CC BY
209
УДК 621.327 Я.А. Кунгс, И.А. Угренинов
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ТЕПЛИЦАХ
В статье рассматриваются перспективы внедрения светодиодного освещения в теплицах. Анализируются преимущества и недостатки применения нового метода при искусственном выращивании растений.
Ключевые слова: светодиодное освещение, интенсивность, потребление электроэнергии, теплица.
Ya.A. Kungs, I.A. Ugreninov THE PROSPECTS OF THELED LIGHTING INTRODUCTION IN THE GREENHOUSES
The prospects of the LED lighting introduction in the greenhouses are considered in the article. The advantages and disadvantages of the new method use inthe plant artificialcultivation are analyzed.
Key words: LED lighting, intensity, energy consumption, greenhouse.
В работе [1] исследовано влияние интенсивности и спектрального состава света на эффективность фотосинтеза и продуктивность различных растений. В результате исследований было показано, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растений являются интенсивности в пределах 150-220 Вт/м2, а оптимальный состав излучения имеет следующее соотношение энергий по спектру: 30 % в синей области (380-490 нм), 20 - в зеленой (490-590 нм), 50 % - в красной области (600-700 нм). С использованием такого искусственного освещения получены урожаи, в несколько раз более высокие, чем при обычном освещении, причем за более короткие (в 1,5-2 раза) сроки. Современные светодиоды перекрывают весь видимый диапазон оптического спектра: от красного до фиолетового цвета. Диапазон длин волн излучения светодиодов в красной области спектра составляет 620-780 нм, в оранжевой - 600-620, в желтой - 585-595, в зеленой - 500-570, в голубой -465-490, в синей области - 430-465 нм. Таким образом, составляя комбинации из светодиодов разных цветовых групп, можно получить источник света с практически любым спектральным составом в видимом диапазоне. При исследовании светодиодов как источников освещения нельзя пропустить существенные преимущества, такие, как малую потребляемую энергетическую мощность. Что в свою очередь приводит к низкому потреблению электроэнергии устройствами на основе светодиодов, а в крупных масштабах на примере теплицы экономия электроэнергии будет значительной. К тому же стоит отметить возможность более долгосрочного эксплуатационного времени использования светодиодов, что в несколько раз превышает показатель других источников освещения. Отметим возможность управления интенсивности излучения светодиодного светильника, что в свою очередь позволяет получать различные по составу и интенсивности спектры излучения и в итоге можно подбирать спектры излучения для конкретного этапа роста растения. Отметим, что светодиоды вандалоустойчи-вые и при низком питании не являются источником возникновения пожара. Следует вспомнить и о экологической чистоте и отсутствии проблем с утилизацией.
При исследовании светодиодов как источника освещения для теплиц нельзя проигнорировать мнение критиков. Разберём самые существенные доводы. На наш взгляд, одним из сильнейших аргументов являются вес и габариты световых приборов на основе светодиодов, если сравнивать с НЛВД [2]. Высокая стоимость светодиодов не должна оставаться без внимания при выборе источников освещения. Если взять для примера доводы о том, что большое количество светодиодов в облучателе подталкивает к вопросам о надёжности, тогда лучше обратиться к производителю, который даёт гарантию на светодиодные модули, и уже на основе этих показателей думать о надёжности.
Технические науки
Для сравнения светодиодного освещения и другого источника освещения [3] был выбран проект внедрения светодиодных светильников в растениеводство. Для примера была выбрана теплица агрокомбината, находящегося на юго-западе Московской области. По результатам проекта был составлен технико-экономический расчет, обосновывающий применение светодиодных светильников ХИдМ с потребляемой мощностью 166 Вт (табл.).
Технико-экономический расчет для светодиодных светильников ХЫдМ с потребляемой
мощностью 166 Вт
Характеристика Ламповый светильник Светодиодный светильник
Тип источника света в светильнике Натриевая лампа Светодиоды
Потребляемая мощность источника света, Вт 600 144
Потребляемая мощность светильника, Вт 648 166
Время работы в сутки, ч (в расчётах принято, что в году 365 сут) 15
Потребляемая электроэнергия в сутки, кВТч 9,72 2,49
Количество ламп в светильнике 1 -
Количество светильников 192 192
Стоимость кВтч, руб 3,32 -
Цена осветительной арматуры, руб. 3000 0
Цена лампы, руб. 700 0
Цена светильника, руб. 3700 25600
Цена замены лампы, руб. 150 0
Цена утилизации лампы, руб. 14,16 0
Цена услуг по утилизации ламп, руб. 3200,00 0
Количество замен ламп за год 1 0
Гарантийный срок эксплуатации, лет 3
Расчёт экономии электроэнергии при замене одного светильника
Потребляемая электроэнергия в год, кВтч 3547,8 908,85
Экономия электроэнергии в год, кВтч 2638,95
Расчёт экономии элетроэнергии при замене одного светильника
Общая потребляемая электроэнергия в год, кВт*ч 681177,6 174 499,20
Общая экономия электроэнергии в год, кВт*ч 506 678,40
Экономическая эффективность проекта по замене светильников
Экономия расходов на электроэнергию в год, руб. 168 2172,29
Эксплуатационные расходы по замене ламп в год, руб. 163 200,00 0
Расходы по утилизации ламп в год, руб. 5918,72 0
Общая экономия средств в год, руб. 1851291,01
Стоимость светильников, руб. 710400 4 915 200
Срок окупаемости вложений без учёта эксплуатационных расходов, лет 2,5
Срок окупаемости вложений с учётом эксплуатационных расходов 2,3
Экономия в течение гарантийного срока эксплуатации без учёта эксплуатационных расходов, руб. 841 086,15
Экономия в течение гарантийного срока эксплуатации с учётом эксплуатационных расходов, руб. 1 295 903,71
По итогам данной работы мы видим колоссальную экономию средств в год. Окупаемость составит 2,5 года, что является очень важным показателем.
К самым существенным недостаткам можно отнести большой размер светильников. Внедрение светодиодного освещения в теплицы является перспективным с экономической точки зрения и не только снижением на электроэнергию затраты и амортизационные отчисления, но и на экономическую выгоду от более эффективного роста растений. В настоящее время тема экономии и повышения эффективности в отрасли сельского хозяйства стоит очень остро, потому внедрение светодиодного освещения является одним из актуальных направлений в развитии тепличного хозяйства.
Литература
1. Протрасова H.H. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Физиология растений. - 1987. - Т. 34. - Вып. 4. - С. 51.
2. ПрикупецЛ.Б. Светодиодные облучатели и перспективы их применения в теплицах // Теплицы России. - 2010. - Вып. 1. - С. 54.
3. Применение светодиодных светильников для освещения теплиц: реальность и перспективы / И. Бахарев, А. Прокофьев, А. Туркин [и др.] // Разработки сельское хозяйство. - 2010. - Вып. 2. - С. 80.
