СТА 2/2010

продолжительный срок эксплуатации (10 лет). В отношении светодиодных светиль ников следует особо упомянуть их эко логическую чистоту и отсутствие у них проблем с утилизацией. Данные осо бенности связаны с тем, что в составе светодиодов нет вредных веществ. По мимо этого при эксплуатации они не нагреваются так сильно, как лампы, что облегчает поддержание требуемых климатических условий при выращи вании растений. К недостаткам светодиодного осве щения можно отнести относительно большие размеры светильников, что продиктовано стремлением добиться высокой интенсивности излучения за счёт большего количество светодио дов, и сравнительно высокую стои мость светильников на первоначаль ном этапе. Первый недостаток не явля ется критичным для тепличных объек тов традиционной конструкции, а вто рой компенсируется, как это видно из табл. 1, коротким сроком окупаемости (порядка 2,5 лет) и достаточно длин ным сроком эксплуатации после этого, уже в условиях полностью возвращён ных затрат на приобретение и нараста ющей экономии за счёт низкого энер гопотребления, характерного для све тодиодных светильников. Вне зависимости от типа применяе мых источников света в тепличных ос ветительных системах имеет смысл ис пользовать подсистему управления, на которую могут быть возложены не сложные функции контроля состояния светильников и обеспечения режимов управления включением/выключени ем в зависимости от сезона, времени суток, конфигурации задействованных площадей, требуемого спектра излуче ния и т.п. Такие подсистемы могут быть как автономными, так и входящими в состав централизованной системы ав томатизации теплицы. Как показывает анализ подобных решений, здесь пре обладают автономные подсистемы, ко торые используют простые и очень не дорогие контроллеры, как то: RTU188 BS (FASTWEL), ADAM (Advantech), WAGO I/O, LOGO! (Siemens) [5] и др. Следует подчеркнуть, что применение подсистемы управления в составе сис темы освещения оказывается более эф фективным именно в случае использо вания светодиодных светильников, так как эти светильники в силу своей фи зической природы предоставляют бо4льшие возможности по регулирова нию и установке своих параметров. На базе такой подсистемы управления возможно решение вопросов подбора светильников с требуемыми спектра ми и изменения этих спектров с тече нием времени в соответствии с проте кающими биологическими процесса ми в ходе оптимизации режимов осве щения с целью получения определён ных свойств растений. З АКЛЮЧЕНИЕ В настоящее время в большинстве тепличных осветительных систем ис пользуются адаптированные для расте ниеводства натриевые лампы высоко го давления [4, 6] – так называемые аграрные натриевые лампы. Однако у этих ламп только треть затраченной энергии преобразуется в излучение, эффективное для фотосинтеза, а это означает, что вырабатывается также много лишнего тепла [6]. Согласно ис следованиям института «Гипрони сельпром», для получения оптималь ной нормы освещённости в теплице для выращивания рассады, равной 40 Вт/м 2 [4], необходимо использовать натриевую лампу мощностью мини мум 120 Вт, а для получения нормы ос вещённости в теплице для выращива ния на продукцию, равной 100 Вт/м 2 [4], – лампу мощностью минимум 300 Вт. При фотопериоде выращивания рассады 14 часов и выращивания на продукцию 16 часов [4] потребление электроэнергии на 1 м 2 составит за сут ки величину в несколько кВт·ч. В пе ресчёте на всю продуктивную площадь теплицы величина потребления элект роэнергии лампами выливается в ог ромное значение, существенно влияю щее на рост себестоимости продукции. Применение светодиодных светиль ников может снизить эту величину, как минимум, в 3 раза. Кроме существенно меньшей потребляемой мощности, светодиоды способны обеспечить большее соответствие спектра излуче ния аграрного светильника спектру эффективности фотосинтеза, что поз воляет снизить требуемую мощность излучения на единицу площади тепли цы, а следовательно, и мощность све тильника, в результате чего происходит дополнительное снижение потребле ния электроэнергии и, как следствие, сокращение затрат. Описанный в статье эксперимент показал, что при освещении светоди одными светильниками семена про шли полный цикл развития, тогда как при освещении светильниками с лю минесцентными лампами они достиг ли лишь стадии цветения. Это откры вает возможность уменьшения време ни полного цикла развития растения и увеличения количества периодов пло доношения только благодаря подбору спектрального состава светодиодного освещения. Если учесть ещё и эконо мию электроэнергии, а также возмож ность управления интенсивностью и спектральным составом излучения в зависимости от фазы развития расте ния, что возможно при применении светодиодных светильников, то эконо мический эффект от внедрения таких светильников может быть очень суще ственным. В пользу применения светодиодов выступают также их конструкционная прочность, надёжность, большой ре сурс, экологичность. Проведённые исследования под тверждают, что будущее освещения теплиц за светодиодными светильни ками [6]. И начинать применение та ких светильников целесообразно уже сегодня. ● Л ИТЕРАТУРА 1. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3 е изд., перераб. и доп. – М. : Знак, 2006. – 972 с. 2. Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивнос ти растений // Физиология растений. – 1987. – Т. 34. – Вып. 4. – С. 51. 3. Гужов С., Полищук А., Туркин А. Концеп ция применения светильников со светоди одами совместно с традиционными источ никами света // Современные технологии автоматизации. – 2008. – № 1. – С. 14–18. 4. Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисов cкий Г.М. Светокультура растений: био физические и биотехнические основы. – Новосибирск : Издательство СО РАН, 2000. – 213 с. 5. Петров Д. Применение в учебном процес се современных средств разработки систем реального времени // Современные техно логии автоматизации. – 2009. – № 4. – С. 80–84. 6. Марселис Л., Дуеск Т., Хеувелинк Эп. Бу дущее за лампами роста (реферат) [Элект ронный ресурс]. – Режим доступа : http:// www.greenhouses.ru/lamps for greenhouse. Авторы – сотрудники МГУ имени М.В. Ломоносова, компаний XLight и ПРОСОФТ Телефон: (495) 232!2522 E!mail: info@xlight.ru 82 СТА 2/2010 РАЗ РА БОТ КИ / С Е Л Ь С КОЕ ХОЗ ЯЙС Т ВО www.cta.ru © СТА-ПРЕСС