Светодиодное освещение для растений – создание необходимого микроклимата

В январе 2020 года в продаже появились первые светодиодные лампы, в которых используются светодиоды Sunlike, обеспечивающие равномерный спектр без пиков и идеальную цветопередачу.<center></center>О технологии Sunlike от корейской компании Seoul Semiconductor я рассказывал ещё в 2018 году. В обычных светодиодных лампах используются светодиоды с кристаллами, излучающими синий свет. Кристалл покрыт двухкомпонентным люминофором, преобразующим синий свет в белый (один компонент добавляет красную часть спектра, второй — зелёную, а синий свет просачивается сам через люминофор). В светодиодах Sunlike используются кристаллы, излучающие фиолетовый свет и трёхкомпонентный люминофор, создающий красную, зелёную и синюю часть спектра. Это менее эффективно, зато спектр получается ровный и все цвета передаются идеально.Для сравнения — спектры трёх светодиодных ламп с цветовой температурой выше 5200K: обычной с CRI 80, лампы с CRI 95 и лампы на Sunlike. <center></center>Два года назад светодиоды Sunlike были очень дорогими. Именно поэтому большие компании не пытались делать на них лампочки — мало кто готов купить одну лампу за полторы-две тысячи рублей (замечу, что один энтузиаст из Беларуси всё же наладил кустарное производство ламп на Санлайках, я писал о нём).Сейчас цены упали, и хоть светодиоды Sunlike по прежнему стоят на порядок дороже обычных, стало возможным начать выпуск ламп с цоколями E27 и E14 по приемлемым ценам — от 350 до 399 руб.Горжусь тем, что первой в мире производителем, начавшим выпуск таких ламп под брендом Remez, стала российская компания (хоть и с юридическим лицом в Германии). Кстати, ранее эта же компания выпустила настольные лампы на светодиодах Sunlike (я делал их обзор: https://ammo1.livejournal.com/1013469.html).Сейчас выпущено 8 видов ламп с «солнечным» спектром. Это «груши» A60 E27 мощностью 7 и 9 Вт и «свечки» с цоколем E14 мощностью 5 и 7 Вт. Лампы выпущены с двумя цветовыми температурами света — тёплый белый свет 3000К и холодный белый свет 5700К. <center></center>Девятиваттная лампа даёт такую же яркость, как лампа накаливания 60 Вт, семиваттные лампы светят, как 40-ваттные «лампочки Ильича», 5-ваттная свечка заменяет 30-ваттную лампу накаливания.Я протестировал по два экземпляра каждой из этих ламп. Результаты ламп, показавших чуть худшие и чуть лучшие характеристики представлены в двух таблицах.<center></center>Как видно из результатов, отличия между двумя экземплярами незначительны (до 7.5% по световому потоку).У всех ламп низкий уровень пульсации света (0.5% и менее).Все лампы имеют очень высокий индекс цветопередачи CRI(Ra) (96-98) и высокие индексы передачи отдельных цветов (R1-R15 — выше 91).Мощность, световой поток, эквивалент лампы накаливания и цветовая температура близки к заявленным.Все лампы, кроме пятиваттных свечек корректно работают с выключателями, имеющими индикатор. Пятиваттные свечки слабо светятся, когда такой выключатель выключен.Все лампы могут работать без снижения яркости при существенном уменьшении напряжения питания, фактически у них есть встроенный стабилизатор. Девятиваттные лампы снижают яркость на 5% при понижении напряжения питания до 129 В, остальные при снижении до 113 В. Это позволяет использовать лампы в районах с пониженным и нестабильным напряжением в сети.Световой поток, цветовая температура и индекс цветопередачи измерялись с помощью двухметровой интегрирующей сферы и спектрометра Instrument Systems CAS 140 CT, потребляемая мощность и коэффициент мощности прибором Robiton PM-2, пульсация прибором Uprtek MK350D. Минимальное рабочее напряжение, при котором световой поток снижался не более, чем на 5% от номинального, измерялось с помощью прибора Lamptest-1, стабилизатора Штиль Инстаб 500 и ЛАТРа Suntek TDGC2-0.5. Перед измерениями для стабилизации параметров лампы прогревались в течение получаса.Результаты тестирования и спектры «груш» 9 Вт с тёплым и холодным светом:<center>Результаты тестирования и спектры «свечек» 7 Вт с тёплым и холодным светом:<center>На сайте производителя выложены протоколы испытания ламп в лаборатории Архилайт. Световой поток девятиваттной лампы после 1000 часов работы упал всего на 0.9% и это отличный результат, на основании которого можно предположить, что лампы проработают долго. Кстати производитель даёт на них гарантию 5 лет.Эффективность обычных светодиодных ламп с CRI около 80 сейчас достигла 120 лм/Вт. У ламп на Санлайках она гораздо ниже — 60-75 лм/Вт, но мне кажется можно смело пожертвовать эффективностью ради качественного света. Да и по 400 рублей за лампочку вполне можно заплатить ради достижения идеала.Ожидаю, что многие начнут сокрушаться, что самая яркая «груша» с тёплым светом даёт всего 540 лм, а самая яркая «свечка» 375 лм. Могу предположить, что компания-производитель не стала выпускать более мощные лампы, чтобы не допустить перегрева и деградации светодиодов и обеспечить большой срок службы. А вот зачем выпустили груши 7 Вт и свечки 5 Вт для меня загадка — по цене они почти не отличаются и скорее всего большинство захочет купить более яркие груши 9 Вт и свечки 7 Вт.Лампы Remez продаются на сайте производителя, в интернет-магазинах Озон и Wildberries, а также в магазинах METRO Cash and Carry по всей России.Очень здорово, что наконец-то появились светодиодные лампы с идеальным светом. Мне не очень понятно решение компании-производителя выпустить лампы с цветовой температурой 5700К, но лампы с тёплым светом 3000К я смело могу порекомендовать всем. © 2020, Алексей НадёжинОсновная тема моего блога — техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях. Добавьте меня в друзья здесь. Запомните короткие адреса моего блога: Блог1.рф и Blog1rf.ru. Второй мой проект — lamptest.ru. Я тестирую светодиодные лампы и помогаю разобраться, какие из них хорошие, а какие не очень.

Так как естественного освещения не всегда бывает достаточно для успешного роста растений, создание искусственного освещения – залог успеха в этом деле. Светодиодное освещение для растений – это современный и наиболее подходящий для выращивания, источник света.

Светодиодное освещение – основные характеристики

К достоинствам использования светодиодного освещения относится прежде всего продолжительный срок эксплуатации, отсутствие нагрева в процессе работы, малое потребление электрической энергии. Помимо этого можно создать освещение необходимого спектра – например, использование синих и красных светодиодов.

Для создания условий соответствующих естественным и благоприятным для выращивания, освещенность должна быть не менее:

• 700 – 1 000 люкс – для растений растущих в тени;
• 1 000 – 2 000 люкс – для растений, которые могут расти в тени, и предпочитают рассеянный свет;
• 2 500 люкс и больше – для светолюбивых растений.

Для расчета системы освещения с использованием светодиодов необходимо знать следующие величины:

• Освещаемая площадь;
• Высота установки светильников;
• Вид растения (отношение к освещенности).

Мощность освещения определяется в ваттах на м2. Наиболее полезны, для развития растений, световые волны синего и красного цвета. В зависимости от параметров, световые волны оказывают различное воздействие на растения, а именно:

Синие светодиоды

Светодиоды данного цвета излучают световой поток синего, сине-фиолетового спектра, лежащего в диапазоне от 430 до 490 нм. Данный световой спектр оказывает положительное воздействие на растения в стадии первоначального роста.

Красные светодиоды

Светодиоды данного цвета излучают световой поток красного, красно-оранжевого спектра, лежащего в диапазоне от 600 до 780 нм. Данный световой спектр оказывает положительное воздействие на растения в стадии развития плодов и роста листьев.

Светодиоды полного спектра

Фито светодиоды, светодиоды полного спектра – это устройства, излучающие расширенный диапазон световых волн одним источником света.

Преимущества данного вида устройств:

• Излучаемый световой поток близок по характеристикам к естественному солнечному свету (диапазон от 400 до 840 нм);
• Подходит для всех стадий выращивания растений;
• Позволяет осуществлять освещение растений разного срока развития одновременно.
• Эффективность использования выше, чем при использовании отдельных светодиодов с узким спектром светового излучения (в 1,9 раза) и светодиодных сборок (в 1,2 раза).

Виды светодиодных источников света

В настоящее время выпускается большое количество разнообразных видов светодиодных ламп (светильников), которые можно классифицировать как:

• В виде трубы – удобно использовать при выращивании растений в домашних условиях;
• Одиночный точечный светильник – бывают различных конструкций, применяются для индивидуального использования;
• Светодиодная панель – применяется для освещения большого количества растений, бывают прямоугольной формы;
• Светодиодная лента – универсальна по использованию, проста в монтаже. При изготовлении светодиодных лент, используемых для освещения растений, количество синих светодиодов к красным, составляет 10/3, 15/5, 5/1, соответственно. В светодиодных фито лампах доля красного цвета составляет 60-80%, а синего – 40-20%. ;
• Светодиодный прожектор – устройство для промышленного использования. Возможно освещение больших площадей с удаленного расстояния.

Светодиоды – это узконаправленные источники света, что обуславливает условия их установки. При монтаже светильников следует учитывать:

1. Высоту растений;
2. Расстановку растений (расстояние между ними).

Производители светодиодного освещения

В настоящее время на рынке источников света представлен достаточно широкий ассортимент светодиодных светильников отличающихся по конструкции, мощности, типу исполнения и их производителем. Наиболее известные это:

«Комлед», г. Казань, Россия – производственная компания, специализирующаяся на производстве светодиодных светильников различного назначения. Для освещения растений выпускаются:

1. Светильники «Optima F» – мощность от 38,0 до 220 Вт и световым потоком от 3036 до 18216 Лм, соответственно;
2. Светильники «Line F» – от 10,0 до 65,0 Вт и световым потоком от 1331 до 9318 Лм, соответственно.

«СВЕТОТРОНИКА», г.Санкт-Петербург, Россия – предприятие производит широкий спектр светодиодных светильников различной конструкции и назначения. Для освещения растений выпускаются светильники мощностью 50 Ватт, со световым потоком 79,3 мкмоль/с люмен и цветовой температурой – 450 нм – 32% (8 диодов) и 660 нм – 68% (16 диодов):

1. SVT-BIO L-50-45;
2. SVT-BIO L-50;
3. SVT-BIO L-50-20×50;
4. SVT-BIO L-50-10×60;
5. SVT-BIO L-50-25;

Крупнейшие зарубежные производители:

1. «Nichia Corporation», Япония;
2. «Samsung LED», Южная Корея;
3. «Osram Opto Semiconductors», Германия;
4. «LG Innotek», Южная Корея;
5. «Seoul Semiconductor», Южная Корея;

Кроме выше перечисленных, на отечественном рынке представлены светодиоды и менее известных отечественных и зарубежных производителей, поэтому каждый желающий может выбрать светодиодный светильник в соответствии с предъявляемым к нему требованиям.

Светодиодное освещение для растений своими руками

При наличие навыков электромонтажных работ, свободного времени и желания, светодиодное освещение можно сделать самостоятельно, так для изготовления фито лампы потребуются:

• Корпус люминесцентного светильника;
• Блок питания 220/12 В, можно использовать бывший в употреблении;
• Светодиодные матрицы или светодиоды;
• Соединительные провода (медные, сечением не ниже 0,75 мм2);
• Охлаждающая пластина (кулер);
• Алюминиевая полоса.

Светодиоды выбранных цветов (цвета и их соотношение приведены выше) крепятся к светодиодной матрице или соединяются параллельно, посредством соединительных проводов или методом пайки, в соответствии с полярностью устройств.

Количество соединяемых светодиодов (их суммарная мощность), должно соответствовать мощности блока питания. Крепление осуществляется на охлаждающую пластину. Также, для охлаждения светодиодов, в корпусе светильника делаются, путем сверления, вентиляционные отверстия. В случае использования светодиодной матрицы, источник света клеятся на алюминиевую полосу, которая укладывается внутрь корпуса светильника.

Энергосберегающие лампы представляли относительную опасность, из-за содержащихся в их колбе паров ртути. В случае её разрушения, есть риск получить серьезный вред для вашего здоровья, вплоть до летального исхода. Мы же разберем – вредны ли светодиодные лампы для человека?

Источники вреда для здоровья

Чтоб доказать или опровергнуть вред светодиодных ламп для здоровья, определим источники ущерба для организма. Условно разделим их на 2 группы: характеристики прибора и неправильная эксплуатация.

Характеристики осветительного прибора, которые наносят вред организму:

• Спектральные характеристики источника света;
• излучения в инфракрасном спектре;
• пульсации светового потока.

Вторая группа, это вред здоровью не от самого источника света, а от неправильного его использования. Давайте рассмотрим каждый фактор освещения, который влияет на ваше здоровье и определимся, вреден ли светодиодный свет для глаз.

Чем отличаются источники света

За эталон нужно принять солнечный свет, поскольку он содержит наиболее полный спектр светового излучения. Из всех искусственных осветительных приборов, наиболее приближена к солнцу лампочка накаливания. Сравните спектральные характеристики разных источников.

На графиках изображены различные спектры осветительных приборов. Лампа накаливания имеет гладкий спектр, возрастающий к области красных цветов. Спектр люминесцентных источников света довольно рваный, плюс низкий индекс цветопередачи (около 70).

Работа в помещениях с таким освещением вызывает повышенную усталость и головные боли, а также искаженное восприятие цвета.

Спектр светодиодных ламп более полный и ровный. Имеет повышенную интенсивность в области длин волн 450нм, для холодного свечения, и в области 600нм, для «тёплых» ламп соответственно. LED источники обеспечивают нормальную цветопередачу с индексом CRI более 80. Светодиодные лампы имеют крайне низкую интенсивность ультрафиолетового излучения.

Если сравнить спектр диодных и популярных люминесцентных ламп, становится понятно почему последние используются все реже. Спектр КЛЛ совершенно далеки от эталона, а их индекс цветопередачи оставляет желать лучшего.

На основании этого можно сделать вывод, что по характеристикам спектра светодиодные лампы безвредны для здоровья.

Почему лампы мерцают?

Следующий фактор, который влияет на самочувствие – это коэффициент пульсаций светового потока. Чтобы понять, что это такое и от чего он зависит нужно рассмотреть форму напряжения в электросети.

Качество света и его пульсация зависят от источника питания, от которого они работают. Источники света, которые работают от постоянного напряжения, например светодиодные лампы на 12 вольт, не мерцают. Давайте рассмотрим мерцание и вред светодиодных ламп для глаз, причины их возникновения и способы устранения.

Из розетки мы получаем переменное напряжение с действующим значением 220В и 310В амплитудным, что вы можете видеть на верхнем графике (а).

Поскольку светодиоды питаются постоянным током, а не переменным – нужно его выпрямить. В корпусе светодиодной лампы размещена электронная схема с одно- или двухполупериодным выпрямителем, после которого напряжение становится однополярным. Оно постоянное по знаку, но не по величине, т.е. пульсирующим от 0 до 310 вольт, график посередине (б).

Такие лампы пульсируют с частотой 100 герц или 100 раз в секунду, в такт с пульсациями напряжения. Вред для глаз светодиодных ламп зависит от их качества, об этом далее.

Пульсируют ли светодиоды?

В светодиодных лампах используются драйвера со стабилизацией тока по величине (дорого), или сглаживающие фильтры (дешево). Напряжение становится постоянным и стабилизированным, если использованы емкостные фильтры.

Если производитель не сэкономил на драйвере – стабильным становится значение тока. Это лучший вариант как для уменьшения пульсации, так и для срока службы LED.

На фото ниже показано как выглядят пульсации взглядом камеры. Вы можете не замечать пульсации, поскольку органы зрения стремятся адаптировать картинку для восприятия. Мозг же эти пульсации прекрасно усваивает, что и вызывает усталость и другие побочные явления.

Влияние светодиодных ламп на зрение человека может быть негативным, если они выдают пульсирующий световой поток. Санитарные нормы ограничивают глубину пульсаций для офисных помещений на значении 20%, а для мест где ведется работа вызывающая зрительное напряжение и вовсе 15%.

Лампы с большими пульсациями не стоит устанавливать дома, они годятся разве что для освещения коридора, кладовой, подъездов и хозяйственных помещений. Любые помещения, где вы не выполняете никакой зрительной работы и не находитесь долго.

Вред от светодиодных ламп низкого ценового сегмента вызван в первую очередь пульсациями. Не экономьте на освещении, LED с нормальным драйвером стоит всего на 50-100 рублей дороже, чем самые дешевые китайские аналоги.

Другие источники света и их пульсации

Лампы накаливания не мерцают потому, что работают от переменного тока и нить накала не успевает остыть когда величина напряжения пересекает нулевую отметку. Люминесцентные трубчатые лампы мерцают, если подключены по старой «дроссельной» схем. Отличить её можно по характерному гулу дросселя во время работы. На фото ниже изображены пульсации растрового светильника, как их видит камера телефона.

Современнее КЛЛ и ЛЛ не гудят и не мерцают только потому, что в их схеме используется импульсный блок питания высокой частоты. Такой источник питания называется ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура или устройство).

Вред инфракрасного спектра

Чтоб определить вредны ли светодиодные лампы для зрения, рассмотрим третий фактор вреда – инфракрасное излучение. Стоит отметить, что:

• Во-первых, вредность ИК спектра сомнительна и не имеет основательной аргументации;
• во-вторых, в спектре светодиодов инфракрасное излучение либо отсутствует, либо крайне мало. Убедиться можно на графиках, приведенных в начале статьи.

Вредны ли галогеновые лампы для здоровья?  В источниках света, богатых инфракрасным спектром (галогенки), ответственные производители (Philips, Osram и пр.) применяют ИК-светофильтры, поэтому их вред для здоровья сведен к минимуму.

Вред синего спектра

Научно доказано, что излучение в спектре синего цвета уменьшает выработку гормона сна – мелатонина и вредит сетчатке, вызывая в ней необратимые изменения.

Кроме падения уровня мелатонина, излучение синего цвета вызывает целый ряд побочных эффектов: усталость, повышенное зрительное напряжение, заболевание глаз. Этот цвет воспринимается ярче, что часто используется в маркетинге, для привлечения нашего внимания. Большинство индикаторов на колонках, ТВ, мониторах и пр. технике выполнены в синем цвете.

Подробно об этом и насколько безопасны светодиодные лампы для глаз, пишут в сообществе.

Белые светодиоды – это синие светодиоды, покрытые специальным люминофором, который преобразует излучение в белый цвет.

Синий цвет — самый отрицательный фактор влияния светодиодных ламп на зрение. Взгляните на графики, а именно на спектр излучения светодиодов, представленный выше. Даже на Led лампе тёплого света есть пик яркости в синем спектре, а у холодной он очень высокий.

Практическая сторона проблемы

Значит вред светодиодных ламп для человека – это не миф? Не совсем так. Дело в том, что исследования проводились в условиях, когда исследуемые образцы засвечивались мощными синими светодиодами и весь их спектр был во «вредном» диапазоне.

Хоть в холодных светодиодах доля синего света и присутствует, но в солнечном свете она ничуть не меньше.

Современные люди любого возраста проводят очень много времени перед экраном компьютеров, смартфонов и планшетов. Несравнимо больший вред наносит зрению непрерывная фокусировка на расстоянии 0,3-1 метр от экрана.

Вредность синего спектра светодиодных ламп, по сравнению с вредом от экранов устройств, незначительна. Для освещения комнаты, рабочего кабинета и других помещений потоком яркого света, с низким энергопотреблением, LED подходит идеально.

Если же вы переживаете, для снижения вреда синего излучения разработаны различные варианты линз и очков для работы за компьютером. Их светофильтры отражают свет в синем диапазоне и делают цвета более тёплыми.

Нужно помнить: не светодиоды вредны для здоровья человека, а неправильный режим работы с гаджетами и плохая освещенность.

Светодиоды — польза или вред?

Понять вредны светодиодные лампы или нет, можно занимаясь организацией правильного освещения согласно ГОСТ по освещению. В нем регламентируется количество света, для проведения работ разной точности и размера деталей, с которыми вы оперируете во время работы.

Светодиодные источники света позволяют добиться нужной яркости на рабочем месте, с минимальными счетами за электричество. Вы сохраните зрение, вам будет легче работать, когда в комнате светло и не нужно разглядывать мелкие детали в тусклом свете. В таком случае вредность светодиодных ламп для глаз минимальна.

Высокое энергопотребление старых ламп накаливания не выгодно как в государственных масштабах (большая нагрузка на ЛЭП), так и в индивидуальном (большое потребление и высокая цена электроэнергии).

Сегодня споры о том вредны ли светодиодные лампы для зрения, остаются открытыми и нельзя дать однозначный ответ. Они относительно недавно, менее 10 лет, заполнили рынок осветительных приборов и многие относятся к ним скептически.

Влияние светодиодных ламп на здоровье человека при правильном соблюдении режима дня, сна и работы будет нулевым. Если же человек подвержен стрессам, чрезмерным нагрузкам и несерьезно относится к качеству сна — ни один источник света не сохранит его здоровье.

Если у вас есть личный опыт, ссылка на интересный источник или вы хотите рассказать о вреде диодных ламп – делитесь в комментариях.

Польза LED в быту

Кроме бытовых применений вы можете сэкономить на искусственном освещении теплицы. Спектр светодиодов для фитоламп позволяет вашему урожаю расти быстрее и лучше. Для этого часто применяют лампы ДНАТ, свет которых содержит различные длины волн.

Счет мощностей таких источников света ведется на сотни ватт, тогда как светодиодные фитолампы имеют мощность в десятки раз меньше и содержат только необходимые длины волн, для лучшего роста растений.

Для экологии отказ от газоразрядных светильников – безусловный плюс, об этом мы писали в статье об отходах LED продукции. Но какую опасность несут светодиодные лампы для здоровья до конца еще не известно. Ясно только то, что паров ртути можно уже не боятся.

Применение новых источников света широким кругом людей, позволяет разработчикам получать финансы для новых более совершенных проектов. А технологический прогресс всегда идёт вперед. Поэтому нужно ждать статистики, тогда станет известно насколько сильный вред от светодиодных ламп для здоровья, а на это нужно время.

Используемые источники:

• https://ammo1.livejournal.com/1121008.html
• https://master-houses.ru/svetodiodnoe-osveshhenie-dlya-rastenij-01/
• https://svetodiodinfo.ru/voprosy-o-svetodiodax/vredny-li-svetodiodnye-lampy-dlya-zdorovya.html