Исследователи оценили влияние полупрозрачных светосберегающих плёнок на энергопотребление светодиодной досветки и физиологические показатели растений в зимний период. Оптимизация оптических характеристик ограждающих конструкций защищённого грунта снижает эксплуатационные затраты на искусственное освещение и предотвращает развитие физиологических нарушений у маслянистого салата.
Оптические параметры ограждения и баланс энергии
Традиционный подход к повышению эффективности светокультуры сосредоточен на модернизации источников света — переходе на энергоэффективные фитосветильники. Однако существенная часть генерируемого фотонного потока теряется через светопрозрачные ограждающие конструкции теплицы, уходя во внешнюю среду. Применение специализированных светорассеивающих и светосберегающих плёнок меняет оптический контур культивационного сооружения.
В ходе испытаний оценивали удержание светового потока внутри теплицы при целевом уровне PPFD 250 мкмоль/(с·м²). Согласно измерениям, диффузное и направленное рассеяние света материалом ограждения снижает утечку фотонов ФАР. Коэффициент удержания излучения в рабочей зоне составил 91,12%, а максимальные показатели светораспределения достигали 99,75%. За счёт переотражения фотонов суммарные затраты электрической мощности на досветку в тестовых режимах снизились на 36% и 48% без падения интегральной облучённости ценоза.
Главный агрономический результат — снижение проявления краевого ожога листьев (tipburn) у салата типа баттерхед. Краевой ожог обостряется при интенсивной светодиодной досветке из-за локального дефицита кальция в быстрорастущих тканях и дисбаланса транспирации. Модифицированное распределение радиации в объёме теплицы создало мягкий микроклимат, что нормализовало транспирационный поток и предотвратило отмирание краёв листьев.
Значение для отечественных тепличных комбинатов
Для промышленных теплиц в средних и северных широтах энергозатраты на освещение составляют существенную долю себестоимости продукции. Зимний день в большинстве световых зон короткий, естественная радиация минимальна, а фотопериод досветки салатных линий и овощных культур максимален. В этих условиях повышение энергоэффективности только за счёт замены светильников упирается в предел отдачи полупроводников.
Комплексный подход, объединяющий расчёт освещения и модернизацию ограждающих конструкций, даёт прямой экономический эффект:
- Снижение установленной электрической мощности светильников при сохранении проектного интеграла облучённости (DLI). Грамотный расчет освещения теплицы на этапе проектирования с учётом коэффициента отражения и рассеяния кровли позволяет избежать перезаклада по количеству светоточек.
- Уменьшение пиковых нагрузок на трансформаторные подстанции комбината в зимние месяцы максимального тарифа.
- Повышение товарности продукции за счёт ликвидации краевого ожога на салатных линиях.
- Улучшение светораспределения в нижних ярусах и по краям пролётов, где стандартные потери через боковое остекление наиболее высоки.
При реконструкции или новом строительстве правильный подбор укрывных плёнок и экранов защищает культуру от резких температурных градиентов, напрямую влияя на работу инженерных систем отопления и вентиляции теплицы.
Ограничения исследования
При анализе результатов стоит учесть границы эксперимента:
- Опыт проводился исключительно на культуре маслянистого салата. Перенос выводов на высокорослые культуры (томат, огурец), формирующие вертикальную шпалеру иной оптической плотности, требует отдельной экспериментальной валидации.
- Исследования охватывали только зимний оборот. В летний период светосберегающая плёнка может создавать риск перегрева и требовать дополнительных затрат на экранирование или активную вентиляцию.
- Авторы работы приводят данные по физиологии листа и потреблению энергии, однако долговечность оптических свойств полимерной плёнки в условиях агрессивной тепличной среды требует ресурсных испытаний.
Практические выводы для специалистов
Главному инженеру и проектировщику при разработке разделов освещения и ограждающих конструкций рекомендуется закладывать светорассеивающие и световозвращающие экраны или специализированные плёночные покрытия как единую систему со светодиодным оборудованием. При контроле этапов реализации объекта и проведении монтажа технологического оборудования теплицы необходимо проверять светоотражающие характеристики боковых и подкровельных ограждений.
Руководителям хозяйств технология даёт возможность оптимизировать капитальные затраты на электросетевую инфраструктуру и снизить себестоимость зимней салатной продукции за счёт сокращения брака и уменьшения расхода киловатт-часов на досветку.
Источники
Читайте также
Все материалы рубрики
