственно.

• Обрезать светодиодные ленты необходимо по соответствующим меткам.

• После этого требуется соединить конструкцию с блоком питания.

Подключение к БП производится в соответствии со схемой:

Работу следует проводить аккуратно и с соблюдением полярности.

• Если лента снабжена клейкой основой, это упрощает процесс. Требуется лишь обезжирить основание, на которое она будет монтироваться, снять защитную пленку и приклеить конструкцию. При отсутствии клейкой прослойки придется воспользоваться клеем, например, «Моментом».

Для основания светильника можно использовать, например, лист пластика. Остается лишь включить полученное приспособление в розетку.

Нужно учитывать, что изготовленная подсветка из красных и синих кристаллов приводит к утомляемости органов зрения, поэтому следует ограничить пребывание людей в зоне работы освещения.

Светодиодное освещение для растений позволяет создать оптимальные условия для роста и развития комнатных цветов и позволит наслаждаться их здоровым и привлекательным видом круглый год.