Освещение растений. Часть 3: Лампы для освещения растений

См. также:
Часть 1: Для чего освещать растения
Часть 2: Загадочные люмены и люксы
Часть 4: Выбор системы освещения

Авторы: Удафф, Андрей Литовкин
Статья была опубликована в Вестнике УКРОП.инфо, ноябрь 2003

В этой статье будут рассмотрены типы ламп, используемые для освещения растений.
Лампы для освещения растений бывают двух видов - лампы накаливания, в которых есть спираль, и газоразрядные, где свет генерируется при электрическом разряде в смеси газов. Лампы накаливания могут прямо включаться в розетку, газоразрядные требуют специальной пускорегулирующей аппаратуры, называемой также балластом. Эти лампы нельзя включать в розетку, несмотря на то, что некоторые своими цоколями напоминают лампы накаливания. Только новые компактные люминесцентные лампы со встроенным балластом можно вкручивать в патрон.

Лампы накаливания

К этим лампам, помимо обычных ламп накаливания, которые вкручиваются в люстру на потолке, относятся и некоторые другие лампы:

Галогенная лампа накаливания со встроенным рефлектором

Галогенные лампы, в которых внутри колбы находятся смесь газов, позволяющая увеличить яркость и срок службы лампы. Не путайте эти лампы с газоразрядными металлогалоидными, которые часто называют металлогалогенными. В новых лампах используется смесь газов криптона и ксенона. За счет этого яркость свечения спирали еще выше.

Неодимовые лампы, колбы которых изготовлены из стекла с примесью неодима (Chromalux Neodym, Eurostar Neodymium). Это стекло поглощает желто-зеленую часть спектра и освещаемые объекты визуально кажутся ярче. В действительности лампа не дает больше света, чем обычная.

Лампы накаливания не стоит использовать для подсветки растений. Они не подходят по двум причинам - в спектре отсутствуют синие цвета (в первой части написано об этом), и у них малая светоотдача (17-25 Лм/Вт). Все лампы накаливания сильно греются, поэтому их нельзя размещать вплотную к растениям, иначе растения получат ожоги. А размещение этих ламп на расстоянии более одного метра от растения практически ничего не дает. Поэтому в комнатном цветоводстве такие лампы применяются исключительно для подогрева воздуха в тепличках и оранжереях. Другое применение лампы накаливания - совместно с люминесцентной лампой, в спектре которой мало красного света. Например, комбинация лампы холодного света и лампы накаливания обладает достаточно хорошим спектром. Тем не менее, лучше использовать натриевую лампу вместо лампы накаливания.

В последнее время в продаже появились специальные лампы для подсветки растений, например OSRAM Conсentra Spot Natura со встроенным рефлектором. Эти лампы отличаются от обычных ценой (около 80-100 рублей в Москве за лампу мощностью 75-100 Вт). Но принцип действия, а, следовательно, и эффектив-ность этих ламп такая же, как и у обычных ламп накаливания.

Люминесцентные лампы общего назначения

Пример осветительной системы с использованием люминесцентных ламп

Лампы этого типа известны каждому - стандартные источники света в помещениях. Люминесцентные лампы более приспособлены для подсветки растений чем лампы накаливания. Из плюсов можно отметить высокую светоотдачу (50-70 Лм/Вт), низкое тепловое излучение и большой срок службы. Недостатком таких ламп является то, что спектр не совсем эффективен для подсветки растений. Тем не менее, если света достаточно, то спектр не столь уж важен. Для работы этих ламп требуются светильники со специальной пускорегулирующей аппаратурой (ПРА, балласт). Эта аппаратура бывает двух типов - электромагнитная (ЭМПРА - дроссель со стартером) и электронная (ЭПРА, электронный балласт). Вторая много лучше - лампы не мерцают при включении и работе, увеличивается срок службы ламп и количество света, излучаемое лампой. Некоторые электронные балласты позволяют регулировать яркость свечения ламп, например от внешнего датчика освещенности. Проблема только в одном, если простейший дроссель стоит в Москве около 200 рублей, то цены на электронные балласты начинаются от 900 рублей, а регулируемые электронные балласты стоят более 2000 рублей без регулирующего устройства, которое стоит еще от $70 до $90 (одно такое устройство может обслуживать много светильников).

Мощность лампы зависит от ее длины. Более длинные лампы дают больше света. Применять следует, по возможности, более длинные и мощные лампы, поскольку у них выше светоотдача. Иными словами, 2 лампы по 36 Вт лучше, чем 4 лампы по 18 Вт.

Лампы должны быть расположены не выше полуметра от растений. Оптимальное применение люминесцентных ламп - полки с примерно одинаковыми по высоте растениями. Лампы крепятся на расстоянии до 15 см для светолюбивых растений, и на расстоянии 15-50 см для растений, предпочитающих полутень. При этом подсветка монтируется по всей длине полки или стеллажа.

Люминесцентные лампы специального назначения

Эти лампы отличаются от ламп общего назначения только покрытием на стеклянной колбе. За счет этого спектр этих ламп приближен к спектру, который требуется растениям. В Москве можно найти лампы таких производителей как OSRAM-Sylvania, Philips, GE и т.д. Ламп российского производства с оптимизированным для подсветки растений спектром пока не существует.

Цены на специальные лампы, как минимум, вдвое выше, чем на лампы общего назначения, но иногда это себя оправдывает. В качестве примера - личный опыт одного из авторов (А. Литовкин): Когда к моим растениям подкралась первая зима, я заметил, что они стали если не чахнуть, то уж явно остановились в развитии. Решено было их подсвечивать - установлен светильник на две лампы 1200 мм. В нем сначала были установлены лампы отечественного производства с холодным белым светом. Растения заметно оживились, но в рост трогаться не торопились. Затем, примерно через месяц лампы общего назначения были заменены на OSRAM Fluora. И после этого растения, как говорится, "поперли".

Если вы устанавливаете лампу вместо старой, то имеет смысл использовать специализированную лампу для растений, поскольку при одинаковой мощности такая лампа дает больше "полезного" для растений света. Но при установке новой системы лучше поставить более мощные обычные лампы (лучше всего компактные люминесцентные большой мощности), поскольку они дают больше света, что более важно для растений, чем спектр.

Компактные люминесцентные лампы

Эти лампы бывают как со встроенным балластом, так и без него. В Москве представлены лампы ведущих мировых производителей и лампы отечественного производства (МЭЛЗ), по характеристикам почти не уступающие зарубежным аналогам, а по цене существенно дешевле.

Лампы со встроенным балластом отличаются от протяженных люминесцентных ламп общего назначения только меньшими габаритами и простотой использования - их можно вкручивать в обычный патрон. К сожалению, такие лампы выпускаются для замены ламп накаливания при освещении помещений, и их спектр похож на спектр ламп накаливания, что не оптимально для растений.

Лучше всего эти лампы использовать для подсветки нескольких, компактно стоящих растений. Для получения нормального светового потока мощность ламп должна быть не менее 20 Вт (аналог 100 Вт для лампы накаливания), а расстояние до растений не более 30-40 сантиметров.

В настоящее время в продаже есть компактные люминесцентные лампы большой мощности - от 36 до 55 Вт. Эти лампы отличаются повышенной светоотдачей (на 20%-30%) по сравнению с обычными люминесцентными лампами, долгим сроком службы, отличной цветопередачей (CRI>90) и широким спектром, в котором есть необходимые растениям красные и синие цвета. Компактность позволяет эффективно использовать лампы вместе с рефлектором, что немаловажно. Эти лампы являются оптимальным выбором для освещения растений, при небольшой мощности осветительной системы (до 200 Вт суммарной мощности). Недостатком является дороговизна и необходимость использования электронного балласта для ламп большой мощности.

Газоразрядные лампы

Газоразрядные лампы - на сегодняшний день самый яркий источник света. Они компактны по размерам. Высокая светоотдача позволяет одной лампой осветить растения, занимающие большую площадь. Вместе с этими лампами необходимо использовать специальные балласты. Следует отметить, что такие лампы имеет смысл использовать, если вам необходимо много света - при суммарной мощности менее 200-300 Вт лучшее решение - использование компактных люминесцентных ламп.

Для освещения растений используются три типа ламп: ртутные, натриевые и металлогалоидные, иногда называемые металлогалогенными.

Ртутные лампы

Наиболее исторически старый тип из всех газоразрядных ламп. Бывают лампы без покрытия, которые обладают низким коэффициентом цветопередачи (под светом этих ламп все кажется мертвенно-синим) и более новые лампы с покрытием, которое улучшает спектральные характеристики. Светоотдача этих ламп невелика. Некоторые фирмы выпускают светильники для растений, с использованием ртутных ламп, например, OSRAM Floraset. Если вы проектируете новую систему освещения, то лучше воздержаться от ртутных ламп. На фото: Светильник для растений OSRAM Floraset, где установлена ртутная лампа с покрытием.

Натриевые лампы высокого давления

Натриевые лампы высокого давления - один из наиболее эффективных, с точки зрения светоотдачи, источников света. Спектр этих ламп воздействует преимущественно на пигменты растений красной зоны спектра, отвечающие за корнеобразование и цветение. Из того, что предлагается в продаже, предпочтительнее всего лампы Рефлакс ООО "Светотехника" серии ДнаТ (см. фото). Эти лампы изготовлены со встроенным отражателем, допускают эксплуатацию в светильниках без защитного стекла (в отличие от других натриевых ламп) имеют весьма значительный ресурс (12-20 тыс. часов). Натриевые лампы дают большое количество света, поэтому потолочным светильником большой мощности (250 Вт и выше) можно осветить сразу большую площадь - наилучшим решением для подсветки зимних садов и больших коллекций. Правда, в таких случаях их рекомендуется чередовать с ртутными или металлогалоидными лампами для балансировки спектра излучения.

Металлогалоидные лампы

Металлогалоидная лампа CDM (Philips)

Наиболее совершенные лампы для подсветки растений - высокая мощность, большой ресурс, оптимальный спектр излучения. К сожалению, эти лампы, особенно с улучшенным спектром излучения, дороже других ламп. В продаже есть новые лампы с керамической горелкой производства Philips (CDM), OSRAM (HCI) с повышенным коэффициентом цветопередачи (CRI=80-95). Отечественная промышленности выпускает лампы серии ДРИ. Область применения - та же, что и для натриевых ламп высокого давления.

Несмотря на то, что цоколь металлогалоидной лампы (справа) похож на цоколь лампы накаливания (слева), для нее нужен специальный патрон.

Послесловие

Вместо послесловия - что и для чего пригодится.

Если нужно дешево что-то сделать на скорую руку, то используйте лампы накаливания или компактную люминесцентную лампу со встроенным балластом, которую можно вкрутить в обычный патрон.

Несколько близко расположенных растений можно осветить несколькими способами. Десяток небольших растений примерной одной высоты (до полуметра) лучше всего осветить компактными люминесцентными лампами. Для высоких одиночных растений можно порекомендовать светильники прожекторного типа с газоразрядными лампами мощностью до 100 Вт.

Если растения примерно одинаковой высоты расположены на стеллажах или на подоконнике, то используйте протяженные люминесцентные лампы или, что еще лучше, компактные лампы большой мощности. Обязательно используйте рефлекторы с люминесцентными лампами - они значительно увеличат полезный световой поток.

Если у вас большой зимний сад, то установите потолочные светильники с газоразрядными лампами большой мощности (250 Вт и выше).

Большинство из описанных ламп можно купить в магазинах электротехники или заказать на сайте //TopTropicals.com/russian.

В заключение, в таблице приведены сравнительные характеристики ламп и систем для освещения растений.

	Лампа накаливания	Люминесцентная лампа	Компактная люминесцентная лампа	Газоразрядная лампа
Стоимость лампы	Меньше $5, $10-15 специализированная	$5 - обычная, $10-20 - специализированная	$5 - маломощные, для замены ламп накаливания, $15-40 - лампы мощностью 35-90 Вт и специализированные	Меньше $20 - маломощная лампа $30-80 - лампа средней мощности, $50-150 - лампы больших мощностей
Стоимость балласта (ПРА)		$5-10 - обычный, $15-30 - электронный	Не нужен для ламп, которые вкручиваются в патрон $20-30 - электронный, многие лампы большой мощности работают только с электронным	$20-50 - обычный $30 -100 - электронные, которые могут включать регулировку ламп и т.д.
Стоимость осветительной системы		<$10 - самодельный рефлектор с патронами $15-40 - система с лампами и балластом	<$20 - самодельная $30-100 - покупная	$100-500 - полностью укомплектованная система
Номинальный срок службы	750 час. - лампа накаливания, Более 2000 час. - галогенная	15-20 тыс. часов	15-20 тыс. часов	5-20 тыс. часов
Реальный срок службы при ежедневной подсветке		6 месяцев	9-12 месяцев	Один-два года
Выделяемое тепло	50 Вт на 1000 Лм. Практически вся энергия лампы выделяется в виде тепла	Небольшое 10-15 Вт на 1000 Лм. За счет того, что лампа длинная, выделяемое тепло не сконцентрировано в одном месте. Для мощной системы использование небольшого вентилятора от компьютера позволит решить проблему нагрева.		Очень немного тепла - 5-10 Вт на 1000 Лм, тепло сконцентрировано в одном месте. При применении мощных ламп необходима система охлаждения
Диапазон мощностей осветительной системы	Имеет смысл использовать небольшие лампы для подсветки и подогрева	Растения не очень больших размеров. Группы растений на полке или стеллаже.	Большие группы растений при суммарной мощности системы до 200-300 Вт.	Большие группы растений и оранжереи - потолочное освещение

Продолжение
Часть 4: Выбор системы освещения