Siltumnīcu LED augšanas gaismas
Kā izmantot papildu apgaismojumu, lai maksimāli palielinātu{0}}gada ražu
Decembrī ieejiet komerciālā siltumnīcā Nīderlandē, Kanādā vai Klusā okeāna ziemeļrietumos, un jūs redzēsiet kaut ko tādu, kas neeksistēja pirms divdesmit gadiem: LED ķermeņu rindas, kas uzstādītas virs labības nojumes, klusi darbojas īsajās ziemas dienās, saglabājot tomātiem augļu un salātu augšanu tādā pašā tempā kā jūlijā.
Tas ir papildu apgaismojums darbā -, un tas pamazām kļūst par vienu no svarīgākajiem infrastruktūras lēmumiem mūsdienu komerciālajā siltumnīcu ražošanā.
Tas ir rakstīts siltumnīcu operatoriem, telpu plānotājiem un audzētājiem, kuri vēlas skaidru un praktisku informāciju par to, kāsiltumnīcu LED augšanas gaismasfaktiski strādājiet reālās darbībās -, sākot no DLI atstarpes aprēķināšanas, izvēloties starp augšējo apgaismojumu un starp-apgaismojumu, un beidzot ar izpratni par to, ko skaitļi patiesībā nozīmē jūsu zemākajai līnijai.
Un šeit ir vērts pateikt uzreiz: siltumnīcu apgaismojums būtiski atšķiras no vertikālās lauksaimniecības vai audzēšanas telpās. Lielākā daļa problēmu, ko mēs redzam siltumnīcu apgaismojuma projektos, rodas no audzētājiem, kas siltumnīcas vidē izmanto iekštelpu audzēšanas telpu loģiku. Izdariet to nepareizi specifikācijas posmā, un jūs ne tikai zaudējat efektivitāti -, bet jūs ieslēdzat sev nevajadzīgas enerģijas izmaksas un nestabilas ražas. Abas nav vienādas, un atšķirībai ir lielāka nozīme, nekā vairums piegādātāju jums pastāstīs.
Kāpēc siltumnīcu audzētāji pievēršas LED papildu apgaismojumam
Komerciālās siltumnīcu ražošanas galvenais izaicinājums nav tehnoloģija -, bet gan saule. Dabiskais apgaismojums ir nekonsekvents, sezonāls un ģeogrāfisks-atkarīgs. Siltumnīca Minesotā vai Skotijā decembrī saņem ievērojami mazāk izmantojamās gaismas nekā jūnijā. Mākoņaina nedēļa citādi produktīvā mēnesī var nospiest visu ražas partiju zem DLI mērķa, palēninot izaugsmi, samazinot ražu un izjaucot ražošanas grafiku, no kura ir atkarīgi jūsu pircēji.
Tirdzniecības siltumnīcu apgaismojumsatrisina šo problēmu, - nevis aizvietojot saules gaismu, bet gan aizpildot plaisu starp to, ko sniedz saule, un to, kas jūsu kultūrai patiesībā ir nepieciešams.
Globālā siltumnīcu dārzkopības apgaismojuma tirgus vērtība 2023. gadā tika novērtēta aptuveni 2,8 miljardu dolāru apmērā, un tiek prognozēts, ka līdz 2028. gadam tas pārsniegs 6,5 miljardus ASV dolāru. Izaugsmi nosaka trīs konverģējošas tendences: pieaugošās bažas par pārtikas drošību, kas liek vietējai ražošanai -visu gadu garumā, energoefektivitātes{5}}uzlabojumi, konsekventi ekonomiski un patērētājiem piemēroti papildu apgaismojumam{6}. neatkarīgi no sezonas.
Komerciālajiem siltumnīcu operatoriem uzņēmējdarbības situācija kļūst arvien vienkāršāka:
Ražas konsistence
Papildu apgaismojums stabilizē augkopību dažādos gadalaikos. Tā vietā, lai ziemas mēnešos būtu par 40% mazāka izlaide, labi-izstrādāta sistēma nodrošina paredzamu partiju lielumu gadu-visu -, kas ir tas, kas lielveikalu un ēdināšanas pakalpojumu pircējiem patiesībā ir vajadzīgs.
Cikla laika kontrole
Izmantojot papildu apgaismojumu, audzētāji var uzturēt mērķa DLI neatkarīgi no laikapstākļiem, saīsinot ražas ciklus par 10–20% vājā-apgaismojumā un nodrošinot vairāk ražošanas ciklu gadā.
Kvalitātes uzlabošana
Vieglas-sastingras kultūras -, kuras neatbilst DLI mērķiem -, uzrāda izmērāmu kvalitātes pasliktināšanos: zemāks cukura saturs tomātos, brīvāka galviņas struktūra salātos, samazināts ziedu blīvums dekoratīvajos augos. Papildu apgaismojums to novērš.
Trīs rādītāji nosaka katras siltumnīcas papildu apgaismojuma lēmumu:
DLI (ikdienas gaismas integrētais)
Pilna fotonu piegāde visas dienas garumā, apvienojot gan dabisko saules gaismu, gan mākslīgo gaismu. Šis ir skaitlis, uz kuru reaģē jūsu raža. Viss pārējais ir līdzeklis mērķa sasniegšanai.
PPFD
Momentānais fotonu blīvums pie nojumes. Jūsu papildu armatūras PPFD izvade kopā ar apkārtējā apgaismojuma līmeni nosaka, vai jūs sasniedzat savu DLI mērķi.
Foto periods
Kopējās gaismas stundas dienā. Kultūrām, kas ir jutīgas pret dienas garumu, fotoperioda kontrole ir tikpat svarīga kā gaismas intensitāte -, un papildu apgaismojums nodrošina precīzu abu pārvaldību.
Kā darbojas siltumnīcas LED augšanas gaismas
Papildu apgaismojums salīdzinājumā ar pilnu nomaiņas apgaismojumu
Jebkura siltumnīcas apgaismojuma lēmuma pamatā ir izpratne par atšķirību starp papildu apgaismojumu un pilnīgu nomaiņas apgaismojumu. Ja tas tiek izdarīts nepareizi, sistēmās ir nepietiekami ieguldītas - sistēmas, kas faktiski nenovērš DLI plaisu -, vai pārmērīgas investīcijas - sistēmās, kas paredzētas audzēšanai telpās un kas maksā daudz vairāk, nekā prasa siltumnīcas lietojumprogramma.
Papildu apgaismojumsuzlabo dabisko apgaismojumu. Armatūra darbojas, ja dabiskā apgaismojuma nepietiek - rīta un vakara stundās, mākoņainās dienās vai zemā-gaismas ziemas mēnešos. Tas nav paredzēts, lai pilnībā aizstātu saules gaismu. Tas nozīmē mazāku armatūras blīvumu, mazāku kopējo jaudu un ievērojami zemākas kapitāla un ekspluatācijas izmaksas nekā pilna iekštelpu audzēšanas telpa.
Pilns nomaiņas apgaismojums(izmanto vertikālās fermās un iekštelpu audzēšanas telpās) pilnībā aizstāj saules gaismu. Katrs fotons nāk no armatūras. Tas prasa ievērojami augstākus PPFD mērķus, vairāk armatūras un daudz lielāku enerģijas patēriņu.
Siltumnīcās lielākajai daļai kultūru ir nepieciešamspapildu PPFD 50–200 µmol/m²/sno apgaismojuma sistēmas - daudz mazāk nekā 200–1200 µmol/m²/s, kas nepieciešams pilnvērtīgai audzēšanai telpās. Šī ir svarīga atšķirība, novērtējot armatūras specifikācijas un sistēmas izmaksas.
Augšējais apgaismojums un starp{0}}apgaismojums (iekšējais-nojumes)
Augšējais apgaismojums- ķermeņi, kas uzstādīti virs labības nojumes, virzot gaismu uz leju - ir standarta konfigurācija lielākajai daļai siltumnīcu papildu apgaismojuma lietojumu. Tas ir vienkārši uzstādāms, viegli kopjams un efektīvs kultūrām ar atvērtu nojumes struktūru, kur gaisma iekļūst apakšējās zonās.
Iekšējais{0}}nojumes LED apgaismojums(saukta arī par starp-apgaismojumu) - armatūra, kas uzstādīta kultūraugu lapotnē, starp rindām vai starp augu stublājiem - tiek izmantota augstām, blīvām kultūrām, piemēram, tomātiem, gurķiem un papriku, kur augšējais vainags bloķē ievērojamu gaismas nokļūšanu augļu zonā. Novietojot gaismas avotus nojumē, starpapgaismojums nodrošina izmantojamu PPFD tieši zonā, kurā notiek augļu attīstība, neprasot augstāku gaismas intensitāti.
|
Faktors |
Augšējais apgaismojums |
Iekšējais-nojumes apgaismojums |
|
Uzstādīšana |
Vienkārša montāža virs galvas |
Sarežģīts,{0}}rindas instalācija |
|
Labākās kultūras |
Salāti, garšaugi, ziedi, pavairošana |
Tomāti, gurķi, paprika |
|
Gaismas iespiešanās |
Ierobežots blīvā nojumē |
Tieši uz augļu zonu |
|
Apkope |
Viegla piekļuve |
Nepieciešama rūpīga ražas pārvaldība |
|
Tipisks PPFD ieguldījums |
50–200 µmol/m²/s |
50–150 µmol/m²/s papildus |
|
Nepieciešams IP vērtējums |
IP65 minimums |
Ieteicams IP66 |
Daudzās liela mēroga -tomātu siltumnīcu komerciālās darbībās tiek nodrošināts augšējais apgaismojums unIekšējais{0}}nojumes LED apgaismojumstiek izmantotas kopā - augšējās gaismas nodrošina vispārēju lapotnes pārklājumu, starp-gaismas aktivizē apakšējās augļu zonas. Tieši šeit daudzos siltumnīcu apgaismojuma projektos, pie kuriem strādājam, ir redzams visnozīmīgākais ražas uzlabojums.
Kā aprēķināt savu DLI atstarpi
Šis ir solis, ko lielākā daļa siltumnīcu audzētāju izlaiž -, un tieši tāpēc viņu apgaismojuma sistēma nekad nesniedz gaidīto ražu. Tas ir vienīgais vissvarīgākais skaitlis jūsu apgaismojuma specifikācijā, un lielākā daļa piegādātāju to neievēro, jo tam ir nepieciešami reāli dati, nevis tikai armatūras katalogs.
1. darbība:Atrodiet savas atrašanās vietas vidējo āra DLI pa mēnešiem. USDA un NASA nodrošina saules starojuma datu bāzes lielākajai daļai reģionu. Piemērs: siltumnīca Nīderlandē saņem aptuveni 2–4 mol/m²/dienā izmantojamās DLI decembrī, salīdzinot ar 18–22 mol/m²/dienā jūnijā.
2. darbība:Izmantojiet savu siltumnīcas pārneses koeficientu. Lielākā daļa stikla siltumnīcu pārraida 60–75% āra starojuma. 3,0 mol/m²/dienā āra DLI siltumnīcā kļūst aptuveni 1,8–2,25 mol/m²/dienā.
3. darbība:Nosakiet savas ražas mērķa DLI. Tomātiem vajag 20-30 mol/m²/dienā. Salātiem nepieciešams 12–17 mol/m²/dienā. Plaisa starp to, ko jūs saņemat, un to, kas nepieciešams jūsu kultūrai, ir jūsu papildu apgaismojuma mērķis.
4. darbība:Aprēķiniet nepieciešamo papildu PPFD. Formula:Papildu PPFD=DLI starpība ÷ (fotoperioda stundas × 0,0036)
Piemērs tomātiem Nīderlandes siltumnīcā decembrī:
- Mērķa DLI: 22 mol/m²/dienā
- Dabīgais DLI siltumnīcā: ~2,0 mol/m²/dienā
- DLI sprauga: 20 mol/m²/dienā
- Plānotais fotoperioda pagarinājums: kopā 18 stundas
- Nepieciešamais papildu PPFD: 20 ÷ (18 × 0,0036) =309 µmol/m²/s
Šis ir skaitlis, kas jūsu armatūrai ir jānogādā nojumes augstumā. Nav armatūras nominālā jauda 1 metra augstumā. Nojumes augstumā. Vienmēr pārbaudiet ar fotometriskiem datiem jūsu faktiskajā uzstādīšanas ģeometrijā.
Tas ir kaut kas daudzkomerciālas siltumnīcu LED augšanas gaismaspiegādātāji apzīmē armatūras izvadi, nevis nojumes{1}}līmeņa PPFD jūsu konkrētajā montāžas augstumā un atstatumā. Tie ir ļoti atšķirīgi skaitļi, un atšķirība starp tiem ir vieta, kur projekti noiet greizi.
Siltumnīcas LED augšanas gaismas prasības atkarībā no kultūras
Atbilst jūsuLED augšanas gaismas siltumnīcailietošana jūsu konkrētajai kultūrai komerciālajā ražošanā nav obligāta. Katrai kultūrai ir atšķirīgas DLI prasības, papildu PPFD mērķi un spektra jutīgums, kas tieši nosaka, cik daudz jūsu apgaismojuma ieguldījums faktiski uzlabo ražu.
Tomāti un pipari
Tomāti un paprika ir dominējošās augļu kultūras komerciālajā siltumnīcu ražošanā visā pasaulē, un tās ir visprasīgākās papildu apgaismojuma lietojumprogrammas - augstās DLI prasības, augsta nojumes struktūra, kas prasa savstarpēju-apgaismojumu, un spēcīga CO₂ reakcija augstāka apgaismojuma līmenī.
|
Parametrs |
Tomāti |
Pipari |
|
Mērķa DLI |
20-30 mol/m²/dienā |
18-25 mol/m²/dienā |
|
Papildu PPFD |
150–300 µmol/m²/s |
150–250 µmol/m²/s |
|
Foto periods |
Līdz 18 stundām |
Līdz 16 stundām |
|
Spektrs |
Plašs spektrs, dominē sarkanā krāsa{0}} |
Plašs spektrs |
|
CO₂ reakcija |
Spēcīgs pie 800–1200 ppm |
Mērens pie 800–1000 ppm |
|
Inter{0}}apgaismojuma priekšrocības |
Augsta (blīva nojume) |
Mērens |
LED augšanas lampas tomātiemkomerciālās siltumnīcās parasti kombinē augšējo apgaismojumu ar ātrumu 150–200 µmol/m²/s ar starp-apgaismojumu 50–100 µmol/m²/s augļu zonā -, nodrošinot kopējo papildu PPFD 200–300 µmol/m²/s, kur tas ir visvairāk. Vāgeningenas Universitātes pētniecības programmu pētījumi liecina, ka tomātu audzēšanā ir panākts konsekvents ražas uzlabojums par 1% uz mol/m²/dienā papildu DLI, padarot IA aprēķinu papildu apgaismojumam vienkāršiem{10}}sliktā apgaismojumā.
LED augšanas gaismas papriku audzēšanaiievērojiet līdzīgu loģiku, lai gan paprika ir nedaudz tolerantāka pret zemāku gaismas līmeni nekā tomāti. Reģionos ar maigām ziemām papriku var nebūt nepieciešams papildu apgaismojums visu gadu, mērķtiecīga izmantošana zemākajos DLI mēnešos (parasti no novembra līdz februārim ziemeļu puslodē) bieži nodrošina visrentablāko atdevi.
Salāti un lapu zaļumi
Siltumnīcefekta salātu audzēšana ievērojami gūst labumu no papildu apgaismojuma ziemas mēnešos ar salīdzinoši pieticīgām PPFD prasībām, kas padara ieguldījumu ekonomiju pievilcīgu pat vidēja mēroga{0}}operācijām.
|
Parametrs |
Ieteicamais diapazons |
|
Mērķa DLI |
12-17 mol/m²/dienā |
|
Papildu PPFD |
50–150 µmol/m²/s |
|
Foto periods |
16-18 stundas |
|
Spektrs |
Zils{0}}uzlabots pilns spektrs |
Salātu LED augšanas gaismassiltumnīcu lietojumos parasti ir vienkāršākas specifikācijas nekā tomātu sistēmām - zemāki PPFD mērķi, nav savstarpējās-apgaismošanas prasības un tiešs augšējā-apgaismojuma izkārtojums. Galvenā vērtība ir cikla laika konsekvence: bez papildu apgaismojuma ziemas siltumnīcas salātu cikls augsto platuma grādos vietās var pagarināties par 30–50%, salīdzinot ar vasaras ražošanu. Izmantojot atbilstošu papildu DLI, cikla laiki stabilizējas visu gadu.
Šeit daudzi siltumnīcu operatori atklāj negaidītu ieguldījumu atdeves avotu: vairāk ražošanas ciklu gadā, nevis tikai lielāka raža vienā ciklā.
Zemenes un ziedi
Siltumnīcas zemeņu apgaismojumsun dekoratīvo ziedu ražošana ietver papildu dimensiju, kas nav augļdārzeņiem un lapu zaļumiem: fotoperiodu jutība. Daudzas zemeņu šķirnes un dekoratīvās kultūras (krizantēmas, puansetijas, neļķes) zied, reaģējot uz dienas garumu, ne tikai gaismas intensitāti.
Dienas-neitrālām zemeņu šķirnēm vertikālās vai stenda siltumnīcu sistēmās papildu apgaismojuma mērķi ir līdzīgi citiem augļaugiem - 200–400 µmol/m²/s kopējais PPFD, ar tālu-sarkanā spektra pievienošanu, kas uzlabo augļu sēšanos un attīstību. Fotoperiodu{5}}jutīgām šķirnēm rūpīgi kontrolēts dienas pagarinājums vai pārtraukums ir tikpat svarīgs kā kopējais DLI.
Siltumnīcas ziedu apgaismojumsDekoratīviem augiem bieži tiek dota prioritāte fotoperioda kontrolei pār neapstrādātas intensitātes - zema- līmeņa nakts pārtraukuma apgaismojumu (tikai 2–5 µmol/m²/s 4 stundas tumšā perioda vidū), lai kontrolētu ziedēšanas laiku fotoperiodu{5}}jutīgās sugās ar ļoti zemām ekspluatācijas izmaksām.
Pilna spektra siltumnīcu audzēšanas gaismasar regulējamiem tālu{0}}sarkanajiem kanāliem arvien vairāk tiek izmantoti jauktās siltumnīcas darbības, kurās audzē gan augļaugus, gan dekoratīvos augus, - spēja pielāgot spektru pa zonām nodrošina labākus rezultātus nekā viens fiksēts spektrs visā iekārtā.
Stādi un pavairošana
Pavairošana un stādu audzēšana siltumnīcas apstākļos gūst labumu no papildu apgaismojuma, galvenokārt, lai nodrošinātu vienmērīgumu un cikla laika konsekvenci - tie paši principi kā vertikālā pavairošana saimniecībā, taču ar zemāku intensitātes līmeni, ņemot vērā apkārtējās dabiskās gaismas klātbūtni.
|
Parametrs |
Ieteicamais diapazons |
|
Mērķa DLI |
6-12 mol/m²/dienā |
|
Papildu PPFD |
50–120 µmol/m²/s |
|
Spektrs |
Dominē zils- |
|
Foto periods |
16-20 stundas |
Papildu LED augšanas gaismaspavairošanai siltumnīcā priekšroka jādod viendabīgumam, nevis intensitātei. Pavairošanas stendos ar vairākām paplātēm ±10–15% PPFD variācijas ir mērķa - nevienmērīga dīgtspēja, un sakņošanās pavairošanas stadijā rada kvalitātes izmaiņas, kas saglabājas visā ražošanas ciklā.
Izplatītas siltumnīcas apgaismojuma kļūdas, kas jums maksā
Lielākā daļa siltumnīcu apgaismojuma problēmu par sevi nepaziņo. Tie klusi parādās - kā nedaudz zemākas ziemas ražas, nekonsekventas produktu kategorijas vai enerģijas rēķini, kas nekad īsti nesakrīt ar prognozēm. Siltumnīcu apgaismojuma projektos mēs esam aicināti pārskatīt šīs kļūdas, kuras mēs atrodam visbiežāk.
1. kļūda: tikai gaitas gaismas ziemā, neņemot vērā mākoņainas dienas{1}}papildinājumus
Daudzi siltumnīcu operatori uzstāda papildu apgaismojumu un iestata to darboties tikai noteiktos ziemas mēnešos. Tādējādi tiek zaudēta ievērojama daļa no potenciālās vērtības. Viena mākoņaina nedēļa martā vai oktobrī var nospiest DLI zem ražas mērķa tikpat efektīvi kā decembra diena. Sensoru-vadības sistēmas, kas iedarbina papildu apgaismojumu, pamatojoties uz reāllaika-DLI mērījumu -, nevis kalendāra datumu -, konsekventi pārspēj sistēmas, kuru pamatā ir laiks{7}}. Daudzi siltumnīcu apgaismojuma kontrolieru piegādātāji to neuzsver, jo uz sensoru{9}} balstītām sistēmām ir nepieciešama sarežģītāka uzstādīšana.
Šeit lielākā daļa siltumnīcu apgaismojuma projektu mierīgi neizdodas - nevis tāpēc, ka ķermeņi ir nepareizi, bet gan tāpēc, ka vadības loģika nekad netika iestatīta pareizi.
2. kļūda: pārāk augsts papildu PPFD iestatījums
Vairāk gaismas ne vienmēr ir labāks -, it īpaši, ja dabiskā gaisma jau ir devusi savu ieguldījumu. Ja jūsu sistēma vairs -apgaismo nojumes spožā dienā, jūs burtiski maksājat par elektrību, lai samazinātu peļņas normu, - nospiežot PPFD virs labības gaismas piesātinājuma punkta, netiek nodrošināta papildu raža, vienlaikus palielinot enerģijas rēķinu. Lielākā daļa audzētāju neapzinās, ka tas notiek, kamēr viņi neredz elektrības rēķinu. Labi-izstrādātās sistēmāsaptumšojamas siltumnīcas augšanas gaismasar 0–10 V vadību, kas integrēta ar āra apgaismojuma sensoriem, automātiski pielāgo izvadi, pamatojoties uz-reāllaika apstākļiem -, nodrošinot mērķa DLI efektīvi bez pārmērīga-apgaismojuma. Lielākā daļa audzētāju, kuriem tas nav, zaudē 15–25% no potenciālā enerģijas ietaupījuma.
3. kļūda: IP reitinga prasību ignorēšana
Siltumnīcu vidē ir apvienots augsts mitrums, kondensāts, apūdeņošanas aerosols un regulāri tīrīšanas protokoli, kas rada patiesi mitrus apstākļus. Armatūra bez atbilstoša IP novērtējuma priekšlaicīgi sabojājas šajās vidēs -, un armatūras kļūme cikla vidū-ziemas vidū ir dārga tādā veidā, kas ievērojami pārsniedz nomaiņas izmaksas. IP65 ir minimālais siltumnīcas augšējais apgaismojums. Inter-apgaismojuma lietojumiem, kas ir tuvāk apūdeņošanai, atbilstošā specifikācija ir IP66. Jebkurš nopietnskomerciālā siltumnīcu apgaismojuma piegādātājsvajadzētu piedāvāt ķermeņus ar IP65/IP66 standartu -, nevis kā augstākās kvalitātes iespēju.
Vairums piegādātāju to jums neteiks tikai pēc tam, kad armatūra neizdosies -cikla vidū ziemas vidū -, kas ir visdārgākais laiks, lai noskaidrotu.
4. kļūda: nav integrācijas starp apgaismojumu un vides kontroli
Papildu apgaismojums palielina nojumes temperatūru un transpirācijas ātrumu. Gaismas lukturi ar pilnu intensitāti, neregulējot HVAC, ventilāciju un apūdeņošanu, rada mitruma nelīdzsvarotību un temperatūras stresu, kas daļēji kompensē palielinātas DLI radītās priekšrocības. Apgaismojums un vides kontrole jāprojektē kā integrēta sistēma. Šeit mēs redzam lielāko plaisu starp to, ko audzētāji sagaida no apgaismojuma jaunināšanas, un to, ko viņi patiesībā saņem, - jo apgaismojuma piegādātājs un klimata kontroles piegādātājs bieži vien ir dažādi uzņēmumi, kas strādā neatkarīgi.
5. kļūda: augšējā apgaismojuma izvēle blīvām-nojumes kultūrām bez starp{2}}apgaismojuma
Augšējais apgaismojums tomātiem un gurķiem blīvā, nobriedušā lapotnē nodrošina lielāko daļu PPFD auga augšējos 30–40 cm. Augļu zona -, kuras ekonomiskā vērtība faktiski ir -, saņem daļu no tās.Iekšējais{0}}nojumes LED apgaismojumsatrisina to tieši, taču daudzi operatori atklāj tā vērtību tikai pēc pilnas sezonas neoptimālu rezultātu, izmantojot tikai augstāko apgaismojumu. Šis ir slēptais iemesls, kāpēc jūsu IA nekad neparādās uz papīra - jūs ieguldījāt vislabākajā apgaismojumā, veicat skaitļus un joprojām nevarējāt izskaidrot, kāpēc ziemas ražas palika nemainīgas. Atbilde visu laiku bija augļu zonā.
Kā izveidot siltumnīcas LED apgaismojuma sistēmu
1 -. darbība. Aprēķiniet savu DLI atstarpi
Kā minēts iepriekš, DLI atstarpes aprēķins ir sākumpunkts jebkurai siltumnīcas apgaismojuma specifikācijai. Dariet to, pirms skatāties armatūras specifikācijas. Galvenie atsauces dati DLI spraugas aprēķināšanai:
|
Reģions |
Ziemas DLI (āra, decembris–februāris) |
Tipisks siltumnīcas DLI (60% pārraide) |
|
Nīderlande / Ziemeļeiropa |
1,5–4 mol/m²/dienā |
0,9–2,4 mol/m²/dienā |
|
Ziemeļu ASV / Kanāda |
3-8 mol/m²/dienā |
1,8–4,8 mol/m²/dienā |
|
ASV dienvidi / Vidusjūra |
8-15 mol/m²/dienā |
4,8–9 mol/m²/dienā |
|
tropi{0}}visu gadu |
15-25 mol/m²/dienā |
9-15 mol/m²/dienā |
Lielākajai daļai komerciālo siltumnīcu darbību Ziemeļeiropā un Ziemeļamerikas ziemeļdaļā ziemas papildu apgaismojums nav obligāts augļaugiem - DLI atstarpe vienkārši ir pārāk liela, lai to aizvērtu bez tā.
Solis 2 - Izvēlieties Augšējais apgaismojums salīdzinājumā ar-Interpretējamo apgaismojumu
Labības veids un nojumes struktūra nosaka piemērotāko pieeju:
Izmantojiet augšējo apgaismojumu šādos gadījumos:
- Kultūraugu lapotnes augstums ir zem 60–80 cm
- Kultūra ir salāti, garšaugi, ziedi vai pavairošana
- Siltumnīcu struktūras ierobežojumi-nojumes uzstādīšanas ietvaros
Izmantojiet starpgaismo{0}}ja:
- Kultūraugu lapotne pārsniedz 1,5 m (tomāti, gurķi, paprika)
- Augšējais jumtiņš ir blīvs un bloķē gaismas iekļūšanu
- Prioritāte ir maksimālā augļu zonas raža
Izmantojiet abus gadījumos, kad:
- Augstvērtīga-augļu raža vājā-apgaismojumā
- Maksimālā DLI piegāde ir nepieciešama{0}}visu gadu
- Iekārtas IA attaisno lielākus kapitālieguldījumus
3 -. darbība. Armatūras izvēle un izkārtojums
IP vērtējums:IP65 minimums augšējam apgaismojumam, IP66 starpapgaismojumam. Nav-apspriežams siltumnīcu vidē.
Stiprinājuma veids: Lineāras LED augšanas gaismasunpilna spektra LED augšanas gaismas stieņiir standarta specifikācija modernam komerciālam siltumnīcas augšējam apgaismojumam - plāns profils minimālam ēnojumam, vienmērīgam sadalījumam pa sola vai rindas platumu un pasīvo dzesēšanu, kas nodrošina uzticamību mitrā vidē.
Atstarpes un izkārtojums:Armatūras atstatums nosaka PPFD vienmērīgumu. Lielākajai daļai populārāko-apgaismojuma lietojumu izvēlieties ±15% PPFD vai labāku izmaiņu apgriešanas laukumā. Pieprasiet pilnus fotometriskos sadalījuma datus (IES failus) no jebkura piegādātāja -, nevis tikai maksimālos izvades numurus.
Kontroliera integrācija: A siltumnīcas apgaismojuma kontrolierisintegrēta ar āra gaismas sensoriem, apgriešanas -posma plānošana un 0–10 V aptumšošana ir būtiska komerciālām darbībām. Manuālā ieslēgšanas/izslēgšanas vadība tērē enerģiju un rada nekonsekventu DLI piegādi. Izvērtējot jebkurusiltumnīcu LED augšanas gaismu rūpnīcavai piegādātājam, jautājiet konkrēti par vadības sistēmas integrāciju - tā ir tikpat svarīga kā pati armatūras specifikācija.
Aptumšošanas iespēja: Aptumšojamas siltumnīcu augšanas gaismasar sensoru-balstīta automātiskā regulēšana konsekventi samazina enerģijas patēriņu par 20–35%, salīdzinot ar fiksētajām-izvades sistēmām, kas darbojas ar taimeriem -, izvairoties no pārmērīga-apgaismojuma daļēji saulainās dienās.
Siltumnīcas LED apgaismojuma efektivitāte un ROI
Enerģijas matemātika
Komerciālā siltumnīcā papildu apgaismojums parasti veido 30–50% no kopējā elektroenerģijas patēriņa ziemas mēnešos. Armatūras efektivitāte -, ko mēra IAL (µmol/J) -, tieši nosaka jūsu darbības izmaksas uz piegādāto DLI vienību.
Ja neesat pārliecināts, vai jūsu pašreizējais apgaismojuma iestatījums jau maksā jums peļņu, šī sadaļa ir rūpīgi jāizlasa. Tālāk norādītie skaitļi ir balstīti uz reāliem darbības scenārijiem -, un atšķirība starp neefektīvu sistēmu un labi-izstrādātu sistēmu ir lielāka, nekā gaida lielākā daļa audzētāju.
Reprezentatīvs 5-gadu izmaksu modelis 5000 m² komerciālai tomātu siltumnīcai (Nīderlande, 18 stundu darbība 5 vāja apgaismojuma mēnešos, 0,15 $/kWh):
|
Sistēma |
IAL |
Gada apgaismojuma enerģijas izmaksas |
5 gadu izmaksas |
|
HPS augšējais apgaismojums (1,7 µmol/J) |
1,7 µmol/J |
~$148,000 |
~$740,000 |
|
Standarta LED (2,5 µmol/J) |
2,5 µmol/J |
~$101,000 |
~$505,000 |
|
Augstas-efektivitātes LED (3,2 µmol/J) |
3,2 µmol/J |
~$79,000 |
~$395,000 |
|
Saglabāšana (HPS → augstas{0}}efektivitātes LED) |
- |
~ 69 000 USD gadā |
~345 000 USD 5 gadu laikā |
Aprēķina bāze: 5000 m² nojume, 200 µmol/m²/s papildu PPFD mērķis, armatūru skaits, kas iegūts no IAL un darbības . 5 mēneši × 18 stundas dienā. Faktiskie rezultāti atšķiras atkarībā no iekārtas un enerģijas patēriņa.
Operācijām, kurās pašlaik tiek izmantots HPS papildu apgaismojums - joprojām izplatīts vecākās siltumnīcu iekārtās -, ir nepieciešams jaunināt uzkomerciālas siltumnīcu LED augšanas gaismasir pārliecinošs pie pašreizējām enerģijas cenām. HPS-uz-LED pārveidojumiem ir raksturīgi 18–36 mēnešu atmaksāšanās periodi, kas ir ātrāki tirgos ar augstu-enerģijas-izmaksu.
Ienesīguma IA, kas pārsniedz enerģijas ietaupījumu
Enerģijas ietaupījums ir redzamākais ROI komponents, taču ne vienmēr lielākais. Daudzos komerciālos siltumnīcu projektos, pie kuriem esam strādājuši, ražas uzlabojums no labākas DLI konsekvences un viendabīguma pārsniedz enerģijas ietaupījumu absolūtā dolāra izteiksmē.
Tomātu ražotājiem Vāgeningenas pētniecības etalons, proti, 1% ražas uzlabojums uz katru papildu mol/m²/dienā DLI nozīmē tieši ieņēmumus. 5000 m² liela iekārta, kas saražo 60 kg/m² gadā par 1,50 USD/kg, rada 450 000 USD gada ieņēmumus. 10% DLI uzlabojums no labāka papildu apgaismojuma=USD 45 000 papildu gada ieņēmumiem -, kas bieži vien pārsniedz enerģijas ietaupījumu vien.
Atlaižu un veicināšanas programmas
Amerikas Savienotajās Valstīs un Kanādā DLC{0}}uzskaitītie dārzkopības LED ķermeņi daudzās teritorijās var saņemt komunālo pakalpojumu energoefektivitātes atlaides. Lielām siltumnīcu iekārtām šīs atlaides var kompensēt 15–30% no aprīkojuma iegādes izmaksām, nozīmīgi uzlabojot projekta atmaksāšanos. Programmas ievērojami atšķiras atkarībā no utilīta un reģiona - pirms galīgā pirkuma lēmuma pieņemšanas vienmēr pārbaudiet pašreizējo pieejamību. Jebkurš ticamssiltumnīcu audzēšanas lampu vairumtirdzniecībapiegādātājam jāspēj nodrošināt dokumentācija, kas atbalsta atlaižu pieteikumus DLC{0}}norādītajiem produktiem.
Siltumnīcu LED augšanas gaismas salīdzinājumā ar vertikālo lauksaimniecības apgaismojumu
Izpratne par būtiskām atšķirībām starp siltumnīcu papildu apgaismojumu un vertikālās lauksaimniecības LED sistēmām palīdz telpu plānotājiem izvairīties no neatbilstošām specifikācijām - un pieņemt pareizo lēmumu par ražošanas modeli konkrētajām kultūrām un tirgiem.
|
Faktors |
Siltumnīcas LED apgaismojums |
Vertikālais lauksaimniecības LED apgaismojums |
|
Gaismas avota loma |
Papildu (palielina saules gaismu) |
Pilnīga nomaiņa (aizvieto saules gaismu) |
|
Nepieciešams PPFD no armatūras |
50–300 µmol/m²/s |
150–1200 µmol/m²/s |
|
Enerģijas izmaksas uz m² |
Nolaist |
Augstāks |
|
Sezonāla variācija |
Pastāv (dabiskā gaisma mainās) |
Nav (pilnībā kontrolēts) |
|
Atkarība no atrašanās vietas |
Jā (platuma grādi ietekmē dabisko DLI) |
Nav (jebkura atrašanās vieta) |
|
Ražas blīvums |
Viena nojume, mazāks blīvums |
Daudzlīmeņu, ļoti augsts blīvums |
|
Labākās kultūras |
Tomāti, paprika, gurķi, ziedi |
Lapu zaļumi, garšaugi, mikrozaļumi |
|
Kapitāla izmaksas uz vienu m² nojumes |
Nolaist |
Augstāks |
|
Ražas konsistence |
Vidēji{0}}augsta (atkarībā no laikapstākļiem) |
Ļoti augsts (pilnībā kontrolēts) |
|
Stiprinājuma veids |
Augšējais apgaismojums + starp-gaisma |
Lineāra josla, statīvs-integrēts |
Praktiskā lēmuma ietvars ir šāds: ja jūsu raža ir augļu dārzenis vai dekoratīvā kultūra, kas gūst labumu no dabiskā apgaismojuma un vienas -lapotnes ražošanas, siltumnīcas papildu apgaismojums gandrīz vienmēr nodrošina labāku ekonomiju nekā vertikālā lauksaimniecība. Ja jūsu raža ir lapu zaļumi vai garšaugi, tai nepieciešama maksimāla telpas efektivitāte vai tai nepieciešama pilnīga neatkarība no ģeogrāfijas un laikapstākļiem, vertikālā lauksaimniecība ir saprātīgāka.
Lielākā daļa-liela mēroga komerciālo darbību neizvēlas starp diviem - siltumnīcās audzētiem tomātiem, gurķiem un pipariem un vertikālo lauksaimniecību lapu zaļumiem un garšaugiem, saskaņojot ražošanas modeli ar ražas ekonomiku.
Lai iegūtu pilnīgu informāciju par vertikālās lauksaimniecības apgaismojuma sistēmas dizainu un kultūraugu specifikācijām, skatiet mūsuVertikālais lauksaimniecības LED apgaismojumsceļvedis.
FAQ
J: Kāda ir labākā LED augšanas gaisma komerciālai siltumnīcai?
A. Nav viena labākā aprīkojuma - pareizā specifikācija ir atkarīga no jūsu apgriešanas, atrašanās vietas, DLI spraugas un nojumes struktūras. Tomātiem un pipariem: augstas-jaudas augšējais apgaismojums apvienojumā ar starp-apgaismojumu blīvām nojumes zonām. Salātiem un garšaugiem: zemākas-intensitātes pilna spektra augšējais apgaismojums. Dekoratīviem augiem: pilns spektrs ar fotoperioda kontroles iespēju. Visos gadījumos IP65 minimālais novērtējums, IAL lielāks vai vienāds ar 2,5 µmol/J un pārbaudīti fotometriskie dati ir bāzes prasības.
J: Cik daudz papildu gaismas nepieciešams siltumnīcai?
A: Aprēķiniet savu DLI atstarpi: mērķa DLI mīnus faktiskā siltumnīcas DLI no dabiskā apgaismojuma. Sadaliet atstarpi ar (fotoperioda stundas × 0,0036), lai iegūtu nepieciešamo papildu PPFD. Lielākajai daļai komerciālo siltumnīcas kultūru Ziemeļeiropā un Ziemeļamerikas ziemeļdaļā ziemas papildu PPFD prasības svārstās no 100 līdz 300 µmol/m²/s atkarībā no kultūras un mērķa DLI.
J: Kad manā siltumnīcā jāizmanto papildu apgaismojums?
A. Darbībām platuma grādos virs 45 grādos Z vai 45 S: visu gadu -augļu kultūrām, ziemas mēnešos lapu zaļumiem. Darbībām no 35 līdz 45 platuma grādiem: ziemas mēneši augļu kultūrām, pēc izvēles lapu zaļumiem. Zem 35 platuma grādiem: lielākajai daļai kultūraugu papildu apgaismojums bieži vien nav nepieciešams, izņemot ilgstošus mākoņainus periodus. Uz sensoru balstīta vadība, kas iedarbina apgaismojumu, pamatojoties uz reāllaika DLI mērījumiem, vienmēr ir efektīvāka nekā uz kalendāru balstīta plānošana.
J: Kas ir DLI un kāpēc tas ir svarīgi siltumnīcu apgaismojumam?
A: DLI (Daily Light Integral) ir kopējais fotosintētiski aktīvās gaismas daudzums, ko augs saņem pilnas dienas laikā, mērot mol/m²/dienā. Tas apvieno gan dabisko saules gaismu, gan mākslīgo gaismu. DLI ir primārā metrika, kas nosaka ražas augšanas ātrumu, ražu un kvalitāti -, nevis tikai PPFD. Armatūra, kas nodrošina 200 µmol/m²/s 16 stundas, rada DLI devu 11,5 mol/m²/dienā. Izpratne par DLI ir jebkura racionāla siltumnīcas apgaismojuma lēmuma pamats.
J: Vai siltumnīcas LED gaismām jābūt ūdensizturīgām?
A: Jā - IP65 ir minimālais līmenis augšējam apgaismojumam siltumnīcu vidē un IP66 starpapgaismojuma ierīcēm apūdeņošanas tuvumā. Siltumnīcas apstākļi - mitrums, kondensāts, apūdeņošanas aerosols, tīrīšana - rada patiesi mitru vidi. Armatūra bez atbilstoša IP novērtējuma priekšlaicīgi sabojājas un rada drošības riskus. Ikvienam siltumnīcas LED augšanas apgaismojuma ražotājam, kas nodrošina komerciālas darbības, kā standarta specifikāciju ir jāpiedāvā IP65/IP66.
J: Kā es varu aprēķināt siltumnīcas apgaismojuma prasības?
A: Izpildiet šajā rokasgrāmatā aprakstīto četru{0}}pakāpju DLI atstarpes aprēķinu: atrodiet savas atrašanās vietas āra DLI pa mēnešiem, piemērojiet siltumnīcas pārraides koeficientu, nosakiet savas kultūras mērķa DLI un pēc tam aprēķiniet nepieciešamo papildu PPFD. Lai iegūtu precīzu armatūras skaitu un izkārtojumu, palaidiet fotometrisko simulāciju, izmantojot IES failus no jūsu armatūras piegādātāja -, nevis tikai maksimālos izvades numurus no specifikācijas lapas.
J. Kāda ir atšķirība starp augšējo apgaismojumu un starp{0}}apgaismojumu siltumnīcās?
A. Augšējais apgaismojums ir uzstādīts virs nojumes un ir piemērots zemu{0}}nojumes kultūrām un vispārējam papildu apgaismojumam. Inter-apgaismojums tiek uzstādīts kultūraugu lapotnē un tiek izmantots augstām, blīvām kultūrām, piemēram, tomātiem un gurķiem, kur augšējā gaisma nevar iekļūt augļu zonā. Augstvērtīgām-augļu kultūrām vājā-apgaismotajos reģionos abu pieeju apvienošana nodrošina vislabākos ražas rezultātus - un spēcīgāko IA.
J: Cik ilgs ir siltumnīcas LED apgaismojuma atmaksāšanās periods?
A: HPS{0}}uz-LED pārveidošanai: parasti 18–36 mēneši atkarībā no enerģijas izmaksām, darba stundām un ražas palielināšanas. Jaunām instalācijām, kas neaizstāj nevienu iepriekšējo sistēmu: parasti ir 24–48 mēneši. Tirgos ar augstu-enerģijas-izmaksu (Eiropā, Japānā) vai operācijās, kurās tiek veiktas ilgas papildu stundas, atmaksāšanās var būt pat 12–18 mēneši. DLC atlaides, ja tās ir pieejamas, var samazināt atmaksāšanos par 6–12 mēnešiem.
Ja plānojat siltumnīcas apgaismojuma projektu - jauna instalācija vai modernizēšana -, lūk, vairums piegādātāju nepateiks tieši: lēmumi par apgaismojumu, ko pieņemat specifikācijas posmā, noteiks jūsu enerģijas izmaksas un ražas konsekvenci nākamajiem 5–10 gadiem. Nepareizs izsaukums armatūras veidam, DLI mērķim vai vadības sistēmai neietekmē tikai šo sezonu. Tas savienojas.
Lielākā daļa klientu ierodas pie mums pēc vienas vai divu sezonu neizskaidrojamas nepietiekamas darbības. Jums nav jāgaida tik ilgi.
Nosūtiet mums savu siltumnīcas atrašanās vietu, kultūraugu veidu, lapotnes platību un pašreizējos ražas datus. Mēs aprēķināsim jūsu DLI starpību, noteiksim, kur jūsu pašreizējā sistēma zaudē ražīgumu vai izšķērdē enerģiju, un sniegsim reālistisku IA prognozi -, pirms kaut ko apņematies. Kā siltumnīcu LED apgaismojuma ražotājs, kas strādā tieši ar komerciālām darbībām, mēs parasti pamanām problēmu 24 stundu laikā. Pirms pieņemat šo lēmumu, nosūtiet mums savu izkārtojumu.