Skleníkové LED rastové svetlá
Ako používať doplnkové osvetlenie na maximalizáciu celoročného{0}}výnosu úrody
Vstúpte do komerčného skleníka v decembri v Holandsku, Kanade alebo na severozápade Pacifiku a uvidíte niečo, čo pred dvadsiatimi rokmi neexistovalo: rady LED svietidiel namontovaných nad prístreškom, ktoré ticho bežia cez krátke zimné dni, vďaka čomu paradajky rodia a šalát rastie rovnakým tempom ako v júli.
Toto je doplnkové osvetlenie v práci - a v tichosti sa stáva jedným z najdôležitejších rozhodnutí o infraštruktúre v modernej komerčnej produkcii skleníkov.
Toto je napísané pre prevádzkovateľov skleníkov, plánovačov zariadení a pestovateľov, ktorí chcú jasný a praktický rozpis toho, akoskleníkové LED pestovateľské svetláskutočne fungujú v reálnych operáciách - od výpočtu vašej medzery v DLI, cez výber medzi najvyšším osvetlením a medzi{1}}osvetlením, až po pochopenie toho, čo čísla v skutočnosti znamenajú pre váš konečný výsledok.
A tu je niečo, čo stojí za to povedať hneď: osvetlenie skleníka sa zásadne líši od vertikálneho poľnohospodárstva alebo pestovania v interiéri. Väčšina problémov, ktoré vidíme v projektoch osvetlenia skleníkov, pochádza od pestovateľov aplikujúcich logiku vnútornej pestovateľskej miestnosti na prostredie skleníka. Pomýlite sa vo fáze špecifikácie a nielenže stratíte efektivitu -, ale uzamknete sa v rokoch zbytočných nákladov na energiu a nestabilných výnosov. Tieto dve veci nie sú rovnaké a na rozdiele záleží viac, ako vám povie väčšina dodávateľov.
Prečo sa pestovatelia skleníkov obracajú na doplnkové LED osvetlenie
Hlavnou výzvou komerčnej skleníkovej produkcie nie je technológia -, ale slnko. Prirodzené svetlo je nekonzistentné, sezónne a závisí od geografickej polohy-. Skleník v Minnesote alebo Škótsku dostáva v decembri dramaticky menej využiteľného svetla ako v júni. Zamračený týždeň v inak produktívnom mesiaci môže potlačiť celú dávku plodín pod jej cieľovú hodnotu DLI, spomaliť rast, znížiť výnos a narušiť plán výroby, od ktorého závisia vaši zákazníci.
Komerčné osvetlenie skleníkarieši tento problém - nie nahradením slnečného svetla, ale vyplnením medzery medzi tým, čo poskytuje slnko, a tým, čo vaša plodina skutočne potrebuje.
Globálny trh s osvetlením v skleníkových záhradách bol v roku 2023 ocenený na približne 2,8 miliardy USD a predpokladá sa, že do roku 2028 prekročí 6,5 miliardy USD. Rast je poháňaný tromi zbližujúcimi sa trendmi: rastúcimi obavami o potravinovú bezpečnosť, ktoré tlačí miestnu celoročnú-výrobu, zlepšenie energetickej-účinnosti, vďaka čomu je doplnkové osvetlenie LED ekonomicky životaschopné pre sezónne a bez ohľadu na kvalitu{6} dopyt spotrebiteľov.
Pre komerčných prevádzkovateľov skleníkov je obchodný prípad čoraz jednoduchší:
Výťažková konzistencia
Dodatočné osvetlenie stabilizuje produkciu plodín počas ročných období. Namiesto o 40 % nižšieho výkonu v zimných mesiacoch, dobre{2}}navrhnutý systém poskytuje predvídateľné veľkosti šarží po celý rok--, čo kupujúci v supermarketoch a stravovacích službách skutočne potrebujú.
Kontrola času cyklu
S doplnkovým osvetlením môžu pestovatelia udržiavať cieľovú DLI bez ohľadu na počasie, skrátiť cykly pestovania o 10 – 20 % pri slabom-období osvetlenia a umožniť viac výrobných cyklov za rok.
Zlepšenie kvality
Ľahké -namáhané plodiny -, ktoré nespĺňajú ciele DLI -, vykazujú merateľný pokles kvality: nižší obsah cukru v paradajkách, voľnejšia štruktúra hlávky v šaláte, znížená hustota kvetov v okrasných rastlinách. Tomu bráni doplnkové osvetlenie.
Každé rozhodnutie o doplnkovom osvetlení skleníka riadia tri metriky:
DLI (Daily Light Integral)
Celková dodávka fotónov počas celého dňa, kombinujúca prirodzené slnečné a umelé svetlo. Toto je číslo, na ktoré reaguje vaša plodina. Všetko ostatné je prostriedkom na dosiahnutie cieľa.
PPFD
Okamžitá hustota fotónov na vrchlíku. Výstup PPFD vášho doplnkového zariadenia v kombinácii s úrovňami okolitého osvetlenia určuje, či zasiahnete svoj cieľ DLI.
Fotoperióda
Celkový počet hodín svetla za deň. Pri plodinách citlivých na dĺžku dňa je ovládanie fotoperiódy rovnako dôležité ako intenzita svetla - a doplnkové osvetlenie vám dáva presnú kontrolu nad oboma.
Ako fungujú skleníkové LED rastové svetlá
Doplnkové verzus úplné náhradné osvetlenie
Pochopenie rozdielu medzi doplnkovým osvetlením a úplným náhradným osvetlením je základom každého rozhodnutia o osvetlení skleníka. Ak sa to mýlime, vedie to buď k nedostatočným investíciám - systémov, ktoré v skutočnosti nevytvárajú medzeru v DLI -, alebo k nadmerným investíciám - k systémom dimenzovaným na pestovanie v interiéri, ktoré stoja oveľa viac, ako vyžaduje skleníková aplikácia.
Doplnkové osvetleniezvyšuje prirodzené svetlo. Zariadenie beží, keď je prirodzené svetlo nedostatočné - v ranných a večerných hodinách, v zamračených dňoch alebo počas-zimných mesiacov so slabým osvetlením. Nie je navrhnutý tak, aby úplne nahradil slnečné svetlo. To znamená nižšiu hustotu svietidiel, nižší celkový príkon a zmysluplne nižšie kapitálové a prevádzkové náklady ako plná vnútorná pestovateľská miestnosť.
Kompletné náhradné osvetlenie(používané vo vertikálnych farmách a vnútorných pestovateľských miestnostiach) úplne nahrádza slnečné svetlo. Každý fotón pochádza zo zariadenia. To si vyžaduje výrazne vyššie ciele PPFD, viac príslušenstva a oveľa vyššiu spotrebu energie.
V skleníkových aplikáciách potrebuje väčšina plodíndoplnková PPFD 50–200 µmol/m²/sz osvetľovacieho systému - oveľa menej ako 200 – 1 200 µmol/m²/s požadovaných pri plnom pestovaní v interiéri. Toto je dôležitý rozdiel pri hodnotení špecifikácií príslušenstva a systémových nákladov.
Najlepšie osvetlenie vs. Inter{0}}osvetlenie (vnútro{1}}strieška)
Vrchné osvetlenie- svietidlá namontované nad prístreškom plodiny, smerujúce svetlo nadol - je štandardná konfigurácia pre väčšinu aplikácií doplnkového osvetlenia skleníkov. Jednoducho sa inštaluje, ľahko sa udržiava a je účinný pre plodiny s otvorenou konštrukciou prístrešku, kde svetlo preniká do spodných zón.
Vnútorné-LED osvetlenie kabíny(nazývané aj inter{0}}osvetlenie) - svietidlá inštalované v poraste plodín, medzi riadkami alebo medzi stonkami rastlín - sa používajú na vysoké, husté plodiny, ako sú paradajky, uhorky a papriky, kde horný vrchlík blokuje významné svetlo prenikať do oblasti plodenia. Umiestnením svetelných zdrojov do prístrešku poskytuje inter{4}}osvetlenie použiteľné PPFD priamo do zóny, kde dochádza k vývinu ovocia, bez potreby vyššej intenzity- osvetlenia.
|
Faktor |
Špičkové osvetlenie |
Vnútorné-Osvetlenie vrchlíka |
|
Inštalácia |
Jednoduchá montáž nad hlavou |
Komplexná inštalácia v-riadku |
|
Najlepšie plodiny |
Šalát, bylinky, kvety, rozmnožovanie |
Paradajky, uhorky, paprika |
|
Prienik svetla |
Obmedzené v hustom baldachýne |
Priamo do plodovej zóny |
|
Údržba |
Ľahký prístup |
Vyžaduje starostlivé obhospodarovanie plodín |
|
Typický príspevok PPFD |
50-200 µmol/m²/s |
ďalších 50–150 µmol/m²/s |
|
Vyžaduje sa hodnotenie IP |
Minimálne IP65 |
Odporúča sa IP66 |
V mnohých veľkých-komerčných prevádzkach v skleníkoch paradajok, špičkové osvetlenie aVnútorné-LED osvetlenie kabínysa používajú spolu - horné svetlá poskytujú celkové pokrytie vrchlíka, medzi{1}}svetlá aktivujú spodné zóny plodov. To je miesto, kde mnohé projekty osvetlenia skleníkov, na ktorých pracujeme, zaznamenávajú najvýznamnejšie zlepšenie výnosov.
Ako vypočítať medzeru v DLI
Toto je krok, ktorý väčšina skleníkových pestovateľov preskočí -, a to je presne dôvod, prečo ich osvetľovací systém nikdy nedosiahne očakávaný výnos. Je to jediné najdôležitejšie číslo vo vašej špecifikácii osvetlenia a väčšina dodávateľov ho ignoruje, pretože vyžaduje skutočné údaje, nielen katalóg svietidiel.
Krok 1:Nájdite priemerné vonkajšie DLI vašej lokality podľa mesiaca. USDA a NASA poskytujú databázy slnečného žiarenia pre väčšinu regiónov. Príklad: skleník v Holandsku dostáva približne 2–4 mol/m²/deň použiteľného DLI v decembri oproti 18–22 mol/m²/deň v júni.
Krok 2:Použite svoj skleníkový prenosový faktor. Väčšina sklenených skleníkov prepúšťa 60–75 % vonkajšieho žiarenia. Vonkajšie DLI 3,0 mol/m²/deň sa v skleníku stane približne 1,8–2,25 mol/m²/deň.
Krok 3:Identifikujte cieľové DLI vašej plodiny. Paradajky potrebujú 20–30 mol/m²/deň. Šalát potrebuje 12–17 mol/m²/deň. Rozdiel medzi tým, čo získavate, a tým, čo vaša plodina potrebuje, je vaším cieľom doplnkového osvetlenia.
Krok 4:Vypočítajte požadované doplnkové PPFD. Vzorec:Dodatočná PPFD=medzera DLI ÷ (fotoperióda hodín × 0,0036)
Príklad pre paradajky v holandskom skleníku v decembri:
- Cieľový DLI: 22 mol/m²/deň
- Prírodné DLI vo vnútri skleníka: ~2,0 mol/m²/deň
- Medzera DLI: 20 mol/m²/deň
- Plánované predĺženie fotoperiódy: celkovo 18 hodín
- Požadované doplnkové PPFD: 20 ÷ (18 × 0,0036) =309 umol/m2/s
Toto je počet, ktorý musia vaše svietidlá dodať vo výške vrchlíka. Nie menovitý výkon zariadenia na 1 meter. Vo výške vrchlíka. Vždy si overte pomocou fotometrických údajov vašu skutočnú geometriu inštalácie.
Toto je vec mnohýchkomerčné skleníkové LED pestovateľské svetládodávatelia prevyšujú - uvádzajú výstup svietidla, nie PPFD{1}}na úrovni vrchlíka pri vašej konkrétnej montážnej výške a rozstupoch. Sú to veľmi odlišné čísla a práve rozdiel medzi nimi je tam, kde sa projekty pokazia.
Požiadavky na pestovanie skleníkových LED svetiel podľa plodiny
Zodpovedajúce vášmuled pestovateľské svetlá do skleníkaaplikácia na vašu konkrétnu plodinu nie je pri komerčnej výrobe voliteľná. Každá plodina má odlišné požiadavky na DLI, doplnkové ciele PPFD a spektrálne citlivosti, ktoré priamo určujú, do akej miery vaša investícia do osvetlenia skutočne zvyšuje výnos.
Paradajky a papriky
Paradajky a papriky sú celosvetovo dominantnými plodiacimi plodinami v komerčnej skleníkovej produkcii a predstavujú najnáročnejšiu aplikáciu doplnkového osvetlenia - s vysokými požiadavkami na DLI, so štruktúrou vysokého baldachýnu, ktorá si vyžaduje zváženie medzi-osvetlením, a so silnou odozvou na CO₂ pri vyšších úrovniach osvetlenia.
|
Parameter |
Paradajky |
Papriky |
|
Cieľové DLI |
20-30 mol/m²/deň |
18-25 mol/m²/deň |
|
Doplnkové PPFD |
150-300 µmol/m²/s |
150-250 µmol/m2/s |
|
Fotoperióda |
Až 18 hodín |
Až 16 hodín |
|
Spektrum |
Široké spektrum, červená-dominantná |
Široké spektrum |
|
odozva CO₂ |
Silný pri 800 – 1 200 ppm |
Mierne pri 800 – 1 000 ppm |
|
Inter{0}}výhoda osvetlenia |
Vysoký (hustý baldachýn) |
Mierne |
LED pestovateľské svetlá pre paradajkyv komerčných skleníkoch sa zvyčajne kombinuje horné osvetlenie pri 150 – 200 µmol/m²/s s medzi{2}}osvetlením pri 50 – 100 µmol/m²/s v plodiacej zóne -, čím sa dosiahne celková doplnková hodnota PPFD 200 – 300 µmol/m²/s tam, kde sa to najviac počíta. Štúdie z výskumných programov Wageningenskej univerzity preukázali konzistentné zlepšenie výnosu o 1 % na mol/m²/deň dodatočného DLI pri produkcii paradajok, vďaka čomu je výpočet ROI pre doplnkové osvetlenie v oblastiach so slabým{10}}osvetlením jednoduchý.
LED pestovateľské svetlá pre paprikypostupujte podľa podobnej logiky, aj keď papriky sú o niečo tolerantnejšie voči nižším úrovniam svetla ako paradajky. V regiónoch s miernymi zimami si papriky nemusia vyžadovať dodatočné osvetlenie počas celého roka-cieľového - mesiaca počas mesiacov s najnižšou hodnotou DLI (zvyčajne od novembra do februára na severnej pologuli), ktoré často prináša nákladovo-najefektívnejšiu návratnosť.
Šalát a listová zelenina
Produkcia skleníkového šalátu výrazne ťaží z doplnkového osvetlenia v zimných mesiacoch s relatívne skromnými požiadavkami na PPFD, vďaka ktorým je investičná ekonomika atraktívna aj pre stredné-prevádzky.
|
Parameter |
Odporúčaný rozsah |
|
Cieľové DLI |
12–17 mol/m²/deň |
|
Doplnkové PPFD |
50-150 µmol/m2/s |
|
Fotoperióda |
16-18 hodín |
|
Spektrum |
Modrá{0}}zdokonalila celé spektrum |
Svetlá na pestovanie šalátu LEDv skleníkových aplikáciách sú zvyčajne jednoduchšie špecifikácie ako pri paradajkových systémoch - nižšie ciele PPFD, žiadne-požiadavky na osvetlenie a jednoduché horné-rozloženie osvetlenia. Primárnou hodnotou je konzistentnosť času cyklu: bez doplnkového osvetlenia sa cykly zimného skleníkového šalátu v oblastiach s vysokou-šírkou môžu predĺžiť o 30 – 50 % v porovnaní s letnou produkciou. S adekvátnym doplnkovým DLI sa časy cyklov celoročne-stabilizujú.
Tu mnohí prevádzkovatelia skleníkov objavia neočakávaný zdroj návratnosti investícií: viac výrobných cyklov za rok, nielen vyšší výnos na cyklus.
Jahody a kvety
Osvetlenie skleníkových jahôda produkcia okrasných kvetov zahŕňa ďalší rozmer, ktorý plodová zelenina a listová zelenina nemajú: citlivosť na fotoperiódu. Mnohé odrody jahôd a okrasné plodiny (chryzantémy, vianočné hviezdy, klinčeky) kvitnú v reakcii na dĺžku dňa, nielen na intenzitu svetla.
V prípade denných-neutrálnych odrôd jahôd vo vertikálnych alebo stolových skleníkových systémoch sú ciele doplnkového osvetlenia podobné ako pri iných plodiacich plodinách - 200–400 µmol/m²/s celková PPFD, pričom pridanie ďaleko-červeného spektra zlepšuje násadu a vývoj plodov. Pre odrody citlivé na fotoperiódu{5}} je starostlivo kontrolované predĺženie alebo prerušenie dňa rovnako dôležité ako celkové DLI.
Osvetlenie kvetov skleníkapre okrasné rastliny často uprednostňuje reguláciu fotoperiódy pred surovou intenzitou - nízkej{1}}úrovne nočného prerušenia osvetlenia (len 2–5 µmol/m²/s počas 4 hodín uprostred tmavého obdobia) môže postačovať na kontrolu načasovania kvitnutia u druhov citlivých na fotoperiódu-, pri veľmi nízkych prevádzkových nákladoch.
Celospektrálne skleníkové pestovateľské svetlás nastaviteľnými ďaleko{0}}červenými kanálmi sú čoraz viac špecifikované pre zmiešané skleníkové prevádzky, kde sa pestujú ovocné plodiny aj okrasné rastliny, - možnosť vyladiť spektrum podľa zóny poskytuje lepšie výsledky ako jediné pevné spektrum v rámci celého zariadenia.
Sadenice a rozmnožovanie
Rozmnožovanie a produkcia sadeníc v skleníkových prostrediach využíva doplnkové osvetlenie predovšetkým kvôli rovnomernosti a konzistentnosti času cyklu - na rovnakých princípoch ako pri vertikálnom rozmnožovaní na farme, ale pri nižšej intenzite vzhľadom na prítomnosť okolitého prirodzeného svetla.
|
Parameter |
Odporúčaný rozsah |
|
Cieľové DLI |
6-12 mol/m²/deň |
|
Doplnkové PPFD |
50-120 µmol/m²/s |
|
Spektrum |
Dominantná-modrá |
|
Fotoperióda |
16-20 hodín |
Doplnkové LED rastové svetlápre skleníkové rozmnožovanie by mala uprednostňovať jednotnosť pred intenzitou. V množiteľských laviciach s viacerými podnosmi je cieľovou odchýlkou ±10–15 % PPFD - nerovnomerné klíčenie a zakorenenie v štádiu množenia vytvára variáciu kvality, ktorá sa prenáša počas celého výrobného cyklu.
Bežné chyby v osvetlení skleníkov, ktoré vás stoja výnos
Väčšina problémov s osvetlením skleníka sa sama neoznámi. Potichu sa prejavujú - ako mierne nižšie zimné výnosy, nekonzistentné kvality produktov alebo účty za energiu, ktoré nikdy celkom nezodpovedajú prognózam. V projektoch osvetlenia skleníkov, ktoré sme boli povolaní preskúmať, sú tieto chyby, ktoré nachádzame najčastejšie.
Chyba č. 1: V zime svietia iba svetlá, ignorujúc suplementáciu-zamračených dní
Mnoho prevádzkovateľov skleníkov inštaluje doplnkové osvetlenie a nastaví ho tak, aby fungoval iba počas definovaných zimných mesiacov. Tým sa míňa významná časť potenciálnej hodnoty. Jediný zamračený týždeň v marci alebo októbri môže posunúť DLI pod cieľové plodiny rovnako efektívne ako decembrový deň. Riadiace systémy založené na-senzoroch, ktoré spúšťajú doplnkové osvetlenie na základe-merania DLI v reálnom čase - nie kalendárneho dátumu -, sústavne prekonávajú systémy-založené na čase. To je niečo, čo mnohí dodávatelia ovládačov osvetlenia skleníkov nezdôrazňujú, pretože systémy založené na senzoroch-vyžadujú sofistikovanejšiu inštaláciu.
Toto je miesto, kde väčšina projektov osvetlenia skleníkov ticho zlyhá - nie preto, že by svietidlá boli nesprávne, ale preto, že logika ovládania nebola nikdy správne nastavená.
Chyba 2: Príliš vysoké nastavenie doplnkového PPFD
Viac svetla nie je vždy lepšie -, najmä ak už prispieva prirodzené svetlo. Ak váš systém príliš-osvetľuje baldachýn za jasného dňa, doslova platíte elektrinu, aby ste znížili svoju ziskovú maržu -, posúvanie PPFD nad bod nasýtenia úrody svetlom neprináša žiadne ďalšie výnosy a zároveň zvyšuje váš účet za energiu. Väčšina pestovateľov si neuvedomí, že sa to deje, kým neuvidí faktúru za elektrinu. V dobre-navrhnutých systémochstmievateľné skleníkové pestovateľské svetlás ovládaním 0–10 V integrovaným so senzormi vonkajšieho svetla automaticky upraví výstup na základe podmienok v reálnom-čase -, čím sa dosiahne efektívne DLI bez nadmerného-osvetlenia. Väčšina pestovateľov, ktorí to nemajú, stráca 15 – 25 % potenciálnych úspor energie.
Chyba 3: Ignorovanie požiadaviek na hodnotenie IP
Skleníkové prostredie kombinuje vysokú vlhkosť, kondenzáciu, zavlažovanie a pravidelné čistenie, ktoré vytvára skutočne vlhké podmienky. Svietidlá bez adekvátneho hodnotenia IP v týchto prostrediach predčasne zlyhajú - a zlyhanie svietidiel uprostred-cykla, uprostred zimy, je drahé spôsobmi, ktoré výrazne presahujú náklady na výmenu. IP65 je minimum pre horné osvetlenie skleníka. Pre aplikácie medzi-osvetlením, ktoré sú bližšie k zavlažovaniu, je vhodná špecifikácia IP66. Akékoľvek vážnekomerčný dodávateľ osvetlenia skleníkovby mali ponúkať zariadenia s krytím IP65/IP66 ako štandard -, nie ako prémiovú možnosť.
Toto je niečo, čo vám väčšina dodávateľov nepovie, kým zariadenie zlyhá uprostred-cyklu uprostred zimy -, čo je najdrahší čas na zistenie.
Chyba 4: Žiadna integrácia medzi osvetlením a ovládacími prvkami prostredia
Dodatočné osvetlenie zvyšuje teplotu vrchlíka a rýchlosť transpirácie. Spustenie svetiel pri plnej intenzite bez úpravy HVAC, ventilácie a zavlažovania v reakcii vytvára nerovnováhu vlhkosti a teplotný stres, ktoré čiastočne kompenzujú výnosy zo zvýšeného DLI. Osvetlenie a riadenie prostredia musia byť navrhnuté ako integrovaný systém. Tu vidíme najväčšiu priepasť medzi tým, čo pestovatelia očakávajú od modernizácie osvetlenia, a tým, čo skutočne dostanú -, pretože dodávateľ osvetlenia a dodávateľ klimatizácie sú často rôzne spoločnosti, ktoré pracujú nezávisle.
Chyba 5: Výber horného osvetlenia pre husté-porasty porastov bez medzi{2}}osvetlenia
Vrchné osvetlenie pre paradajky a uhorky v hustom, zrelom baldachýne dodáva väčšinu svojho PPFD do horných 30–40 cm rastliny. Plodová zóna -, kde je v skutočnosti ekonomická hodnota -, dostáva zlomok z toho.Vnútorné-LED osvetlenie kabínyrieši to priamo, ale mnohí operátori objavia jeho hodnotu až po celej sezóne neoptimálnych výsledkov so samotným špičkovým osvetlením. Toto je skrytý dôvod, prečo sa vaša návratnosť investícií nikdy neukazuje na papieri -, investovali ste do špičkového osvetlenia, vyčíslili ste čísla a stále ste nevedeli vysvetliť, prečo zostali zimné výnosy rovnaké. Odpoveď bola po celý čas v plodovej zóne.
Ako navrhnúť skleníkový systém LED osvetlenia
Krok 1 - Vypočítajte si medzeru DLI
Ako je uvedené vyššie, výpočet medzery DLI je východiskovým bodom pre akúkoľvek špecifikáciu osvetlenia skleníka. Urobte to predtým, ako si pozriete akékoľvek špecifikácie svietidla. Kľúčové referenčné údaje pre výpočet medzery DLI:
|
región |
Zimné DLI (vonkajšie, december – február) |
Typické skleníkové DLI (60% prenos) |
|
Holandsko / Severná Európa |
1,5–4 mol/m²/deň |
0,9–2,4 mol/m²/deň |
|
Sever USA / Kanada |
3-8 mol/m²/deň |
1,8–4,8 mol/m²/deň |
|
Juh USA / Stredomorie |
8-15 mol/m²/deň |
4,8–9 mol/m²/deň |
|
Celoročné-trópy |
15-25 mol/m²/deň |
9-15 mol/m²/deň |
Pre väčšinu komerčných skleníkových prevádzok v severnej Európe a severnej Severnej Amerike nie je zimné doplnkové osvetlenie pre plodiace plodiny voliteľné - medzera DLI je jednoducho príliš veľká na to, aby sa bez neho uzavrela.
Krok 2 - Zvoľte Top Lighting vs Inter{1}}Osvetlenie
Typ plodiny a štruktúra koruny určujú, ktorý prístup je vhodný:
Použite horné osvetlenie, keď:
- Výška porastu je pod 60–80 cm
- Plodina je šalát, bylinky, kvety alebo rozmnožovanie
- Limity konštrukcie skleníka v rámci-inštalácie prístrešku
Vnútorné{0}}osvetlenie použite, keď:
- Baldachýn presahuje 1,5 m (paradajky, uhorky, paprika)
- Horná strieška je hustá a blokuje prenikanie svetla
- Prioritou je maximálny výnos plodovej zóny
Použite obe, keď:
- Vysoká{0}}hodnota plodín v oblasti so slabým{1}}osvetlením
- Maximálne doručenie DLI sa vyžaduje celoročne-
- Návratnosť investícií do zariadenia ospravedlňuje vyššie kapitálové investície
Krok 3 - Výber a rozloženie zariadenia
Hodnotenie IP:Minimálne IP65 pre horné osvetlenie, IP66 pre vnútorné-osvetlenie. V skleníkových prostrediach-nevyjednávanie.
Typ svietidla: Lineárne LED rastové svetláacelospektrálne LED rastové svetelné pruhysú štandardnou špecifikáciou pre moderné komerčné stropné osvetlenie skleníka - tenký profil pre minimálne tienenie, rovnomerné rozloženie po celej šírke lavice alebo radu a pasívne chladenie pre spoľahlivosť vo vlhkom prostredí.
Rozmiestnenie a rozloženie:Rozstup upínadiel určuje rovnomernosť PPFD. Pre väčšinu špičkových-aplikácií osvetlenia zacieľte na oblasť orezania ±15 % variáciu PPFD alebo lepšiu. Požiadajte o úplné fotometrické údaje o distribúcii (súbory IES) od akéhokoľvek dodávateľa -, nielen o maximálnych výstupných číslach.
Integrácia ovládača: A ovládač osvetlenia skleníkaintegrovaná so senzormi vonkajšieho svetla, plánovaním fázy orezania-a stmievaním 0–10 V je pre komerčné prevádzky nevyhnutné. Manuálne ovládanie zapnutia/vypnutia plytvá energiou a vytvára nekonzistentné podávanie DLI. Pri hodnotení akéhokoľvektováreň na pestovanie skleníkových LED svetielalebo dodávateľa, opýtajte sa konkrétne na integráciu riadiaceho systému - je rovnako dôležitá ako samotná špecifikácia zariadenia.
Možnosť stmievania: Stmievateľné pestovateľské svetlá v skleníkus automatickým{0}}nastavením založeným na senzore dôsledne znižuje spotrebu energie o 20 – 35 % v porovnaní so systémami s pevným{3}}výstupom bežiacim na časovačoch - tým, že zabraňuje nadmernému-osvetleniu počas čiastočne slnečných dní.
Účinnosť osvetlenia skleníkov LED a návratnosť investícií
Energetická matematika
V komerčnom skleníku predstavuje doplnkové osvetlenie 30 – 50 % celkovej spotreby elektrickej energie počas zimných mesiacov. Účinnosť vašich svietidiel - meraná v PPE (µmol/J) - priamo určuje vaše prevádzkové náklady na jednotku dodanej DLI.
Ak si nie ste istí, či vaše súčasné nastavenie osvetlenia už stojí váš výnos, túto časť si pozorne prečítajte. Nižšie uvedené čísla sú založené na skutočných prevádzkových scenároch - a rozdiel medzi nedostatočne výkonným a dobre{2}}systémom je väčší, než väčšina pestovateľov očakáva.
Reprezentatívny 5{5}}ročný nákladový model pre komerčný paradajkový skleník s rozlohou 5 000 m² (Holandsko, 18-hodinová prevádzka počas 5 mesiacov so slabým osvetlením, 0,15 USD/kWh):
|
systém |
OOP |
Ročné náklady na energiu na osvetlenie |
5-ročné náklady |
|
Horné osvetlenie HPS (1,7 µmol/J) |
1,7 umol/J |
~$148,000 |
~$740,000 |
|
Štandardná LED (2,5 µmol/J) |
2,5 umol/J |
~$101,000 |
~$505,000 |
|
Vysokoúčinná LED{0} (3,2 µmol/J) |
3,2 umol/J |
~$79,000 |
~$395,000 |
|
Úspora (HPS → LED s vysokou{0}}účinnosťou) |
- |
~ 69 000 dolárov ročne |
~ 345 000 dolárov za 5 rokov |
Základ výpočtu: 5 000 m² vrchlíka, 200 µmol/m²/s doplnkový cieľ PPFD, počet upevnení odvodený z OOP a výkonu . 5 mesiacov × 18 hodín/deň prevádzky. Skutočné výsledky sa líšia podľa zariadenia a spotreby energie.
Pre prevádzky, v ktorých je momentálne spustené doplnkové osvetlenie HPS - stále bežné v starších skleníkových inštaláciách -, prípad inovácie nakomerčné skleníkové LED pestovateľské svetláje pri súčasných cenách energií presvedčivý. Obdobie návratnosti 18 – 36 mesiacov je typické pre konverzie HPS-na-LED, rýchlejšie na trhoch s vysokými-energetickými-nákladmi.
Návratnosť výnosov okrem úspor energie
Úspora energie je najviditeľnejšou zložkou návratnosti investícií, no nie vždy najväčšou. V mnohých komerčných skleníkových projektoch, na ktorých sme pracovali, zlepšenie výnosu vďaka lepšej konzistencii a jednotnosti DLI prevyšuje úsporu energie v absolútnom dolárovom vyjadrení.
Pre pestovateľov paradajok sa Wageningenská výskumná referenčná hodnota 1 % zlepšenia výnosu na ďalší mol/m²/deň DLI premieta priamo do príjmov. Zariadenie s rozlohou 5 000 m², ktoré produkuje 60 kg/m²/rok za 1,50 USD/kg, generuje ročný príjem 450 000 USD. Zlepšenie DLI o 10 % vďaka lepšiemu doplnkovému osvetleniu=45 000 USD v dodatočnom ročnom výnose -, ktorý je často vyšší ako samotná úspora energie.
zľavy a stimulačné programy
V Spojených štátoch a Kanade majú záhradnícke svietidlá LED uvedené v zozname DLC-v mnohých oblastiach nárok na zľavy za energetickú účinnosť. V prípade veľkých skleníkových inštalácií môžu tieto zľavy kompenzovať 15 – 30 % nákladov na nákup príslušenstva, čím sa výrazne zlepší návratnosť projektu. Programy sa výrazne líšia podľa služby a regiónu - vždy overte aktuálnu dostupnosť pred dokončením rozhodnutí o kúpe. Akékoľvek dôveryhodnéveľkoobchodné osvetlenie skleníkovdodávateľ by mal byť schopný poskytnúť dokumentáciu podporujúcu aplikácie zliav pre produkty uvedené-DLC.
Skleníkové LED pestovateľské svetlá vs vertikálne poľnohospodárske osvetlenie
Pochopenie základných rozdielov medzi doplnkovým osvetlením skleníkov a vertikálnymi farmárskymi LED systémami pomáha plánovačom zariadení vyhnúť sa nezhodným špecifikáciám - a urobiť správne rozhodnutie o výrobnom modeli pre ich konkrétne plodiny a trhy.
|
Faktor |
Skleníkové LED osvetlenie |
Vertikálne poľnohospodárstvo LED osvetlenie |
|
Úloha svetelného zdroja |
Doplnkové (pridáva slnečnému žiareniu) |
Úplná výmena (nahrádza slnečné svetlo) |
|
Požadované PPFD zo svietidiel |
50-300 µmol/m²/s |
150 – 1 200 µmol/m²/s |
|
Náklady na energiu na m² |
Nižšia |
Vyššie |
|
Sezónna variácia |
Existuje (prirodzené svetlo sa mení) |
Žiadne (plne kontrolované) |
|
Závislosť na polohe |
Áno (zemepisná šírka ovplyvňuje prirodzené DLI) |
Žiadne (akékoľvek miesto) |
|
Hustota plodín |
Jednoduchý vrchlík, nižšia hustota |
Viac{0}}vrstvová, veľmi vysoká hustota |
|
Najlepšie plodiny |
Paradajky, papriky, uhorky, kvety |
Listová zelenina, bylinky, mikrozeleniny |
|
Kapitálové náklady na m² prístrešku |
Nižšia |
Vyššie |
|
Výťažková konzistencia |
Stredne-vysoké (v závislosti od počasia) |
Veľmi vysoká (plne kontrolovaná) |
|
Typ svietidla |
Vrchné svetlo + inter{1}}svetlo |
Lineárna tyč, integrovaný stojan{0}} |
Praktický rámec rozhodovania je takýto: ak je vašou plodinou plodiaca zelenina alebo okrasná zelenina, ktorá ťaží z prirodzeného svetla a produkcie jedného-porastu, doplnkové osvetlenie skleníka takmer vždy ponúka lepšiu ekonomiku ako vertikálne poľnohospodárstvo. Ak je vašou plodinou listová zeleň alebo bylinky, vyžaduje si maximálnu priestorovú efektivitu alebo potrebuje úplnú nezávislosť od geografie a počasia, vertikálne poľnohospodárstvo dáva väčší zmysel.
Väčšina veľkých-komerčných prevádzok si nevyberá medzi týmito dvoma -, používajú skleníkovú produkciu pre paradajky, uhorky a papriky a vertikálne poľnohospodárstvo pre listovú zeleninu a bylinky, čím sa model výroby zhoduje s ekonomikou pestovania plodín.
Úplný rozpis dizajnu vertikálneho poľnohospodárskeho osvetľovacieho systému a špecifikácií plodín nájdete v našejVertikálne poľnohospodárstvo LED osvetleniesprievodca.
FAQ
Otázka: Aké je najlepšie pestovateľské LED svetlo pre komerčný skleník?
Odpoveď: Neexistuje jediné najlepšie zariadenie - správna špecifikácia závisí od plodiny, umiestnenia, medzery DLI a štruktúry vrchlíka. Pre paradajky a papriky: vysoké-výkonné horné osvetlenie kombinované s{3}}vnútorným osvetlením pre oblasti s hustým porastom. Pre hlávkový šalát a bylinky: nižšia-intenzita horného osvetlenia v celom spektre. Pre okrasné rastliny: celé spektrum s možnosťou regulácie fotoperiódy. Vo všetkých prípadoch sú základnými požiadavkami minimálne hodnotenie IP65, PPE 2,5 µmol/J alebo rovné 2,5 µmol/J a overené fotometrické údaje.
Otázka: Koľko doplnkového svetla potrebuje skleník?
Odpoveď: Vypočítajte si medzeru v DLI: cieľová hodnota DLI mínus skutočná DLI skleníka z prirodzeného svetla. Vydeľte medzeru (fotoperióda hodín × 0,0036), aby ste získali požadované dodatočné PPFD. Pre väčšinu komerčných skleníkových plodín v severnej Európe a severnej Severnej Amerike sa zimné doplnkové požiadavky PPFD pohybujú od 100 do 300 µmol/m²/s v závislosti od plodiny a cieľového DLI.
Otázka: Kedy by som mal použiť doplnkové osvetlenie v mojom skleníku?
Odpoveď: Pre prevádzky v zemepisných šírkach nad 45 stupňov severnej šírky alebo 45 stupňov j. š.: celoročne-pre ovocné plodiny, zimné mesiace pre listovú zeleň. Pre prevádzky medzi 35–45 stupňami zemepisnej šírky: zimné mesiace pre plodiace plodiny, voliteľné pre listovú zeleninu. Pod 35 stupňov zemepisnej šírky: doplnkové osvetlenie je pre väčšinu plodín často zbytočné, s výnimkou dlhých zamračených období. Senzorové-ovládanie, ktoré spúšťa osvetlenie na základe{10}}merania DLI v reálnom čase, je vždy efektívnejšie než plánovanie{11}}na základe kalendára.
Otázka: Čo je DLI a prečo je dôležité pre osvetlenie skleníka?
Odpoveď: DLI (Daily Light Integral) je celkové množstvo fotosynteticky aktívneho svetla, ktoré rastlina dostane za celý deň, merané v mol/m²/deň. Kombinuje prirodzené slnečné a umelé svetlo. DLI je primárna metrika, ktorá riadi rýchlosť rastu plodín, výnosy a kvalitu -, nielen PPFD. Zariadenie dodávajúce 200 µmol/m²/s počas 16 hodín vytvára príspevok DLI 11,5 mol/m²/deň. Pochopenie DLI je základom každého racionálneho rozhodnutia o osvetlení skleníka.
Otázka: Musia byť skleníkové LED svetlá vodotesné?
Odpoveď: Áno - IP65 je minimum pre najvyššie osvetlenie v skleníkových prostrediach a IP66 pre aplikácie medzi{3}}osvetlením v blízkosti zavlažovania. Skleníkové podmienky - vlhkosť, kondenzácia, zavlažovanie, čistenie - vytvárajú skutočne vlhké prostredie. Svietidlá bez adekvátneho IP hodnotenia predčasne zlyhajú a vytvárajú bezpečnostné riziká. Každý výrobca skleníkových LED pestovateľských svetiel, ktorý dodáva komerčné prevádzky, by mal ponúkať štandardnú špecifikáciu IP65/IP66.
Otázka: Ako vypočítam svoje požiadavky na osvetlenie skleníka?
Odpoveď: Postupujte podľa štyroch{0}}krokov výpočtu medzery DLI načrtnutého v tejto príručke: nájdite vonkajšiu DLI vašej lokality podľa mesiaca, použite faktor prenosu skleníka, identifikujte cieľovú hodnotu DLI vašej plodiny a potom vypočítajte požadované dodatočné PPFD. Ak chcete získať presný počet a rozmiestnenie zariadení, spustite fotometrickú simuláciu pomocou súborov IES od dodávateľa zariadenia -, nielen čísel špičkových výstupov zo špecifikácie.
Otázka: Aký je rozdiel medzi horným osvetlením a vnútorným{0}osvetlením v skleníkoch?
Odpoveď: Vrchné osvetlenie sa montuje nad prístrešok a je vhodné pre nízke-výrastky prístreškov a všeobecné doplnkové osvetlenie. Inter{2}}osvetlenie sa inštaluje do porastu a používa sa pri vysokých, hustých plodinách, ako sú paradajky a uhorky, kde vrchné svetlo nemôže preniknúť do oblasti plodenia. Pre vysoko-hodnotné ovocné plodiny v oblastiach so slabým{5}}osvetlením poskytuje kombinácia oboch prístupov najlepšie výsledky - a najvyššiu návratnosť investícií.
Otázka: Ako dlho je doba návratnosti pri osvetlení skleníkových LED?
Odpoveď: Premeny HPS-na{1}}LED: zvyčajne 18 – 36 mesiacov, v závislosti od nákladov na energiu, prevádzkových hodín a zlepšenia výnosu. Pre nové inštalácie nenahrádzajúce žiadny predchádzajúci systém: 24–48 mesiacov je typických. Na trhoch s vysokými-energetickými-nákladmi (Európa, Japonsko) alebo prevádzkach s dlhými dodatočnými hodinami môže byť návratnosť len 12 až 18 mesiacov. Zľavy DLC, ak sú dostupné, môžu znížiť návratnosť o 6 – 12 mesiacov.
Ak plánujete projekt osvetlenia skleníka - novú inštaláciu alebo modernizáciu -, tu je realita, ktorú väčšina dodávateľov nepovie priamo: rozhodnutia o osvetlení, ktoré urobíte vo fáze špecifikácie, určia vaše náklady na energiu a konzistentnosť výnosov na nasledujúcich 5 až 10 rokov. Nesprávne nastavenie typu zariadenia, cieľa DLI alebo riadiaceho systému neovplyvňuje len túto sezónu. Zlučuje sa.
Väčšina klientov k nám prichádza po jednej alebo dvoch sezónach nevysvetliteľnej slabej výkonnosti. Nemusíte tak dlho čakať.
Pošlite nám svoju polohu skleníka, typ plodiny, plochu zápoja a aktuálne údaje o výnose. Vypočítame vašu medzeru v DLI, zistíme, kde váš súčasný systém stráca výnos alebo plytvá energiou, a poskytneme vám realistickú prognózu návratnosti investícií - predtým, než sa k čomukoľvek zaviažete. Ako výrobca skleníkových LED osvetlenia pracujúci priamo s komerčnými prevádzkami problém zvyčajne zistíme do 24 hodín. Skôr ako sa rozhodnete, pošlite nám svoj layout.