artificial light
Полезное

Как рассчитать освещение в теплице

Преобразование света в теплице


При работе в сфере растениеводства, в такой как теплица или в других системах культивации, мы должны обладать достаточными знаниями в организации освещения. Когда мы это понимаем, мы способны принимать правильные решения для создания наилучших условий окружающей среды которые способствуют росту, развитию и повышению урожайности наших культур.

Что такое солнечная или полная радиация?

Чтобы понять что такое свет, давайте сначала отделим свет от определения солнечного излучения. Солнечная радиация на Земле охватывает диапазон от 300 до 1500 нм. Солнечное излучение включает больше, чем просто свет. Только от 45% до 50% солнечного излучения представляет собой свет, остальные длины волн включают УФ-излучение и тепло. Для измерения излучения мы используем такие единицы энергии, как Джоуль/м²/с или Вт/м².

Как лучше измерить свет, чтобы понять его влияние на растение?

Свет, входящий в состав солнечного излучения, включает все длины волн, видимые человеческим глазом, и чтобы понять, как растения его используют, мы используем ФАР (фотосинтетическое активное излучение). ФАР включает только часть солнечного излучения, от 400 до 700 нм. При измерении ФАР мы используем особую единицу, называемую ППФФ (плотность потока фотосинтетических фотонов), измеряемую в мкмоль/м²/с. Это конкретная единица поможет нам действительно понять, как растения используют свет. Вот почему лучшим способом измерения освещённости является использование ФАР, ещё называемый квантовым датчиком. Однако датчики ФАР не так распространены, как датчики излучения, которые обычно уже включены в метеорологические станции в теплицах. Метеорологические станции находятся ВНЕ теплицы.

Как рассчитать ФАР в теплице с использованием данных метеорологической станции?

При получении данных с метеостанции за пределами теплицы мы должны решить следующие проблемы:

  • Датчики излучения, входящие в состав метеорологических станций, измеряют общую полную радиацию в единицах энергии. Потребуется преобразование единиц энергии в ППФФ.
  • Данные метеорологических станций предоставляют информацию о радиационной среде ВНЕ теплицы. Затем мы должны вычислить объем солнечной радиации внутри теплицы с учетом потерь из-за конструкций теплицы.

Расчёт ФАР из единиц энергии

  1. Мы узнали, что свет составляет примерно половину солнечного излучения. Если мы предположим это, мы сможем вычислить 50% от общих данных солнечной радиации, чтобы получить ориентировочное количество света, присутствующего за пределами теплицы.
  2. Теперь нам нужно рассчитать количество света внутри нашей теплицы. Конструкция и покрытия теплицы снижают светопропускание снаружи. Мы можем предположить, что 70% света может передаваться извне во внутрь нашей теплицы. Следующим шагом будет получение 70% общего света, рассчитанного на предыдущем шаге. На данный момент у нас есть приблизительное число для света, присутствующего внутри теплицы, в единицах энергии (Джоули/м²/с или Вт/м²).
  3. Последним шагом будет преобразование единиц энергии в единицы, используемые для понимания света в растениях: ППФФ.

Для преобразования единиц энергии в мкмоль/м²/с необходимо учитывать источник света, от чего полностью зависит коэффициент преобразования. При работе со светодиодным освещением необходимо также учитывать качество света при его преобразовании. Разные цвета света будут иметь разный коэффициент преобразования. Ниже вы найдёте полезную таблицу коэффициентов преобразования для разных источников света. Чтобы преобразовать единицы энергии в мкмоль/м²/с, нам нужно умножить единицы энергии на соответствующий коэффициент преобразования. Следуя нашему примеру, мы работаем в теплице с естественным освещением. Правильный коэффициент преобразования для получения ППФФ из Джоулей/м²/с будет 4,6.

Conversion Factor

Ещё одна очень часто используемая единица измерения света – это Люкс. При работе с искусственным освещением можно также работать с люксметром.

В следующей таблице вы также найдёте коэффициенты пересчёта для получения мкмоль/м²/с из Люкс:

Интенсивность света и сумма света

При работе с приборами ФАР мы можем говорить об интенсивности и сумме света для наших растениях. Интенсивность света – это количество света в секунду. С другой стороны, сумма света – это сила света в данный момент времени. Чтобы понимать потребности растений в освещении, мы должны определить, сколько света получает растение в день. Мы называем это ИДС или Интеграл Дневного Света (измеряется как моль/м²/день).

Мы можем рассчитать ИДС по следующей формуле:

Когда ИДС известен, то появляется масса возможностей для управления системами выращивания. Использование следующей таблицы поможет вам узнать минимальный и оптимальный уровни освещённости для ваших культур. Используя предоставленную информацию, вы сможете принимать разумные решения в выращивании. Например, если ИДС ниже необходимого, то можно рассмотреть использование искусственного освещения или подобрать более подходящую культуру. С другой стороны, если ИДС выше оптимального уровня, а тепло накапливается внутри вашей теплицы, то можно рассмотреть возможность использования климатических экранов или использования продуктов для снижения света и уменьшения тепла от излучения внутри теплицы.

Данные взяты из исследования, проведенного Др. Нейлом Моттсон, Директором группы Корнельского Университета по выращиванию сельскохозяйственных культур в контролируемых условиях

В случае искусственного освещения использование ИДС крайне важно для правильного управления системой производства растений. Такие важные данные могут нам помочь определить точное количество ламп, правильное расстояние и световой период, чтобы обеспечить наилучшие условия освещения для культуры.

Управление светом может стать ключом к успеху вашего производства.

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *