Kiegészítő LED-világítás üvegházakban: mikor és mennyit adjunk hozzá

Az üvegházi kiegészítő LED-világítás arra való, hogy kitöltse a rést a természet által biztosított fény és a növény igénye között. Télen, felhős időben vagy magas földrajzi szélességen a természetes DLI jóval a növény célértéke alá eshet, és ilyenkor érdemli ki a helyét a kiegészítés. A kérdés soha nem az absztrakt „adok-e fényt”, hanem hogy mennyit és mikor, hogy bezárja az adott rést ennek a növénynek ezen a helyszínen. Ez a cikk a döntést és a méretezési számítást tárgyalja. A teljes tervezési módszert lásd az üvegház iparági oldalunkon.

Kezdjük a természetes fény hiányával

Az egyetlen szám, amely megmondja, mennyit kell hozzáadni, a hiány: a cél DLI mínusz az a DLI, amelyet az üvegház már szállít. A természetes DLI helyszínenként, évszakonként és szerkezetenként (üvegezés, árnyékolás, tájolás) rendkívül változó, ezért az első lépés a helyszín mérése vagy modellezése, nem a feltételezés. Ha ismeri a hiányt, a kiegészítő világítást úgy méretezik, hogy a fotoperiódus alatt ezt a maradékot szállítsa.

Mikor térül meg általában a kiegészítés

A kiegészítés akkor a leginkább indokolható, ha a növénynek egyértelmű gazdasági válasza van a fényre – gyorsabb befejezés, jobb osztály vagy egész éves termelés, amely árfelárat hoz. A nagy értékű kúszónövények, a szamóca és a vágott virágok gyakori jelöltek. Nyáron vagy napos szélességeken a hiány az év nagy részében közel nulla lehet, ezért egy tompítható, igényvezérelt rendszer elkerüli az energiaégetést, amikor a természet már eleget ad.

Felülvilágítás kontra a szerkezet

Az üvegházi kiegészítés nagy része felülvilágítás, amelyet a szerkezetre vagy a tartókra szerelnek, és a lombkorona felettről szállít fényt. Az alternatívát – a sorok közötti világítást – egy társított cikk tárgyalja. A felülvilágításnál a beltéri elrendezésekből ismert egyenletességi és osztásköz-logika érvényes, de itt egyenetlen természetes fényre rétegez, ezért érdemes olyan elrendezési modellt használni, amely a szerkezet árnyékát is tartalmazza.

• Mérje vagy modellezze a természetes DLI-t a helyszínére és évszakára.
• A növény cél DLI-jét szaktanácsadási útmutatás alapján állítsa be.
• A kiegészítő PPFD-t a hiányra méretezze, ne egy kerek számra.
• Tegye tompíthatóvá és évszaktudatossá a pazarlás elkerülésére.
• Lombkorona alatti mérésekkel igazolja, ne csak az adatlap alapján.

Hivatkozások

• MSU Extension / e-GRO – üvegházi világítás
• University of Arizona CEAC – szabályozott környezetű mezőgazdaság
• University of Florida IFAS – üvegházi kertészet

Kidolgozott példa: mennyi kiegészítő fényre van ténylegesen szüksége egy üvegháznak

Ez szemléltető számítás olyan napfényadatokkal, amelyeket saját helyi számaival kell helyettesítenie. Tételezzünk fel egy 500 m2-es paradicsomblokkot mérsékelt téli éghajlaton, amely decemberben átlagosan 8 mol/m2/day napfény-DLI-t kap, és a növény tervezési célja 20 mol/m2/day. A rés 12 mol/m2/day, amelyet a LED-eknek kell szállítaniuk.

• 1. lépés – a DLI-rés átváltása lámpatest-kimenetre: 16 órás üzem mellett a szükséges PPFD = 12 / (16 x 0,0036) = 208 umol/m2/s.
• 2. lépés – méretezés lombkorona-területre, egyenletességgel: 208 x 500 x 1,2 = 124800 umol/s szükséges PPF (vegyes napos és árnyékos viszonyok között jellemző a magasabb egyenletességi tényező).
• 3. lépés – 2000 PPF-es felülvilágítási lámpatestekkel a lámpatestszám = 124800 / 2000 = 62,4, 64-re kerekítve a tiszta rács érdekében.
• 4. lépés – elektromos terhelés 2,6 umol/J mellett: 64 x 769 W = mintegy 49 kW. Erősítse meg a csatlakozási kapacitást, és azt, hogy az üvegház képes-e leválasztani ezt a terhelést a közművi igénykorlátokon.
• 5. lépés – futtassa ugyanezt a számítást az év minden hónapjára; a szükséges darabszám általában márciusra összeesik, ezért a szezonális tompítás és ütemezés fontosabb, mint a lámpatestszám önmagában.

A havi profil a lényeg ebben a gyakorlatban. A legsötétebb hétre méretezni, és egész évben minden lámpatestet teljes teljesítményen futtatni a lehető legdrágább válasz. A legsötétebb hónapra méretezni és az év többi részében tompítani általában kevesebbe kerül, és ugyanazt a DLI-t szállítja.

Vezérlés: a különbség a terv és a számla között

Napfényalapú vezérlési logika

A kiegészítő világításnak a napra kell reagálnia, nem az órára. A szokásos megközelítés lombkoronaszintű PAR-szenzort használ: a lámpatestek csak akkor futnak, amikor a napfény PPFD-je a napi cél eléréséhez szükséges szint alatt van, a vezérlő pedig követi a felhalmozott DLI-t, így a lámpák kikapcsolnak, amint a cél teljesül. Felhalmozott DLI követése nélkül egy fényes napot követő esti ütemterv pontosan azt az energiát pazarolja, amelyre a növénynek már nincs szüksége.

Idősávos tarifák és teljesítménycsúcs-díjak

Ahol az áram ára óránként változik, a kiegészítő világítás minél nagyobb részét tolja át csúcsidőn kívüli ablakokba, a növény fotoperiódusának tiszteletben tartásával. A teljesítménycsúcs-díjak is számítanak: a lámpatestek blokkonkénti, lépcsőzetes indítása elkerüli az egyetlen csúcsot, és egyes termesztők elfogadnak valamivel alacsonyabb pillanatnyi PPFD-t a terhelési profil ellaposításáért. Mindkét stratégia a gazdaságosságot változtatja meg a lámpatestszám változtatása nélkül.

Kérdések vásárlás előtt

• A lámpatest névlegesen alkalmas-e az üvegházi páratartalomra, a vízexpozícióra és a szerkezet hőmérséklettartományára?
• Milyen IP-védettséget és korrózióvédelmet kínálnak, és mit zár ki a garancia üvegházi környezetben?
• A lámpatest vagy a vezérlő támogatja-e a PAR-szenzor bemenetet és a felhalmozott DLI vezérlést, vagy az külön vásárlás?
• Mennyi a lámpatest súlya és milyen a szerelési rendszere, és a szerkezete névlegesen bírja-e a hozzáadott terhelést?
• Tompíthatók-e a lámpatestek a vállhónapokra, hogy ugyanaz a telepítés minden évszakot kiszolgáljon?

Gyakori hibák a kiegészítő világításban

Az üvegházi kiegészítő projektek kiszámítható módon vallanak kudarcot. Ezek a visszatérő esetek:

• Az éves átlagos napfényből való méretezés a havi adatok helyett, ami alulméretez a télre és túlméretez az év többi részére.
• Óravezérlés PAR-szenzor nélkül, így a lámpatestek végigfutnak a fényes reggeleken, és olyan pénzt égetnek el, amelyre a növénynek nem volt szüksége.
• A teljesítménycsúcs-díjak elfelejtése: minden lámpatest egyszerre indul, a csúcs a legdrágább ablakba esik, és a számla egy évig tükrözi.
• A szerkezeti terhelés figyelmen kívül hagyása: a lámpatestek, árnyékolók és csövek súlyt adnak, és egy ki nem vizsgált tető készen álló biztonsági megállapítás.
• Kizárólag hatásfok alapján vásárolni, miközben rossz egyenletességű elrendezést fogad el, így a lombkorona fele soha nem látja a cél PPFD-t.
• Tompítás nélkül a vállhónapok pazarlóvá válnak; a decemberi sötétségre épített lámpatestek teljes teljesítményen futnak az októberi napon.
• A garancia apró betűjének elolvasása a telepítés után, amikor a páratartalomra vonatkozó kizárások már életbe léptek.

Integrálás árnyékolókkal, CO2-vel és hőmérleggel

Árnyékolók és fény kölcsönhatása

Az energiatakarékos árnyékolók mindkét irányban kölcsönhatnak a kiegészítő világítással: a fotoperiódus alatt a zárt árnyékoló elpazarolhatja a lámpatest-kimenetet, amelyet visszaver vagy elnyel, éjjel pedig az árnyékoló visszatartja a lámpatestek által hozzáadott hőt. Ha az árnyékoló függöny a világítási órákban fut, az elrendezést és az árnyékolási mintát együtt kell megtervezni; egyes termesztők elfogadnak kisebb hőveszteséget, hogy a függöny nyitva maradjon a lámpák alatt, mások olyan árnyékolási mintát választanak, amely átengedi a lámpatest fényét. Mindkét döntést az árnyékoló beszállítójával együtt hozza meg, ne a telepítés után.

CO2 és a téli fényablak

Egy szorosan zárt téli üvegházban a CO2-dúsítás minden kiegészítő foton értékét növeli, és a dúsító rendszert ugyanazokra a hónapokra kell méretezni, mint a világítási célokat. Amikor egy meleg téli délutánon kinyitnak a szellőzők, a dúsítás leáll, és ezzel a fény határhaszna is csökken; egy olyan vezérlő, amely a szellőztetési időszakokban tompítja a lámpatesteket, ezt a változást automatikusan megragadja. A lényeg nem a konkrét vezérlési logika, hanem a csatolás: a fényre, a CO2-re és a szellőztetésre vonatkozó döntések egy tervbe tartoznak.

Gyakran ismételt kérdések