Что такое сити-ферма?
Сити-ферма — теплица или стеллажная система, которая в городских условиях позволяет круглый год получать экологически чистый урожай. В нашем случае используется стеллажная система, для которой солнце вообще не требуется: за облучение растений отвечают светодиодные лампы. Поэтому такую систему можно установить в подвале, на складе, в контейнере. Главное, чтобы было электричество и вода. В случае контейнера можно собрать стеллажную систему в мастерской и доставить клиенту (супермаркету или ресторану) готовой.
Сити-ферма работает на гидропонике, когда вместо грунта используется субстрат и питательный раствор с заданной кислотностью и растворенными микроэлементами. Плотность посадки растений можно повысить, и тогда урожай будет без частиц грунта, а салат — всегда чистым.
В помещении поддерживается чистая среда без вредителей и сорняков, поэтому использование пестицидов или гербицидов не требуется.
Сити-фермы оборудуют системой автоматизации, что сводит человеческий фактор к минимуму, как и затраты на обслуживающий персонал. Особенно важно автоматизировать освещение и полив, контролировать температуру и влажность в помещении. При необходимости можно добавить другие функции.
Главное преимущество сити-фермы — стабильная урожайность. Здесь владелец не зависит от прихотей погоды. Хороший урожай всегда гарантирован, причем его можно регулировать в зависимости от спроса.
Сити-ферму можно развернуть в подвале крупного ресторана или супермаркета, гости всегда будут наслаждаться свежей зеленью. Транспортные издержки при этом минимальны, так как зелень не нужно перевозить.
Мы повторно посетили тестовую площадку LedFarm.by по выращиванию микрозелени, о ней подробно рассказывали в статье про теплицу на Linux. Ниже приведены фотографии с площадки.
Дополнительные фото
Как правильно выращивать салат?
Выращивать на сити-ферме можно практически все что угодно — от микрозелени до картошки. Вопрос в экономической целесообразности. В Нидерландах, например, каждая четвертая ферма работает на гидропонике. Там растят все: салаты, огурцы, зелень, перцы, томаты, цветы и многое отправляют на экспорт. Япония — самая передовая страна в этом вопросе, она способна полностью закрыть потребности внутреннего рынка зеленью, выращиваемой в искусственных условиях.
На сити-фермах, которые мы рассмотрим в статье, выращивают салаты. Почему именно их? Здесь, прежде всего, экономический интерес. Рестораны охотно покупают дорогие сорта салатов: не те что продаются в магазинах, а Ромэн, Фризе, Барлах и Кук. Но в целом, выделить какую-то культуру, которая может принести наибольшую прибыль, довольно сложно. Многое зависит от региона размещения фермы. Самые прибыльные фермы выращивают корень женьшеня и еще одно известное всем растение, но это уже незаконно.
Все начинается с семян, которые закупают в Нидерландах. Причем используют специальные «семена для ферм» со всхожестью 99% и сорта салата, специально предназначенные для выращивания на гидропонике. Мелкие семена салата знакомы, наверное, всем. Но здесь каждое семечко заключено в глиняную оболочку и напоминает кедровый орешек.
Семена сажаются в «пробки» из минеральной ваты диаметром 45 мм и высотой 50 мм. Затем поддон с пробками и семечками ставят на двое-трое суток в темный бокс с повышенной влажностью и температурой. Восемь раз в сутки включают насос, который прокачивает жидкость через поддоны и смачивает пробки. Для проращивания используют раствор с самой низкой кислотностью и низким содержанием микроэлементов — они на этом этапе попросту не нужны. На поддоне размещают 176 пробок. Влажность в темном боксе поддерживают на уровне 78%, но можно выставить и больше, например 85%.
Следующий этап — рассадное отделение. Поддоны с пробками устанавливают на стеллажи с освещением. Здесь кислотность повышается, но все равно находится на меньшем уровне, чем для взрослых растений. То же самое касается и микроэлементов. Рассадка растений очень плотная, в рассадном отделении они проводят три недели.
Последний этап — доращивание уже подросших растений. Растения стали крупнее, поэтому требуется разреженная посадка. Их пересаживают в поддоны примерно по 30 штук в каждом. То есть из одного поддона в рассадном отделении формируют шесть во взрослом. Кислотность раствора увеличивается, как и число микроэлементов.
Через три недели салаты готовы к сборке. На полный цикл от проращивания до сбора уходит полтора месяца. Вес каждого салата зависит от вида, но в среднем составляет 200 г ±20-30 г. Хотя здесь все условно, тот же салат Ромен весит больше. Вообще на сити-ферме урожайность высчитывается с квадратного метра, расчетная: 6 кг с м².
При выращивании салата поддерживается дневная температура 22-24 °C, ночная — 15-16 °C. Ночью часто приходится включать осушитель, поскольку при охлаждении воздуха его относительная влажность повышается . Для салатов оптимальная влажность — 64%, для цветущих или плодоносящих культур она будет иной. Рекомендуемый параметр обновления воздуха: 30 раз в час.
Лампами моделируется восход и закат по полчаса, продолжительность светового дня — 12…16 часов. Полив (включают насос для прокачки жидкости по стеллажам), как мы отметили выше — 8 раз в сутки.
А теперь перейдем к техническим подробностям.
Дополнительные фото
Сити-ферма в контейнере
Проект сити-фермы для выращивания салата был задуман несколько лет назад. Планировалось строить сити-фермы на базе транспортных контейнеров, чтобы потом можно было продавать их как готовое изделие. Но после запуска пилота выяснилось, что плохая теплоизоляция стенок контейнера приводит к высоким расходам на поддержание температуры: кондиционирование летом, отопление зимой. Поэтому решили отказаться от идеи продажи контейнеров и решили сосредоточиться на строительстве собственной сити-фермы..
Тем не менее проект позволил получить опыт, протестировать технологии, найти слабые места. А сейчас он используется как тестовая площадка для «обкатки» новых решений и экспериментов. Как на урожайность повлияет сокращение светового дня до 14 или даже до 12 часов? Как повлияет тот или иной раствор на зеленую массу? Возможно, получится собирать салаты и после двух недель во взрослом отделении, но это технологически сложно — надо менять микроклимат в соответствии с циклом роста.
Еще одна проблема, которая вскрылась на пилоте, — это система автоматизации. Сначала она была собрана буквально «на коленке»: использовались беспроводные датчики и оборудование от разных производителей — старались сделать проще и дешевле. Оказалось, что это работает ненадежно, поэтому в новых проектах отказались от беспроводных технологий и применяют только проводные решения. О них мы как раз расскажем ниже.
Поскольку сити-ферма в контейнере работает уже несколько лет, есть статистика окупаемости. Подобный контейнер можно собрать самостоятельно, в зависимости от компонентов придется вложить от $20k. В пилот было вложено намного больше, но это связано с его использованием как экспериментальной площадки: тестируются разные технологии гидропоники NFT и DWC, разные пропорции при смешивании раствора. Несмотря на это, контейнер приносит до $1k в месяц. Процентов 10 от этой суммы уйдет на семена, расходники, микроэлементы, энергоресурсы и аренду, остальное — чистая прибыль.
Прибыль также зависит от культур, которые выращивают на сити-ферме, а также от сезона. Летом не получится конкурировать с традиционными фермерами: грунтовые салаты стоят дешевле, хотя и уступают по качеству выращенным на гидропонике в сити-ферме. Однако стоимость продукции летом все равно приходится снижать. Но если выращивать культуры, которые не растут в вашем регионе на полях, то такой проблемы нет.
Так как все процессы автоматизированы, обслуживает ферму один человек, который тратит всего пару часов в день. Даже на большой ферме в подвале, про которую расскажем ниже, предполагается один работник, но уже на полную занятость.
Таким образом, окупаемость маленькой фермы в контейнере составляет полтора-два года. Примерно такие же расчеты приводят и в Америке, но там совсем другой рынок и стоимость входа в бизнес начинается от $120k.
Строить большие фермы выгоднее, но в отличие от традиционного фермерства, важно понимать, что это бесконечный конвейер, который не зависит от сезона, то есть нужен стабильный сбыт продукции. На этом погорели многие, кто вложился в сити-фермы в России.
Сити-ферма в подвале
Сити-ферма в подвале на порядок крупнее и урожайнее контейнерного варианта, ее мы как раз подробно рассмотрим. К сожалению, на момент посещения сити-фермы в подвале выполнялся монтаж инженерных систем, стеллажи были пустыми, поэтому для фото салатов мы использовали пилот в контейнере. Здесь мы хотели бы дать ссылку на статью о теплице на Linux, поскольку там уже частично затрагивали тему автоматизации стеллажных систем. Но перейдем к новому проекту LedFarm.by.
Сначала о производительности. Во взрослом отделении сити-фермы — 136 поддонов, то есть одновременно можно выращивать около 4 300 растений. Они сгруппированы по 17 секциям, восемь поддонов в каждой. Поскольку здесь используется принцип конвейера, то в каждой секции растения на разном этапе созревания. Такой подход позволяет снимать урожай два раза в неделю (и два раза в неделю проводится посадка). Салаты отправляют клиенту прямо с пробками, причем рекомендуется сразу же поместить их в холодильник и там хранить — тогда листья будут приятно хрустеть. Поддоны после сбора урожая промываются.
В темном боксе проращивания установлены четыре поддона, в рассадном отделении — 24 поддона. На максимальной производительности раз в три дня можно проращивать около 700 растений (четыре поддона по 174 растения). Через три недели они превращаются в 24 поддона во взрослом отделении, то есть в три секции. А еще через три недели 24 поддона позволят собрать 700 растений общим весом около 140 кг. Много это или мало? Здесь все зависит от ресторанов. Кто-то закупает три кг в неделю и использует салат для украшения блюд, кто-то делает из салата блюда и заказывает 30 кг в неделю. Ресторан может быть сетевым, а может, это маленькое кафе.
Сити-ферма оборудована системой автоматизации на базе контроллера Wiren Board 6. Контроллер и модули Wiren Board были выбраны не только по причине разумной цены, но и хорошего набора функций.
Автоматизированы освещение и полив. Это самые трудозатратные операции: лампы нужно плавно включать и выключать «утром» и «вечером», а поливать растения нужно восемь раз в сутки. Планируется добавить управление перемешиванием раствора в баках.
Освещение регулируется модулями аналогового вывода 0-10В WB-MAO4 отдельно для каждой секции (линия поделена на четыре секции). Использование плавного диммирования позволило избежать высоких пусковых токов, на закате лампы плавно диммируются до полного выключения, на рассвете — плавно увеличивают яркость до требуемого технологами уровня. Как мы отметили, продолжительность восхода и заката — 30 минут. Работа ламп запрограммирована через wb-rules на контроллере Wiren Board, к которому подключены модули WB-MAO4 через RS-485.
Реле WB-MR6CU v.2 используют для полива (подача раствора из растворного узла в бак линии и из бака на линию). Насос включается по расписанию (восемь раз в сутки) примерно на 5-15 минут. Этого времени достаточно, чтобы раствор смочил пробки, растения получили достаточный запас питательных веществ и воды.
Для контроля влажности и температуры используются датчики MSW.
Контроллер автоматизации смонтирован в щите, а модули управления — на стеллажах и подключены к контроллеру по шине RS-485. Поэтому в будущем систему можно расширять. В планах — добавление автоматического перемешивания растворов, чтобы обеспечивать нужную концентрацию питательных веществ. Для новых функций потребуется установить дополнительные модули и подключить их к контроллеру. Причем пересобирать щит не потребуется — модули можно устанавливать удаленно, прямо на стеллажах.
Конечно, сити-ферма позволяет выращивать не только салаты. В планах — выращивание рукколы и базилика, клубники и помидоров черри.
Дополнительные фото
Заключение
Сити-фермы на стеллажных системах продолжают набирать популярность, поскольку позволяют получать свежую экологически чистую зелень «на месте». Им не страшна засуха или зима, урожай всегда гарантирован. Создать подобную сити-ферму увлеченному человеку вполне по силам. Бюджет тоже не гигантский, как мы показали на примере контейнера. Окупаемость проекта — полтора-два года, но нужен стабильный спрос.
Автоматизация позволяет исключить человеческий фактор и сделать так, чтобы «все работало само». Первую стеллажную систему в контейнере собирали буквально на коленке, из зоопарка компонентов и ламп. При организации сити-фермы в подвале перешли на проверенные решения, которые ранее успешно отработали на тестовой площадке: контроллер, модули диммирования и реле Wiren Board. Подключение везде проводное. Кому-то контроллер покажется избыточным, но его доля в бюджете проекта невелика. Выбор универсального контроллера позволяет гибко расширять возможности системы по мере необходимости.
Как вам предложенное решение? Можно ли сделать лучше? Может быть, вы хотите рассказать про свою сити-ферму? Ждем ваших комментариев.
Комментарии (54)
MAXH0
12.10.2023 07:41+13У меня знакомый в "лихие 90-е" сделал первый капитал на клубнике выращенной на чердаке 9-этажки. Без аренды и с ворованным электричеством. Просто самозахватом. Один сезон... Для студента он заработал просто неприличные деньги, которые затем еще и удачно вложил.
Мои же масштабы поменьше - грин-бокс на выращивание рассады. Один стелаж под ардуинкой. Беру, правда лампы не белого света, а чередую теплый/холодный. И для теплого света по 1 часу утром и вечером время больше. Т.е не плавное диммирование, а просто ступенькой на лампы с красноватым оттенком.
Что же касаемо тепличного бизнеса и схожего с ним бизнеса, то это не про семена и про инфраструктуру, а про СБЫТ. От этого зависит и окупаемость. Сужу по опыту знакомого, который серьезно занимается теплицами.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+2Тёплый/холодный свет помогает стимулировать определённые процессы в растениях. Безусловно им можно манипулировать и получать результат. Если мы говорим о невысоких и несложных в выращивании растениях, то такие функции как рассвет и закат не играют сильно важной роли. Но если мы говорим о серьёзных растениях с периодом выращивания от 3х недель, то функции рассвета и заката повлияют очень благотворно и повысят качество продукта существенно (как и качество освещения, безусловно) тк процесс фотосинтеза не заканчивается мгновенно и в резких переходных состояниях растение испытывает большой стресс. Плюс вопрос в пусковых токах при включении светодиодных светильников. Они очень существенные и режимы рассвета, заката позволяют избавиться от этой проблемы и сберечь остальное оборудование
shornikov
12.10.2023 07:41+7Кажется мне, что вся эта тема приносит деньги только производителям "теплиц", но никак не "фермерам".
На пикабу была серия постов про "я выращиваю клубнику и жирую", которая плавно перешла в "вот такие лампы я сделал и теперь продаю".
wofs
12.10.2023 07:41+5У меня нет релевантного опыта в этой сфере, но круглогодичная доступность салата и зелени в сетевых магазинах подсказывает мне, что теплицы подобного типа работают и окупаются.
shornikov
12.10.2023 07:41+7Недалеко от Екатеринбурга ночами светится небо. Это его теплицы освещают.
Я тоже не профессионал в этой области - но уверен, что там совершенно другой подход изначально: никакой масштабируемости, изначально построено на несколько гектар. И вот они-то и производят зеленуху для магазинов по приемлемой цене. Причем зелень, скорее всего, занимает остатки площадкй, не занятые чем-то более "ценным", типа кабачков.
Но при ресторане, наверное, имеет место быть - тут высокая себестоимость зелени будет незаметна на фоне общего счета.
MAXH0
12.10.2023 07:41+4Живя в сельскохозяйственном регионе я мог наблюдать несколько подобных волн.
Сначала интенсивные огурцы, потом клубника, потом помидоры. Теперь наблюдаю интенсивные яблоневые сады (тут вложений больше и окупаемость проекта растянута)...К чему это я? К тому, что "жировать" на лаврах не получится. Если у тебя нет клиентов, то у тебя нет бизнеса. Первые, предугадавшие спрос, снимают жирные сливки. Остальные питаются обратом. На жизнь хватает, но не разжиреешь.
Это ни какой не заговор производителей теплиц. Это реальный факт. Пока завернешь бизнес в форму пригодную к масштабированию, обычно лавинообразный спрос уже спадает. Т.е. бизнес по производству "бизнесов" выгоднее, чем коробочное решение, но сопряжён с большими рисками. И не только в разрезе теплицы/клубничка.
Javian
12.10.2023 07:41+1"сады" указывают, что где-то появилась индустрия переработки. Сами яблоки мало кому нужны в большом количестве. Они идут на переработку как основа разных соков и джемов.
MAXH0
12.10.2023 07:41Да. Как закрыли "польшу", так и пошло. Индустрия не появилась. Она сменила поставщика. С другой стороны теперь придется импортозамещать "итальянские" гербициды и прочее, что шло "из каропки" с садами...
DaneSoul
12.10.2023 07:41Хорошие сорта яблок сами по себе стоят весьма не дешево и развозятся из регионов произрастания по всей стране и за счет холодильных комплексов продаются в течении всего года. На переработку идет всякая отбраковка или какие-то мало ценные сорта в основном, потому как там цена закупки намного ниже.
Javian
12.10.2023 07:41Я такое только про СССР читал. А о современности встречалось, что либо из Польши везли яблоки в супермаркеты, либо от туда же готовые концентраты яблочного сока с мякотью.
DaneSoul
12.10.2023 07:41Насколько слышал, с СССР не были распространены большие холодильные комплексы, а без этого яблоки через пару месяцев теряют качество.
Javian
12.10.2023 07:41+1В колхозах на юге СССР, выращивавших столовый виноград, точно были холодильники. Насколько я понимаю там хранилась собранная продукция до отгрузки в рефрижераторы.
Другой вопрос что эта продукция шла по небольшому числу направлений — в города миллионники, где тут же по прибытии распродавалась.
nikolz
12.10.2023 07:41+12Можно подробнее про окупаемость.
Вы пиште:
"...вложить от $20k. Несмотря на это, контейнер приносит до $1k в месяц. Процентов 10 от этой суммы уйдет на семена, расходники, микроэлементы, энергоресурсы и аренду, остальное — чистая прибыль.. Таким образом, окупаемость маленькой фермы в контейнере составляет полтора-два года. "
-------------------
В Вашем перечислении нет зарплаты обслуживающего ферму работника и налогов, а также процентов по кредиту и инфляции.
Предположим, что на контроль работоспособности и загрузку, разгрузку и т д этой фермы работник тратит 2 часа в день. Это составляет четверть ставки .
Так как это высококвалифицированная работа, то примем ставку в 100 т р в месяц и четверть ставки составит 25т р или 250$ в месяц + налоги 50$.
В итоге затраты составят не 10% (100$), а 40%(400$).
Тогда прибыль до налогов составит 600$ в месяц.
Налоги на прибыль примерно 20% т е 120$.
В итоге чистая прибыль составит 480$.
Если Вы заняли 20000$, то процент по кредиту составит не менее 1% в месяц. Т.е это составляет 200$.
В итоге, на возврат инвестиций Вы получите 280$ в месяц (примерно в 3 раза меньше, чем Вы посчитали).
Срок окупаемости составит не 1.5-2 года, а 5-6 лет.
Что не так ?
Dave_dave
12.10.2023 07:41+1Это в лучшем случае при условии гарантированного рынка сбыта. Плюс трансакционные издержки от 10 до 15%...
hphphp
12.10.2023 07:41+6Прибыль также зависит от культур, которые выращивают на сити-ферме
Ключевая фраза)
Dr_Faksov
12.10.2023 07:41Я вот смотрю и думаю, а зачем салату белый свет? Лампы для фотосинтеза сильно в красное уходят.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+3Красный свет стимулирует верхнюю часть растений и сильно угнетает корневую систему. Плюсом к этому встаёт вопрос о содержании питательных веществ, пигментации и тд... На самом деле аспектов много и только "красным" или только "сниним" светом не обойтись Белый свет=полный спектр (в нашем случае 380-780 нм). Было проведено более 70 исследований под разным спектром и выведен универсальный (серийный). Безусловно можно под каждый конкретно сорт растения подобрать индивидуально "идеальный" спектр, но это уже частная история.
RTFM13
12.10.2023 07:41+1А есть исследования, что диммирование даёт какие-то плюсы? А то мне кажется что всю эту автоматику можно заменить электромеханическим таймером полувековой давности (а светодиоды натриевой лампой того же возраста, которые до сих пор используют в промышленных теплицах, там кстати свет вообще не выключают). А это чередование теплого с
мягкимхолодным это вообще какой-то "биорезонанс на торсионных полях".Кстати, светодиодный белый от естественного белого (даже если на глаз они не отличимы), даже по видимому по спектру отличается сильнее чем светодиодные синекрасный от белого.
Вообще рентабельность гидропоники очень сильно зависит от масштабов. На малых объемах очень много съедает поддержание состава раствора (проще всего его тупо менять)
0x1A4
12.10.2023 07:41+1А это чередование теплого с мягким холодным это вообще какой-то «биорезонанс на торсионных полях».
Такое действительно применяют, только для плодоносящих. На стадии вегетации дают более холодный свет, а начиная с цветения добавляют теплый или заменяют холодный на теплый. Профессиональные светильники для растений тоже бывают сразу с двумя типами белых светодиодов: теплыми температурой 3К и холодными — 5К.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+2Да, диммирование даёт реальный результат. Процесс фотосинтеза в растениях не наступает и не прекращается "по щелчку пальца". Он постепенно набирает обороты утром и постепенно затухает на закате. Если мы резко включаем/выключаем свет- растения сильно стрессуют и в самих растениях рвутся внутренние связи, что негативно сказывается на качестве. Голанские фермеры рекомендуют делать рассвет и закат плавным на протяжении 30 мин.
Безусловно, на многих производствах сейчас установлены натриевые лампы. Но он активно (в случае нашей страны- дерективно) заменяется на светодиодный. Преимущество натриевых ламп в их относительной дешевизне. Но надо учитывать и должное обслуживание за ними: Протирать отражатель через какое-то количество часов, лампы теряют световой поток через небольшое время, лампы перегарают, повышенное потребление при разогреве и тд... При долгосрочном планировании светодиоды куда более выгодны, чем натриевые лампы. При повышенных первоначальных затратах, в разрезе 5-10 лет они определённо более предпочтительны.
В промышленных теплицах свет включают для досветки осенью и весной, чтобы продлить световой день растениям.
Автоматизация- это способ экономии времени и сил людей на определённые процессы. Можно ли заменить на таймеры? Многое можно, а многое- нет. К примеру не получится на таймере сделать какую-то реакцию устройства относительно каких-то внешних параметров, которые считываются датчиком.
На самом деле свет на ферме не совсем белый. Белым он воспринимается нашим глазом, как совокупность разных длин световой волны. В светильниках используются светодиоды разного спектра, что в сумме даёт то, что мы применяем.
0x1A4
12.10.2023 07:41+2Красный хорошо заходит на плодоносящих культурах (томаты, клубника), а тут в пищу идут листья а не плоды. Вегетация и под белым светом хорошо проходит. Вернее она и под красным будет хорошо проходить, но белые светодиоды дешевле за счет массовости производства, чем безлюминофорные красные 660 нм.
avost
12.10.2023 07:41+4Тут как-то на хабре была статья про спектры для фотосинтеза из которой следовало, что белый энергетически выгоднее цветных. Кажется, все эти красно-розово-фиолетовые фитолампы не более, чем маркетинг. Цветным светят бабушки на помидорную рассаду. Промпроизводство (почти?) повсеместно светит белым.
0x1A4
12.10.2023 07:41+3Кажется, все эти красно-розово-фиолетовые фитолампы не более, чем маркетинг.
Так кажется из-за появления «фитоламп» где светодиоды «полного спектра» с люминофором, дающим розовый свет по цене обычных бытовых ламп. Они сейчас продаются на каждом углу. Это реально мусор, который ничем не лучше белого света, годится разве что для рассады.
Правильный красно-синий свет для растений делается на безлюминофорных светодиодах, это довольно дорого. Эффективность такого света выше, чем у белого, но по соотношению эффективности к стоимости белые выигрывают, потому на промпроизводстве используются белые, или белые с небольшим добавлением красных.
Хорошие красно-синие лампы сейчас, наверное, только в научной деятельности применяются.А касательно этого явления вы правы )
avost
12.10.2023 07:41+2с люминофором, дающим розовый свет по цене обычных бытовых ламп.
Видимо, цены несколько упали. Не так давно они стояли невменяемо. Сейчас, кажется, поменьше, но всё равно сильно дороже обычных белых ламп той же мощности.
Правильный красно-синий свет для растений делается
А чем он правильный? В упомянутой статье как раз утверждалось обратное. Что полноспектровый энергетически выгоднее. И даже зелёная часть спектра идёт в дело.
на безлюминофорных светодиодах, это довольно дорого.
Почему? Красные - вообще самые исторически первые, технологически наиболее эффективные и дешёвые. А синие - это те же белые, только без люминофора :). Относительная дороговизна красных, скорее всего, объясняется небольшой востребованностью. Если бы они были действительно нужны сх производству были бы такими же дешёвыми, как белые.
Эффективность такого света выше, чем у белого
Есть ли исследования, доказывающие данное утверждение?
Собственно, вот статья - https://habr.com/ru/articles/406663/
Там, втч есть ссылка на исследование показывающая критический недостаток красно-синего варианта.розовый свет по цене обычных бытовых ламп. Они сейчас продаются на каждом углу. Это реально мусор, который ничем не лучше белого света
Это как раз хорошо согласуется с тем, что сине-красный хуже полноспектрового.
0x1A4
12.10.2023 07:41+3всё равно сильно дороже обычных белых ламп той же мощности.
50 ватт за 300 руб на Али вместе с доставкой.А чем он правильный?
В смысле правильно спроектированный. Длины волн, попадающие в пики поглощения хлорофилла А, соотношение синего к красному от 1/3 до 1/4.Если бы они были действительно нужны сх производству были бы такими же дешёвыми, как белые.
Даже если перевести все сх на такие диоды, это не перекроет спрос на белые. Потому индустрия подстроилась под производство, а не наоборот.
Основной недостаток красно-синего света, под ним сложно контролировать состояние растения. Чтобы оценить состояние, фермеру нужно выключить красно-синий и включить белый, иначе ничего не видно. А с эффективностью там все замечательно, и лучшее доказательство тому профессиональные светильники, на которые в дополнение к белым диодам продолжают ставить монохромные красные. Вряд ли это от того, что производители не видели статью на Хабре, которая открыла бы им глаза на заблуждение. Тут еще надо уточнить про области применения. Досвечивать салат и петрушку красным особого смысла нет, это нужно в основном для светолюбивых плодоносящих культур.И даже зелёная часть спектра идёт в дело.
Точнее сине-зеленая.Примерно в области 490 нм пики поглощения хлорофилла В и каротиноидов
Как раз в том месте, где у белого светодиода провал.
Растение действительно может поглощать фотоны всего видимого спектра, вопрос с какой эффективностью. Когда на растение попадает зеленый свет 550 нм, его улавливают каротиноиды и передают эту энергию хлорофиллу B. Тот передает энергию хлорофиллу А, который передает энергию хлорофиллу реакционного центра, где и запускается фотосинтез. На каждом этапе часть энергии теряется на преобразованиях. Коротковолновые фотоны не участвуют в фотосинтезе напрямую, в растении в любом случае сначала происходит преобразование до уровня энергии 700 нм. Потому хлорофилл А считается основным, а все остальные антенные комплексы вспомогательными. Когда мы светим на растение красным 660 нм, его сразу улавливает хлорофилл А и с КПД в районе 90% передает реакционному центру. От каротиноидов до реакционного центра доходит примерно 40% энергии, остальное теряется.
Вспомогательные антенные комплексы нужны растению чтобы собирать максимум энергии в условиях слабой освещенности. А под лампой пасмурных дней не бывает, можно сразу давать нужное количество фотонов оптимальной энергии.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+4Давайте, для начала, уточним, что такое белый свет.
Если мы возьмём солнечный свет и разложим его на составляющие, то получим радугу. То есть солнечный свет- это совокупность потока энергии разных длин волн.
Если также разложить белый свет хорошей! Светодиодной лампы, то мы увидим явно выделенную область в синем и красном диапазоне + какое-то количество зелёного. В совокупности- это белый (так мы его воспринимаем). По этому относиться к нему как к отдельному цвету- не правильно. Нет такого света. Это совокупность разных спектров.
Красно-розово-фиалетовые лампы- это и маркетинг и нет одновременно. Решается задача, как сделать очень дешёвый свет с какой-то эффективностью. Таким светом стимулируется рост корневой системы (синий свет) и верхней части (красный свет). В совокупности они дают розовое или фиалетовое свечение в зависимости от количества того или иного в спектре. Но это сильно угнетает потенциал роста растений. Бабушке на даче особо пофиг на этот потенциал. Но в серьёзной ферме 1 растение помидора растёт год точно и его потенциал роста, как и потенциал плодоношения очень важен. По этому в промышленном выращивании, в основном, используется именно полноспектральные светильники (белые) большой мощности.
Знаю, что есть фермы, где на салатах использую сине-красные светильники. Но это на последних стадиях для того, чтобы специально стрессануть растение и заставить его окраситься в нужный цвет
bbs12
12.10.2023 07:41+1Столько разговоров про лампы, но никто не сказал главного - какая оптимальная освещенность должна быть на поверхности листа? Предположим, светит стандартный белый светодиод. Солнце даёт 100 тысяч люкс. Значит ли это, что если облучать растение на 50 тыс. люкс, то оно будет расти в 2 раза медленнее, а если 10 тыс. люкс - то в 10 раз медленнее? Какая зависимость между яркостью и скоростью роста, линейная?
Просто как бы получается, что 50 тыс. люкс, т.е. половина солнечной яркости - это примерно 500 ватт светодиодов на 1 квадратный метр. Как-то неслабо получается.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+5Всё зависит от культуры, которую выращиваете.
Необходимая облучённость (все значения ниже приведены в мкмоль/м2*с):
Микроклональное размножение: 50-100
Микрозелень, рассада: 100-200
Салаты: 150-250
Ягодные культуры: 200-400
Овощные культуры: 400-600+...
Важно не переборщить, зависимость не линейна, но количество энергии будет сильно влиять на урожайность огурцов, помидоров и тд.
На салаты можно давать сильно больше, но с условием дополнительной прокачки СО2 и изменением темпиратурного режима, а в этом случае "уплывает" экономика
bbs12
12.10.2023 07:41+1Если правильно посчитал, то выходит примерно 1-20 ватт светодиодов на кв/м, вполне гуманно по электричеству.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+5Зависит от эффективности светодиодов. Мы используем только светодиоды с высокой эффективностью. если переводить относительно наших светильников:
Необходимая мощность (все значения ниже приведены в ватт/м2 с приблизительной разбежкой 15%):
Микроклональное размножение: 20-40
Микрозелень, рассада: 40-80
Салаты: 65-100
Ягодные культуры: 80-160
Овощные культуры: 160-260+...
mousesanya
12.10.2023 07:41Можно пожалуйста поинтересоваться, почему был выбран подход использовать блоки питания с постоянной мощностью, а не постоянным током (A)? Ведь, на сколько я знаю, недостаток в постоянной мощности в том, что когда перегорит светодиод, мощность перераспределится на все остальные (в зависимости от схемы подключения конечно), что нехорошо.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+1Мы используем блоки питания со стабилизаторами тока. В частности это Mean Well (как пример: https://meanwell.by/istochniki-toka/istochnik-toka-xlg-75-l-ab.html). Цепочки светодиодов выстроены последовательно. Да, при выходе из строя 1 одного светодиода, перестаёт работать вся цепочка светодиодов. Но тут мы исходили из вопросов надёжности. На данный момент самое слабое место светильника- это бп. По нашей статистике, из партии в 1000 светильников, за гарантийный срок, выходят из строя не больше 3%. Валовое большинство- это выходы из строя бп. Качественные светодиоды- крайне надёжная штука)
mousesanya
12.10.2023 07:41Да я заметил на фотографиях в статье XLG, но он же стабилизирует по мощности? В описании сказано Constant Power Mode, а сила тока гуляет (по ссылке от 0.35 до 1.05). Может быть я, что-то упускаю из виду? У Mean Well есть же серия ELG как раз по стабилизации тока.
0x1A4
12.10.2023 07:41Валовое большинство- это выходы из строя бп.
Интересно. Вроде драйвера meanwell считаются надежными, а ведь они дороже самого светильника.
Мне нравится другой подход — ставить импульсный БП, а стабилизацию по току к нему уже свою прикручивать.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+1Они есть разные. Мы используем стабилизатор тока.
mousesanya
12.10.2023 07:41На фотографиях XLG, в мануале XLG: "constant power mode" и "different rated current ranging between 700mA and 5000mA". То есть стабилизация по мощности, а не по току.
Ledfarm
12.10.2023 07:41+1
mousesanya
12.10.2023 07:41Вы взяли описание со спецификации блоков питания или это обычное описание с сайта? В спецификации ясно написано "constant power mode" (https://static.chipdip.ru/lib/410/DOC016410385.pdf) Когда как в серии ELG "constant current mode" (https://static.chipdip.ru/lib/410/DOC016410351.pdf)
Ledfarm
12.10.2023 07:41+1
mousesanya
12.10.2023 07:41Вы самое важное обрезали это Description и Features. Можно цитату про постоянный ток? Хочу заметить Rated Current это номинальный ток (наибольший допустимый). Про постоянный ток (мощность) написано в Description и Features. Ищите по слову - constant.
0x1A4
Ledfarm
Аэрация действительно благоприятно влияет на рост растений. Но она не перемешивает раствор на большом объёме и при содержании "тяжёлых" составляющих в нём. Аэрация достигается при перемешивании раствора через насос и при циркуляции по самой системе с лотками. Когда полив составляет 10-15мин, то раствор несколько раз меняется, насыщаясь кислородом. В этом случае не надо ставить доп.оборудование.
0x1A4
Ledfarm
При использовании дополнительного оборудования для аэрации в микрозелени, мы не заметили улучшения результата. На тепличных комбинатах такого оборудования тоже не ставят. На сити-фермах тоже не замечено. На данный момент я считаю это довольно избыточным оборудованием. Насосы в цикле отлично справляются со своей задачей и без этого оборудования
0x1A4
Зависит от типа гидропоники. Больше всего эффекта аэрация раствора дает на DWC и капельном и проточном реверсе. А если там "питательный слой", то площади соприкосновения раствора с воздухом в системе может хватать и для полноценной естественной аэрации, а может и не хватать, это уже надо на конкретную реализацию смотреть.