Энергосберегающее освещение сельскохозяйственных помещений и расчет его параметров

Отметили, что правильно подобранное освещение животноводческих ферм обеспечивает оптимальную производительность животных и птицы и приносит прибыль предприятию. (Цель исследования) Обосновать параметры энергосберегающего освещения сельскохозяйственных помещений и разработать методики его расчета. (Материалы и методы) Показали, что в тепличных хозяйствах для освещения чаще всего используют натриевые лампы высокого и низкого давления, однако их спектр лишь частично заменяет естественный спектр. Предположили, что расширение спектра и приближение его к солнечному позволит повысить качество продукции и урожайность. Констатировали, что для освещения животноводческих и птицеводческих помещений традиционно применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы, но они не имеют возможности создать систему освещения с функцией «рассвет – закат», а их спектр не соответствует полному диапазону, воспринимаемому животными и птицей. Отметили, что работа светодиодных источников света имеет особенности, из-за которых нельзя применять стандартные методики расчета. Разработали формулы для вычисления освещенности и потока фотонов. (Результаты и обсуждение) Привели примеры реализации разработанных нами энергосберегающих систем освещения в птичниках с напольным содержанием, коровниках с привязным содержанием и в экспериментальной фитолаборатории для выращивания рассады. Выявили, что после замены системы освещения на основе ламп ДРЛ-125 на новую, с 36 светодиодными светильниками мощностью по 9 ватт, потребляемая мощность снизилась с 2250 до 336 ватт, средний уровень освещенности увеличился и составил 90 люкс, при этом улучшилась равномерность освещения и цветопередача. Разработали резонансную систему питания светодиодов для создания систем освещения с функцией «рассвет – закат». (Выводы) Показали возможность и привели примеры внедрения разработанных нами энергосберегающих регулируемых систем освещения на основе светодиодных источников света. 

1. Переверзев И.А., Султанов Г.А. Характеристика основных объектов электропотребления в сельскохозяйственном производстве // Новые технологии. 2013. N3. С. 78-85.

2. Юферев Л.Ю., Алферова Л.К. Светотехника в сельском хозяйстве. М.: ВИМ. 2016. 156 с.

3. Филатов Д.А., Терентьев П.В., Авдеева Е.А., Плаксин М.А. Энергоэффективное освещение в молочном скотоводстве // Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. N4 (20). С. 50-57.

4. Пильщикова Ю.А., Коваленко О.Ю., Овчукова С.А. Влияние комбинированного излучения на молодняк птицы // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2012. N2. С. 29-31.

5. Шувалова Л.А., Широбокова Т.А., Кудрин М.Р., Иксанов И.И. Влияние видимого спектра искусственного излучения на продуктивность дойных коров // Известия Горского государственного аграрного университета. 2017. Т. 54. N2. С. 111-116.

6. Тертышная Ю.В., Левина Н.С. Влияние спектрального состава света на развитие сельскохозяйственных культур // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. T. 10. N5. С. 24-29.

7. Кондратьева Н.П., Филатов Д.А., Терентьев П.В., Аль-Хелю А.С. Сравнительная оценка основных характеристик натриевых и светодиодных тепличных облучателей // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 50-54.

8. Вассерман А.Л., Квашин Г.Н., Малышев В.В. Об оценке эффективности действия источников излучения на растения // Светотехника. 1986. N7. С. 14-16.

9. Lee M.J., Seo H.S., Min S.Y., et al. Effects of supplemental lighting with high-pressure sodium or plasma lamps on quality and yield of cut roses. Horticultural Science and Technology. 2021. N39(1). 49-61.

10. Wan Y., Wu Y., Zhang M., Hong A., Liu Y. Effects of photoperiod extension via red-blue light-emitting diodes and high-pressure sodium lamps on the growth and photosynthetic characteristics in Paeonia lactiflora. Acta Physiologiae Plantarum. 2020. N42(12). 174.

11. Кавтарашвили А.Ш., Новоторов Е.Н., Гладин Д., Колокольникова Т.Н. Светодиодное освещение при содержании родительского стада // Птицеводство. 2012. N5. С. 15-17.

12. Светодиоды и их применение для освещения. Под общ. ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Знак. 2012. 280 с.

13. Кавтарашвили А.Ш., Новоторов Е. Новый способ светодиодного освещения // Животноводство России. 2011. N7. С. 15-16.

14. Сарычев Г. Светодиоды и интенсивная светокультура растений // Полупроводниковая светотехника. 2018. N4 (54). С. 45-47.

15. Proshkin Y., Semenova N., Smirnov A., Chilingaryan N. The LED phyto lighting for improving the environmental friendliness of growing and productivity of lettuce varieties with red and green leaves. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. N578(1). 012013.

16. Kowalczyk K., Olewnicki D., Mirgos M., Gajc-Wolska J. Comparison of selected costs in greenhouse cucumber production with LED and HPS supplemental assimilation lighting. Agronomy. 2020. N10(9). 10091342.

17. Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы. Новосибирск: Изд. Сиб. отд. РАН. 2000. 213 с.

18. Yuferev L., Sokolov A. Energy-Efficient Lighting System for Greenhouse Plants. Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development. 2018. 204-229.

19. Соколов А.В., Юферев Л.Ю. Универсальная широкополосная система освещения с варьируемым спектром для теплиц // Инновации в сельском хозяйстве. N1(1). 2012. С. 10-14.

20. Юферев Л.Ю., Алферова Л.К. Ультрафиолетовые светодиоды для стимулирования продуктивности животных и птицы // Техника в сельском хозяйстве. 2009. N4. С. 15-16.

21. Тихонова Г.Н., Феоктистова Н.Ю. Кто как видит: зрительный анализатор: от одноклеточных до человека. М.: Чистые пруды. 2006. 32 с.

22. Стребков Д.С., Юферев Л.Ю., Александров Д.В., Соколов А.В. Повышение эффективности систем освещения и облучения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2014. N1. С. 13-16.

23. Юферев Л.Ю., Стребков Д.С., Рощин О.А. Экспериментальные модели резонансных систем электрической энергии. М.: ВИЭСХ. 2010. 218 с.