Какие светодиоды для теплиц

Светодиодное освещение теплиц - самая подробная инструкция!

Системы освещения монтируют в теплицах круглогодичного или зимнего использования при выращивании светолюбивых овощей, ягод, рассады и цветов – без подсветки эти культуры не дадут хорошего урожая. Современные системы освещения теплиц все чаще выполняют на светодиодах: они экономичны, долговечны и позволяют регулировать спектр и освещенность в широком диапазоне.

Светодиодное освещение теплиц Переносной светодиодный светильник для вертикального монтажа

Особенностью светодиодов является направленность их светового потока преимущественно в одном направлении

Содержание статьи

Потребность растений в солнечном свете

Известно, что дневной белый свет состоит из волн различной длины, в совокупности составляющих видимый спектр. Он ограничен длинами волн от 380 нм (фиолетовый) до 780 (красный).

Спектр солнечного излучения

Растения наиболее восприимчивы к синему, оранжевому и красному диапазонам светового спектра, при воздействии волн этой длины процессы фотосинтеза происходят наиболее интенсивно. Пики восприятия – 445 нм и 660 нм. Зеленую и желтую части спектра растения практически не поглощают. Именно этим объясняется окраска листьев – зеленые волны отражаются от растений.

Спектр для растений

При этом на разных фазах развития растениям требуется различное освещение. Так, при первоначальном активном росте и наборе зеленой массы полезнее синяя составляющая спектра, а в фазе цветения и плодоношения – красная.

Чтобы подсветка растений была эффективной, необходимо создать спектр света, близкий к дневному, а еще лучше – усилить красную и синюю части спектра и для экономии исключить бесполезную желто-зеленую составляющую.

Спектр светодиодной фитолампы

Не менее важный параметр – световой поток в данном спектре от 400 до 700 нм, или показатель фотосинтетической активной радиации. В характеристике ламп он обозначается аббревиатурой PAR и измеряется в микромолях на квадратный метр в секунду – µmol/m²·s.

Потребность различных растений в фотосинтетической активной радиации различна, примеры приведены на рисунке. При более низком показателе растение будет плохо расти и развиваться, при его превышении могут появиться ожоги на листьях.

Оптимальный диапазон PAR для роста и развития разных культур

При расчете экономичности светильников иногда используют понятие светоотдачи, или отношения световой мощности к потребляемой. Чем этот показатель выше, тем экономнее использование лампы и ниже затраты на электроэнергию.

Светоотдача разных типов ламп

Оптимальный светильник для освещения теплицы должен выдавать свет в нужном спектре с достаточным показателем PAR, при этом иметь возможность регулирования спектра в зависимости от фазы роста культур. Светодиодные фитолампы и светильники отвечают этим требованиям, они надежнее и экономнее других видов ламп.

Цены на фитолампы

~~фитолампа~~

Преимущества светодиодного освещения теплиц

В недавнем прошлом для освещения теплиц в основном использовали газоразрядные лампы. Спектр натриевых ламп высокого давления ДНаТ и ДНаЗ содержит преимущественно красную составляющую, что полезно для растений в фазе плодоношения.

Спектр натриевой лампы ДНаТ

При этом лампы ДНаТ почти не содержат синюю составляющую спектра, поэтому в фазе рассады для подсветки применяют газоразрядные ртутные лампы ДРЛ.

Спектр ртутной лампы ДРЛ

Газоразрядные лампы всех типов обладают большой световой мощностью, хорошим коэффициентом рассеяния, но при этом их световая отдача значительно ниже, чем у светодиодов, и большая часть энергии уходит на нагрев, влияя на микроклимат и увеличивая потери. Подвешивать лампы ДНаТ и ДРЛ необходимо на значительную высоту, чтобы избежать ожогов. В небольших теплицах с высокорослыми растениями их использование затруднено.

Лампы ДНаТ в теплице подвешивают на значительной высоте

Через 1,5-2 года использования световая мощность газоразрядных ламп снижается, они тускнеют и требуют замены. Из-за содержания ртути приходится применять специальные дорогостоящие методы утилизации.

Для подключения ламп ДНаТ и ДРЛ необходима пускорегулирующая аппаратура, что удорожает их первоначальную установку. Большие тепловые потери увеличивают энергопотребление, в результате освещение теплицы газоразрядными лампами обходится довольно дорого, особенно в зимний период.

Подключение лампы ДНаТ через пусковое устройство

По сравнению с газоразрядными лампами, светодиодные фитосветильники LED выдают свет в строго определенном диапазоне, что позволяет добиться максимального фотосинтеза. Пики излучения приходятся на 450 и 650 нм, что соответствует потребностям растений. Также светильник излучает мягкий ультрафиолет в диапазоне 320-380 нм, что повышает холодостойкость растений.

Спектр LED-светильников в сравнении с лампами ДНаТ и ДНаЗ

LED-светильники для освещения теплиц обладают рядом преимуществ:

хорошие показатели световой мощности;
подходящий для растений спектр и возможность его регулирования;
отсутствие нагрева и влияния на микроклимат в теплице;
простое подключение к сети;
малый расход электроэнергии;
экологичность – не требуется специальная утилизация;
ремонтопригодность – сгоревшие элементы можно заменить;

длительный срок службы – до 100000 часов.

Недостатки светодиодных светильников:

высокая цена;
направленное излучение, для большой площади требуется много точек освещения.

Благодаря низкому нагреву лицевой части, светильники LED можно размещать на любом расстоянии от растений, не рискуя их обжечь. За счет этого можно существенно сократить площадь теплицы для рассады и низкорослых культур, выращивая их на многоярусных стеллажах.

Выращивание рассады на стеллажах со светодиодной подсветкой

Обратите внимание! Светодиоды можно использовать как для полноценного освещения, так и в качестве подсветки, корректирующей спектр.

Видео – Сравнение ламп LED и ДНаТ для подсветки растений

Устройство светодиодных ламп и светильников

Светодиодные лампы и светильники для подсветки растений состоят из фитосветодиодов различного спектра, закрепленных на теплоотводящей шине из алюминия. Соединены последовательно в одну или несколько цепей и подключены к управляющему устройству – драйверу. Все эти элементы помещены в корпус с высокой степенью защиты от влаги. Лицевая часть светильника закрыта рассеивателем из оптического поликарбоната с высоким светопропусканием. Подключение светильника к сети выполняют с помощью сетевого провода без дополнительных устройств.

Устройство светодиодного светильника

Для фитосветильников используют специальные светодиоды с высокой мощностью, а добиться необходимого спектра можно двумя способами:

комбинируя светодиоды разного спектра в нужном соотношении;
используя полноспектральные светодиоды для растений.

В первом случае возможно регулирование спектра с помощью отключения части светодиодов. Это удобно для выращивания растений в течение всего вегетационного периода: на стадии роста рассады соотношение красного/синего света составляет 1:1 или 2:1, с началом цветения и плодоношения синюю составляющую уменьшают, добиваясь соотношения красного и синего от 3:1 до 8:1. Светодиоды с полным спектром имеют установленное соотношение, изменить его не получится.

Комбинированный LED-светильник с соотношением красного и синего 4 к 1

Мощность светодиодных фитосветильников может достигать 1000 Вт и зависит от количества светодиодов. С увеличением мощности усиливается нагрев, поэтому мощные светильники помещают в алюминиевый корпус и оснащают радиаторами для хорошего теплоотведения. Существуют также модели светильников с вентиляторами, но они менее надежны: при поломке вентилятора произойдет моментальный перегрев светодиодов и, как следствие, выход из строя.

Светодиодный светильник с алюминиевыми радиаторами

Обратите внимание! Срок службы светодиодов – от 50 до 100 тысяч часов, у вентилятора этот показатель в несколько раз меньше. По этой причине покупать светильники с принудительным охлаждением нецелесообразно – срок их полезного использования будет ограничен работой вентилятора.

Выбор светодиодных светильников для теплиц

Мощность светильников подбирают, исходя из площади теплицы. По нормам технологического проектирования теплиц для рассады и выращивания зелени облученность должна быть не менее 25 Вт/м², для овощных культур в стадии плодоношения и цветов – не менее 70 Вт/м². Оптимальные значения для большинства культур составляют 80-160 Вт/м².

Мощность светодиодных светильников для растений

Норм технологического проектирования селекционных комплексов и репродуктивных теплиц НТП-АПК 1.10.09.001-02. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).
НТП-АПК 1.10.09.001-02

Спектр светильников и ламп подбирают, исходя из выращиваемых в теплице культур. Для рассады, ранней зелени и выгонки цветов предпочтительнее лампы с увеличенной составляющей синего света и мягкого ультрафиолета. Для выращивания ягод и овощей подходят лампы с соотношением красного и синего от 4:1 до 8:1.

Светильник для рассады с увеличенной синей составляющей

Еще один важный параметр – угол освещения. Он может составлять 60, 90, 120 градусов. Светильники с углом 60 градусов подходят для направленного освещения, их обычно устанавливают над стеллажами на малой высоте. Угол 90 и 120 градусов позволяет получить более рассеянный свет, такие светильники подвешивают к потолку на цепях или кронштейнах.

Расположение светильников на кронштейнах при общей подсветке

Обратите внимание! При планировке теплицы и места установки светильников, важно не допустить образования темных зон. Световой поток от соседних светильников должен пересекаться.

Размещение светильников в теплице

Обзор моделей LED-светильников

Ассортимент светодиодных светильников для теплиц достаточно велик. В таблице представлены несколько моделей, предназначенных для разных типов растений.

Таблица 1. Обзор LED-светильников для теплиц.

Модель	Технические характеристики	Назначение
LED-ФИТО-45/RS	Мощность – 45 Вт; PAR – 100 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 8%, 660 нм – 46%, 450 нм – 46%; срок службы – 100000 часов.	Для выращивания пряной зелени, лука, салатов, капусты, выгонки цветов. Освещаемая площадь – до 2 м2.
LED-ФИТО-168/RS	Мощность – 180 Вт; PAR – 400 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 8%, 660 нм – 46%, 450 нм – 46%; срок службы – 100000 часов.	Для выращивания пряной зелени, лука, салатов, капусты, выгонки цветов. Освещаемая площадь – до 7,2 м2.
LED-ФИТО-45/UN	Мощность – 45 Вт; PAR – 100 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 13%, 660 нм – 62%, 450 нм – 25%; срок службы – 100000 часов.	Для томатов, перцев, баклажанов, огурцов и других овощей в период активного плодоношения. Освещаемая площадь – до 2 м2.
LED-ФИТО-168/UN	Мощность – 180 Вт; PAR – 400 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 13%, 660 нм – 62%, 450 нм – 25%; срок службы – 100000 часов.	Для томатов, перцев, баклажанов, огурцов и других овощей в период активного плодоношения. Освещаемая площадь – до 7,2 м2.
LED-ФИТО-42/VR	Мощность – 45 Вт; PAR – 100 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 13%, 660 нм – 25%, 450 нм – 62%; срок службы – 100000 часов.	Для выращивания рассады, саженцев, салатов. Освещаемая площадь – до 2 м2.
LED-ФИТО-168/VR	Мощность – 180 Вт; PAR – 400 µmol/m2·s; угол освещения – 120 градусов; спектр 730 нм – 13%, 660 нм – 25%, 450 нм – 62%; срок службы – 100000 часов.	Для выращивания рассады, саженцев, салатов. Освещаемая площадь – до 7,2 м2.

Видео – Обзор светодиодных фитоламп для растений

Светодиодный светильник для рассады своими руками

Мощные светильники для теплиц – сложные устройства с точно просчитанным тепловым балансом и защитой от влаги. Сделать их самостоятельно сложно – неправильный тепловой расчет может привести к выходу дорогостоящих светодиодов из строя при первом же перегреве.

Если вы планируете заняться выращиванием овощных или цветочных культур в промышленных объемах, светодиодные светильники лучше приобрести у производителя, а проект освещения заказать у профессионалов. Так вы получите гарантию сбалансированного спектра, длительной работы системы освещения и пожарной безопасности.

Светодиодный светильник для выращивания рассады или зелени в домашней теплице можно сделать самостоятельно.

Освещение рассады самодельным светильником

Для этого вам понадобятся:

светодиодные матрицы с полным спектром, 10 штук;
LED-драйвер;
алюминиевый профиль, дверной или мебельный, длиной 1 м;
F-образный пластиковый профиль длиной 2 м;
крепежные кронштейны;
термоклей;
провода МГТФ для соединения светодиодов, сечение 0,1-0,14 мм;
провод двужильный и штепсельная вилка;
пластиковые хомуты;
дрель со сверлом по металлу и пластику;
острый монтажный нож;
паяльник, флюс и припой, а также теплоотвод, чтобы при пайке не перегреть светодиоды.

Пошаговая инструкция сборки светильника приведена в таблице 2.

Цены на светодиодные матрицы

~~светодиодные матрицы~~

Таблица 2. Светильник для подсветки рассады своими руками.

Этапы, фото	Описание действий
Покупка светодиодов и драйвера	Светодиоды и драйвер можно купить в розничном магазине, но стоят они недешево, и найти их бывает сложно. Для снижения цены лучше поискать их на китайских сайтах Ebay или Aliexpress. Мощность светодиодов – 3 Вт, спектр – от 400 до 840 нм с отметкой "full spectrum". Лучше взять их с запасом в 1-2 штуки на случай брака или выхода из строя. Мощность драйвера – не менее 30 Вт, ток – 600 мА. Для удобства монтажа лучше подобрать драйвер в герметичном пластиковом корпусе.
Проверка полярности светодиодов	На выводах светодиодных матриц полярность должна быть указана, но чтобы не перепаивать светильник в случае брака, лучше проверить ее до монтажа. Проверку выполняют мультиметром, установленным в режим «проверки диода». Подсоединяют щупы согласно указанной полярности к контактным дорожкам, при этом диод должен светиться.
Подготовка алюминиевого профиля для теплоотводящей шины	Алюминиевый профиль можно приобрести в мебельном магазине. Обрезают профиль длиной 1 м, торцы зачищают наждачной бумагой, чтобы не было заусенцев – ими можно повредить провода при использовании светильника или поцарапать руки. Профиль с монтажной стороны обезжиривают спиртом или растворителем.
Обезжиривание светодиодов	Металлическую площадку светодиодных матриц также обезжиривают спиртом или растворителем с помощью ватного диска. До монтажа можно оставить светодиоды прямо на дисках, чтобы повторно не испачкать.
Крепление светодиодов на термоклей	Размечают места крепления светодиодов на алюминиевой шине через равные расстояния 9 см. Термоклей наносят на обезжиренную нижнюю поверхность светодиодных матриц по всей площади тонким слоем. Приклеивают светодиоды, стараясь располагать их плюсовыми выводами в одну сторону – так проще будет паять провода.
Соединение светодиодов пайкой	Нарезают монтажный провод МГТФ на отрезки 12-13 см, зачищают концы и облуживают их с помощью паяльника. Припаивают провода к светодиодам, соблюдая полярность: плюс первого светодиода к минусу второго и так далее. При пайке используют теплоотвод – металлический пинцет.
Подключение светодиодов к драйверу	В шине с обратной стороны делают 2 отверстия Ø3-4 мм в центре и одно отверстие Ø10 мм на расстоянии 10-15 см от них. От провода МГТФ отрезают два куска длиной 75 см, продевают их в отверстия и выводят с разных концов шины. Припаивают их концы к крайним светодиодам. Провода подписывают согласно полярности. Двужильный провод со штепсельной вилкой заводят с одного конца шины и выводят через большее отверстие. Концы жил зачищают и облуживают. Подключают к драйверу согласно схеме, указанной на крышке или в документации.
Установка светоотражателей	Светоотражатели выполняют из пластикового профиля F-образной формы. Его используют для отделки оконных откосов. У профиля срезают внутреннюю пластину на высоту 2-3 мм с помощью ножниц или ножа. Отрезают от него два куска длиной 1 м. Складывают их вместе и делают разметку отверстий под крепежные хомуты – 4-5 отверстий на одном уровне. Проколоть их можно раскаленным шилом. Оставшуюся пластину пластикового профиля заводят внутрь алюминиевого профиля, продевают сквозь сделанные отверстия хомуты и затягивают их. Пластиковый профиль образует отражатели, которые достаточно прочно держатся на шине.
Крепление лампы	К верхней стороне светильника крепят подвесы или монтажные кронштейны (в зависимости от места установки). Подвешивают лампу над рассадой на высоте от 20 до 40 см. Включают в сеть и проверяют работоспособность.

Оборудование для теплиц
Прежде чем модифицировать теплицу последними техническими новинками, нужно разобраться, какое бывает оборудование, для чего оно предназначено и что из тепличных «гаджетов» вам необходимо иметь. Более детально читайте в этой статье.

Видео – Комбинированный светодиодный светильник своими руками

Светодиодные светильники позволяют сэкономить электроэнергию для освещения теплицы, при этом фотосинтез растений ускоряется, урожайность увеличивается на 10-30%, а скорость созревания первых плодов – на 5-14 дней. При правильном расчете и эксплуатации светодиодное освещение теплицы окупается в первые два-три сезона, в дальнейшем оно способствует получению стабильного урожая и прибыли.

светодиодов для распространения? - Управление теплицей

Вместе с небольшой группой исследователей Фолта исследует взаимосвязь между светом и растениями, а также разъясняет результаты исследования широкой общественности.

Фото любезно предоставлено доктором Кевином Фолтой

Путешествие доктора Кевина Фолты к растениям началось иначе, чем у других. Хотя он вырос со страстью к науке, сельское хозяйство не было его первой любовью. Вместо этого он начал свою академическую карьеру в области ДНК и генетики в Университете Северного Иллинойса.

«Меня всегда интересовали молекулярные, биохимические аспекты, а не более серьезные проблемы, такие как сельское хозяйство», - говорит он.

Но во время учебы в НИУ, где он получил степень по биологии, стажировки, связанные как с сельским хозяйством, так и с садоводством, подтолкнули его к карьере в этих областях. Будучи аспирантом в Северном Иллинойсе, он получил степень магистра биологии, но больше сосредоточился на растениях, чем раньше, и начал лучше понимать, как растения взаимодействуют с окружающей средой.

Затем, работая над докторской степенью по молекулярной биологии в Университете Иллинойса в Чикаго, он написал диссертацию под названием «Регулирование синим светом гена Lhcb1 * 4 гороха в трансгенном Arabidopsis thalian». ( Примечание редактора: Вы можете прочитать тезис здесь ) В соавторстве с доктором Лоном С. Кауфманом, ныне ректором Хантер-колледжа в Нью-Йорке, это стало его первой публичной попыткой изучить возможные коммуникативные методы. отношения между светом и растениями.

В 2002 году Фолта переехал в Университет Флориды, где он сейчас работает профессором и заведующим кафедрой садоводческих наук. Там он также возглавляет исследовательскую группу, которая исследует ту же тему, на которую он писал свою диссертацию: как производители могут «разговаривать» с растениями с помощью света?

«Только когда я получил работу в Университете Флориды, я действительно понял, как мы можем преобразовать это в отдельные фотоны и ответить на вопросы по биологии и сельскому хозяйству», - говорит Фолта.«Вот где все сошлось».

Идея, лежащая в основе исследования

Сквозная линия работы Фолты основана на простой идее: если фермеры ищут конкретный результат, они должны использовать определенные исходные данные. Он говорит, что если производители используют светодиодные светильники, а затем используют те части спектра, которые лучше всего подходят их растениям, они могут расти со спецификой, невозможной с другими типами света.

«Мы знаем, как фотон красного цвета вызывает определенные реакции или как фотон синего цвета вызывает определенные реакции», - говорит он.

Фольта добавляет, что, по его мнению, каждое растение нуждается в особой световой обработке. Что это за обработка, зависит от того, хочет ли производитель увеличения урожайности, общего состояния здоровья или другого желаемого результата. Лечение также зависит от того, что это за растение; базилик требует других ресурсов, чем помидоры, которые, в свою очередь, требуют других ресурсов, чем пуансеттия и так далее.

Д-р Кевин Фольта

Фото любезно предоставлено доктором Кевином Фолта

«Подсвечивать растение обычным светом так же плохо, как поливать его обычным удобрением», - говорит он.

На данный момент исследования показывают, что синий, красный и дальний красный свет положительно влияют на рост растений. Фольта говорит, что он также изучает влияние зеленого света на растения. Из всех вышеупомянутых цветов он говорит, что красный в настоящее время используется недостаточно.

«Растения понимают дальний красный цвет, и это важная часть ввода информации», - говорит он. «И все же он не входит в состав большинства разработанных источников света».

Фолта добавляет, что для достижения максимальных результатов необходимы разработки, выходящие за рамки освещения.Он говорит, что со временем необходимо разводить семена для контролируемой среды. В настоящее время семена выращиваются для выращивания в полевых условиях, и в результате многие производители не используют семена, которые хорошо подходят для их выращивания в помещении.

«Если вы выращиваете что-то в гидропонной светодиодной [теплице], это заметно отличается от того, для чего это растение было разработано - для обеспечения продуктивности в поле», - говорит Фольта. «Растения принимают свои решения в зависимости от окружающей среды, поэтому нет оснований полагать, что растение, спроектированное для поля, достигнет максимального роста в контролируемой среде.”

( Примечание редактора: Чтобы узнать больше об исследованиях Фолты, послушайте« ICCEA 2017: исследования и технологии светодиодного освещения » здесь )

Фольта работает в Университете Флориды с 2002 года, и теперь он возглавляет Отделение садоводства в дополнение к учебным классам.

Фото любезно предоставлено доктором Кевином Фолтой

В центре внимания овощи

Большая часть исследований Фолты сосредоточена на фруктах и овощах. Двумя его основными направлениями деятельности являются функциональная геномика малых плодовых культур и генетическая основа ароматизаторов.Кроме того, один из двух курсов, которые он преподает, называется «Фрукты для развлечения и прибыли». Это курс начального уровня, который знакомит студентов с самыми прибыльными и распространенными культурами Флориды.

Фолта говорит, что он сосредотачивается на фруктах по двум причинам.

«Нет. 1, они богаты питательными веществами, поэтому важны для питания человека », - говорит он. «Вторая часть заключается в том, что они [не только] добавляют цвет и текстуру в рацион человека, но также представляют большую ценность для фермеров. У вас есть то, что нужно людям, то, что им нужно, и то, что приносит деньги людям, которые это выращивают и поставляют.”

Эта любовь к продуктам вписывается в его исследования вкусовых качеств и идею, что производители могут адаптировать свое производство для получения определенного продукта. Исследования Фолты показывают, что с помощью светодиодного освещения определенных цветов производители могут напрямую указать растению, как оно должно расти. Таким образом, теоретически производитель гидропонного салата может использовать определенный цвет света в спектре, если они хотят придать своему салату более сладкий вкус, чем салат, выращиваемый при другом цвете света или при другом типе освещения в целом.Со временем, с дополнительными исследованиями, такая же точность может быть применена и к декоративным культурам.

Влияние

По его мнению, роль Фолты в отрасли заключается в том, чтобы информировать производителей о последних разработках. В дополнение к исследованиям, часть работы Фолты - информационно-пропагандистская деятельность. Это включает в себя размещение подкаста под названием «Talking Biotech» ( talkbiotechpodcast.com, ), а также выполнение работы, необходимой для продвижения отрасли вперед.

«Я держу руку на пульсе всего, что разрабатывается, и всех проводимых исследований, будь то генетика или производство», - говорит Фолта.«У меня там хорошая роль в качестве ступицы колеса. Но в исследованиях я должен выяснить, какие разработки будут следующими. Производители не умеют бросать кости. Они не могут потерять пространство [для испытания новых технологий]. Я могу сделать это и использовать государственные деньги, чтобы, возможно, найти что-то, что принесет пользу нашим производителям ».

Вкратце: Folta стремится не только улучшить отрасль для производителей, но и привлечь к ней больше людей. Имея это в виду, он рекомендует производителям найти время, чтобы найти генетику и свет, которые раскрывают друг друга наилучшим образом.Он надеется, что сможет показать отрасли преимущества общения с растениями на молекулярном уровне.

«Это требует немного большей предварительной работы, но я думаю, что это то, что мы делаем хорошо, и я думаю, что это то, на чем производители должны действительно сосредоточиться», - говорит он.

Фолта также не легкомысленно относится к своей работе. Он путешествует, чтобы рассказать о своих исследованиях на конференциях и встретиться с производителями, чтобы узнать, через что проходят производители с личными финансовыми интересами.Иногда это означает работу семь дней в неделю.

«Я хожу постоянно, - говорит он. «[Но] по-другому я бы не стал».

Что такое парниковый эффект?

Краткий ответ:

Парниковый эффект - это процесс, который происходит, когда газы в атмосфере Земли задерживают тепло Солнца. Этот процесс делает Землю намного теплее, чем она была бы без атмосферы. Парниковый эффект - одна из вещей, которые делают Землю комфортным местом для жизни.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о парниковом эффекте!

Как работает парниковый эффект?

Как и следовало ожидать из названия, парниковый эффект работает… как теплица! Теплица - это здание со стеклянными стенами и стеклянной крышей.Теплицы используются для выращивания растений, таких как помидоры и тропические цветы.

Внутри теплицы остается тепло даже зимой. Днем в теплицу попадает солнечный свет, который согревает растения и воздух внутри. Ночью на улице холоднее, но внутри теплицы остается довольно тепло. Это потому, что стеклянные стены теплицы задерживают солнечное тепло.

Теплица улавливает солнечное тепло в течение дня. Его стеклянные стены задерживают солнечное тепло, благодаря чему растения в теплице остаются в тепле - даже в холодные ночи.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

Парниковый эффект действует на Земле примерно так же. Газы в атмосфере, такие как углекислый газ, улавливают тепло, как стеклянная крыша теплицы. Эти удерживающие тепло газы называются парниковыми газами.

Днем сквозь атмосферу просвечивает Солнце. Поверхность Земли нагревается на солнце. Ночью поверхность Земли охлаждается, возвращая тепло в воздух. Но часть тепла удерживается парниковыми газами в атмосфере.Это то, что поддерживает на нашей Земле тепло и уют в среднем 14 градусов по Цельсию.

Атмосфера Земли улавливает часть солнечного тепла, не позволяя ему уйти обратно в космос ночью. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech

Как люди влияют на парниковый эффект?

Человеческая деятельность меняет естественный парниковый эффект Земли. При сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, в нашу атмосферу попадает больше углекислого газа.

НАСА наблюдало увеличение количества углекислого газа и некоторых других парниковых газов в нашей атмосфере.Слишком много этих парниковых газов может привести к тому, что атмосфера Земли будет улавливать все больше и больше тепла. Это заставляет Землю нагреваться.

Что снижает парниковый эффект на Земле?

Как и стеклянная оранжерея, земная оранжерея полна растений! Растения могут помочь сбалансировать парниковый эффект на Земле. Все растения - от гигантских деревьев до крошечного фитопланктона в океане - поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Океан также поглощает из воздуха много избыточного углекислого газа.К сожалению, увеличение содержания углекислого газа в океане изменяет воду, делая ее более кислой. Это называется закислением океана.

Более кислая вода может быть вредной для многих морских обитателей, например, некоторых моллюсков и кораллов. Потепление океанов из-за слишком большого количества парниковых газов в атмосфере также может быть вредным для этих организмов. Более теплая вода - основная причина обесцвечивания кораллов.

На этой фотографии изображен обесцвеченный мозговой коралл. Основная причина обесцвечивания кораллов - потепление океанов.Подкисление океана также отрицательно сказывается на сообществах коралловых рифов. Кредит: NOAA

. .

Солнечные теплицы вырабатывают электроэнергию и одновременно выращивают урожай

Растения, выращенные в этой «умной» теплице, росли не хуже, чем растения, выращенные в обычных теплицах. Предоставлено: Ник Гонсалес.

Первые урожаи томатов и огурцов, выращенные в солнечных теплицах, вырабатывающих электроэнергию, были такими же здоровыми, как и урожаи, выращенные в обычных теплицах, что свидетельствует о том, что «умные» теплицы открывают большие перспективы для сельского хозяйства двойного назначения и производства электроэнергии из возобновляемых источников.

«Мы продемонстрировали, что« умные теплицы »могут улавливать солнечную энергию для производства электроэнергии, не снижая роста растений, что довольно интересно», - сказал Майкл Лойк, профессор экологических исследований Калифорнийского университета в Санта-Крус и ведущий автор статьи статья, которая публикуется в текущем выпуске журнала Американского геофизического союза Earth's Future .

В солнечных теплицах, вырабатывающих электроэнергию, используются фотоэлектрические системы с избирательной длиной волны (WSPV) - новая технология, позволяющая вырабатывать электроэнергию более эффективно и с меньшими затратами, чем традиционные фотоэлектрические системы.Эти теплицы оснащены прозрачными панелями крыши, залитыми ярким пурпурным люминесцентным красителем, который поглощает свет и передает энергию узким фотоэлектрическим полосам, где вырабатывается электричество. WSPV поглощают часть синих и зеленых длин волн света, но пропускают остальную часть, позволяя растениям расти. Технология WSPV была разработана соавторами Сью Картер и Гленн Алерс, профессорами физики Калифорнийского университета в Санта-Круз, которые в 2012 году основали Soliculture, чтобы вывести технологию на рынок.

Команда Лойка наблюдала за фотосинтезом и производством фруктов 20 сортов помидоров, огурцов, лимонов, лаймов, перца, клубники и базилика, выращенных в пурпурных теплицах в двух местах на территории кампуса и одном в Уотсонвилле, Калифорния.

«Восемьдесят процентов растений не пострадали, в то время как 20 процентов действительно лучше росли под пурпурными окнами», - сказал Лоик. По его словам, помидоры и огурцы являются одними из самых популярных в мире сельскохозяйственных культур.

В дополнительных экспериментах небольшая экономия воды была связана с фотосинтезом томатов в пурпурных теплицах.«Растениям требуется на 5 процентов меньше воды, чтобы вырасти столько же, сколько в более традиционных теплицах», - сказал он.

«Я думал, что растения будут расти медленнее, потому что под этими розовыми панелями темнее. Цвет света делает это как на Красной планете», - сказал Лоик. «Растения чувствительны не только к интенсивности света, но и к цвету. Но оказывается, что растения тоже хорошо растут».

Снижение энергии, потребляемой теплицами, стало приоритетной задачей, поскольку глобальное использование теплиц для производства продуктов питания увеличилось в шесть раз за последние 20 лет до более чем 9 миллионов акров на сегодняшний день, что примерно в два раза больше площади Нью-Джерси, по словам Лойка.«Он большой и становится все больше», - сказал он. «Канада в значительной степени полагается на теплицы для выращивания овощей, и их использование растет и в Китае». По его словам, пластиковые теплицы становятся популярными для мелких коммерческих фермерских хозяйств, а также для производства продуктов питания в домашних условиях.

В теплицах

используется электричество для контроля температуры и мощности вентиляторов, освещения и других систем мониторинга. «Эта технология может вывести теплицы из строя», - сказал Лоик, специализирующийся на изменении климата, физиологии растений, водных ресурсах и устойчивых технологиях.Стоимость панели по технологии WSPV составляет 65 центов за ватт, что примерно на 40 процентов меньше, чем стоимость ватта традиционных кремниевых фотоэлементов.

«Если теплицы вырабатывают электроэнергию на месте, это снижает потребность во внешнем источнике, что помогает еще больше снизить выбросы парниковых газов», - сказал Лоик. «Мы движемся к самоподдерживающимся теплицам».

Растения сообщают, какой свет им нужен

Дополнительная информация: Будущее Земли , DOI: 10.7291 / D10T0W Предоставлено Калифорнийский университет в Санта-Крус

Цитата : Солнечные теплицы вырабатывают электроэнергию и одновременно выращивают урожай (2017, 4 ноября) получено 22 сентября 2020 с https: // физ.org / новости / 2017-11-солнечные-теплицы-электричество-сельскохозяйственных культур.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Желтая и ПУРПУРНАЯ теплица может стимулировать рост растений за счет светодиодного освещения

Забудьте о теплице! Этот желто-ФИОЛЕТОВЫЙ дом может решить проблему нехватки продовольствия за счет ускорения роста растений с помощью светодиодных фонарей.

Теплицы нового поколения используют свет с определенной длиной волны для ускорения роста, вкуса и даже срока годности
Эксперты обнаружили, что растениям не требуется полный спектр цветов, содержащихся в обычном дневном свете для роста, и создали индивидуальную цветовую палитру, необходимую для улучшения всего процесса производства продуктов питания.
Светодиоды добавили преимущество в виде небольшого тепловыделения, что позволяет складывать растения в стеллажи для добавленной продукции

Сара Гриффитс для MailOnline

Опубликовано: 11:28 BST, 24 февраля 2015 г. | Обновлено: 12:30 BST, 24 февраля 2015 г.

Британские ученые разработали теплицы без солнечного света, которые могут помочь увеличить производство продуктов питания в городах.

В домах нового поколения используются световые волны определенной длины для ускорения роста, вкуса и даже срока хранения фруктов и овощей.

Эксперты обнаружили, что растениям для роста не требуется полный спектр цветов, содержащихся в обычном дневном свете, и создали индивидуальную цветовую палитру красного и синего света, которая необходима для улучшения всего процесса производства продуктов питания.

Психоделический: в новых теплицах используются световые волны определенной длины для ускорения роста, вкуса и даже срока хранения фруктов и овощей.Фиолетовый свет - это специально рассчитанная смесь красных и синих светодиодов, которая заставляет растения процветать.

Биологи из Технологического центра Стокбриджа (STC) обнаружили, что растения, подвергшиеся тщательно рассчитанному коктейлю красного и синего света, процветали в своем состоянии. -арт исследовательский центр площадью 10 000 квадратных футов (929 квадратных метров) недалеко от Селби в Северном Йоркшире.

Они обнаружили, что контролируют рост растений и могут повысить урожайность и даже усилить вкус, используя цветные луковицы.Светодиоды

также обладают дополнительным преимуществом в виде небольшого тепловыделения, что позволяет размещать растения на стеллажах для увеличения производительности.

В настоящее время здесь выращивается только половина продуктов питания, потребляемых в Великобритании, но технология означает, что фрукты можно будет производить с использованием разноцветных светодиодов в заброшенных зданиях и заброшенных складах, вместо того, чтобы импортировать их из залитых солнцем стран, таких как Испания и Италия, например. .

Ученые надеются, что закрытые теплицы можно будет установить в густонаселенных городских районах, что не только сэкономит место, но и позволит продуктам быстрее попадать на полки магазинов, а это значит, что они будут свежее.

Руководитель проекта д-р Мартин Макферсон, научный руководитель STC, сказал: «Вместо того, чтобы иметь относительно короткие сезоны для выращивания сельскохозяйственных культур, вы можете выращивать их круглый год, и вы не сможете выращивать так много всего, что вы не сможете выращивать после того, как засадите их. возвести объект с помощью этих светодиодных фонарей.