LED осветление за стимулиране на растежа на зелени площи

Енергийноефективното LED осветление е сред най-обещаващите съвременни технологии за специфични приложения като стимулиране растежа на зелени площи, включително тревни и зелени покрития за стадиони, голф игрища, паркове и градини, както и на различни видове светлолюбиви растения, отглеждани в оранжерии. С помощта на LED осветление в изкуствени условия могат да бъдат подпомогнати растежът и здравината, както и да бъде подобрен добивът при производството на зеленчуци, плодове, цветя, екзотични растения, разсад, подправки и други култури, като е възможно целогодишното им отглеждане.

Специално проектираните за целта светодиодни системи осигуряват не само икономично решение, но и по-качествена продукция в сравнение с отглежданите при стандартно осветление растения. Те предлагат редица предимства пред широко използваната доскоро технология при изкуственото осветление за оранжерии – натриевите лампи с високо налягане (HPS). Сред основните ползи е възможността осветителното решение оптимално да се адаптира към специфичните нужди на отглежданите видове.

LED осветителните инсталации за стимулиране растежа на зелени площи и растения могат да включват осветители в широка гама форми и размери, базирани на стандартни светодиодни чипове. Като ключов компонент на тези системи, чиповете оказват основен ефект върху цветния спектър и потока фотони (яркостта) на произвежданата светлина. На пазара се предлагат богат набор от възможности при светодиодните осветители за отглеждане на зелени площи и растения в изкуствени условия в зависимост от особеностите на приложението.

Ефект върху растенията
Цветовите вариации в спектъра на светодиодите за отглеждане на зелени площи и растения са пряко свързани с тяхното приложение. Проучванията в областта показват, че светлината в синия и червения спектър значително повлиява фотохимичните процеси при растенията, като подобрява растежа, подпомага развитието на кореновата система и стъблото, стимулира цъфтежа, количеството зелена маса, узряването на плодовете и др.

Това на практика означава, че по-голямата част от растителните сортове, традиционно отглеждани в изкуствени условия, могат да завършат нормалния си цикъл на растеж, ако бъдат изложени на комбинация от синя и червена светлина. Добавянето на допълнителни цветове към излъчвания спектър, като зелено, "дълго" червено (светлина в най-червения край на видимия спектър, точно преди инфрачервената светлина, обикновено с дължина на вълната между 710 и 850 nm) и наситено синьо, подпомага тези процеси, като осигурява на растенията повече "информация" за околната среда и води до ускорен растеж, по-голямо натрупване на вторични метаболити в растенията и др.

Спектърът, който съдържа всички цветове, се нарича пълен спектър и максимално се доближава до естествената слънчева светлина. Ако той съдържа големи пропорции зелено, излъчваната светлина изглежда бяла за човешкото око. Макар това да не е съществен фактор за растежа, улеснява работата в помещенията за отглеждане на растенията на закрито и визуалната им инспекция.

Специфики
Благодарение на най-новите технологични достижения при LED осветлението, светодиодните системи за стимулиране растежа на зелени площи и растения се превръщат в разходно ефективно решение за озеленяването, зеленчукопроизводството, овощарството, цветарството и др. Диапазонът от налични на пазара LED чипове значително допринася за развитието на тези индустрии. В сравнение с традиционните натриеви лампи с високо налягане, LED осветителите за отглеждане на растения се отличават със сериозни предимства като енергийна ефективност, качество на добива и екологосъобразност.

Светодиодите са прости, но мощни, енергоспестяващи и компактни осветители. Те притежават възможности за настройване на дължината на вълната на излъчвания спектър и се отличават със здрава и устойчива конструкция. HPS лампите са обемисти, както и с по-малка здравина. В допълнение, те имат в пъти по-кратък жизнен цикъл от LED аналозите си, което ги прави далеч по-нерентабилен избор в дългосрочен план.

Излъчваната от натриевите лампи топлина може да има положителен ефект върху растенията в оранжерийни условия, но ги прави практически неизползваеми в т. нар. и все по-популярни напоследък вертикални ферми и камери с контролирани условия за растеж на растения (growth chambers).

Светодиодите се включват и изключват по-бързо и като цяло излъчват по-малко топлина, която влияе върху влажността на средата и хранителните потребности на растенията. В допълнение, малкото количество отделяна от LED осветителите топлинна енергия се излъчва нагоре и далеч от растителните масиви, за разлика от отделяната директно в посока към растенията топлина при натриевите лампи, която значително увеличава повърхностната температура на листата и понякога ги изгаря.

Предимства
Сред най-отчетливите предимства на светодиодната технология в сравнение с натриевите лампи високо налягане е икономичното потребление на електричество. LED осветителите за стимулиране на растежа на зелени площи и растения се нуждаят от едва половината енергия, използвана от HPS лампите. Експертите предвиждат в бъдеще ефективността им да продължи да се увеличава.

Важно предимство с оглед на дългосрочната експлоатация е и жизненият цикъл. Натриевите лампи обикновено се използват около година преди да е необходима подмяна, докато един LED осветител е с очакван сервизен живот до 8 години или до 50 хил. работни часа. В модерни типове инсталации за отглеждане на растения, като камери и вертикални ферми, не е за подценяване и предимството, свързано с по-компактните размери на светодиодите, както и с възможността за разполагането им в по-голяма близост до растенията.

Светодиодните системи позволяват и оптимално използване на цветния спектър чрез концентриране на енергия в дължините на вълните (цветовете), които са най-подходящи за дадено приложение или растение. Това спомага за по-ефективно оползотворяване на енергията. В допълнение, намаленото производство на отпадна топлина позволява позиционирането на осветителите по-близо до растенията, което намалява загубите на светлина. По-хладната работа на LED лампите ги прави и по-безопасни за използване с оглед на противопожарните норми.

Голяма част от натриевите лампи с високо налягане работят с пълен светлинен интензитет през цялото време. Светодиодните осветители позволяват лесно димиране, включително с дистанционно управление или чрез мобилно приложение за смартфон или таблет, което ги прави ефективно и удобно решение.

Водещи предимства на LED системите за отглеждане на растения са по-високото качество на продукцията и по-високите добиви, както и възможността спектърът им да се настройва за специфични цели като натрупване на антоцианин, инхибиране на цъфтежа, засилено вкореняване и т. н. Благодарение на по-малкото излъчвана топлина и опцията за добавяне на ултравиолетова светлина към спектъра, светодиодните решения до голяма степен ограничават развитието на бактерии и плесени, което впоследствие означава по-малко използвани пестициди и по-малко замърсяване на околната среда.

Съображения при избора
Широката гама достъпни на пазара решения и значителните възможности за настройка според нуждите на приложението правят избора на подходяща LED система за стимулиране растежа на зелени площи и растения сравнително сложен.

Здравината и устойчивостта на осветителите са приоритет. Изработените от висококачествени материали модели могат да се използват безпроблемно и до 10 години. LED лампите са в експлоатация поне 10-11 часа дневно, което означава, че изборът на по-икономично решение значително ще намали сметките за електричество в дългосрочен аспект.

Мощността на светодиодните осветители е друг ключов фактор при избора. Предлагат се варианти до 1000 W. Минималните изисквания в общия случай са поне 300 W, като различните видове растения предполагат лампи с различна мощност. Покупката на светодиоди с по-ниска топлинна мощност спомага за по-голямата им устойчивост и здравина и по-дългата им експлоатация. Препоръчителни са моделите с алуминиеви топлоотвеждащи радиатори.

Що се отнася до LED чиповете, които превръщат електричеството в светлина и играят роля при определянето на дължината на вълната и цвета на излъчваната светлина – препоръчително е да се избират такива с мощност поне 3 вата, за да се гарантира осигуряването на достатъчно осветяване.
Ключови фактори при избора са и типът на отглежданите растения, както и размерите на инсталацията за отглеждане. Избраното осветително решение трябва да е подходящо за конкретното приложение, макар че на практика почти всички предлагани на пазара системи могат да свършат работа до известна степен. За постигане на оптимални резултати обаче е необходимо отчитането на специфичните нужди от светлина с дадена дължина на вълната в различните фази на растеж и развитие на растенията. С оглед оптималното изпълнение е необходимо и внимателно планиране на размерите и броя на светодиодните лампи с оглед на наличното пространство за отглеждане на растенията.