Освещение ферм — возможности гибридных осветительных комплексов

Текст: Ю. Н. Селянин, генеральный директор, ООО «Солар»

Мировой и отечественный опыт производства сельхозпродукции показывает, что в условиях рыночной экономики рентабельность и конкурентоспособность как крупных, так и мелких предприятий могут быть обеспечены лишь за счет комплексного применения инновационных технологических и конструктивных решений. Среди них — новые осветительные технологии.

Развитие животноводства — ключевое звено сохранения продовольственной безопасности страны, а его модернизация и современное оснащение выступают важной составляющей общего успеха. В этом направлении уже было осуществлено много мероприятий. Например, в индустрию мясомолочного производства активно внедряются аппаратно-программные средства, которые следят за состоянием животных, поддерживают оптимальные параметры воздуха и чистоту в помещениях их содержания, подают требуемое количество кормов и выполняют необходимые операции.

ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА

Предлагаемые сегодня на рынке новшества позволяют создавать комфортные условия труда для персонала и содержания поголовья, а также повышать рентабельность предприятий. Данные изменения пришли на животноводческие фермы практически одновременно с переходом на стойловое размещение скота. Такая форма была продиктована современными тенденциями индустриализации отрасли мясомолочной продукции и требованиями к высокопроизводительным профильным хозяйствам. Однако, как и в любом процессе, в этом направлении встречаются недостатки. Так, особи, постоянно находящиеся в помещениях, лишены возможности получать достаточное количество солнечного света, которым они были обеспечены, пребывая на пастбищах в естественных условиях обитания. Особенно остро дефицит дневного света ощущается в зимнее время, поэтому правильное освещение животноводческих комплексов становится одной из первоочередных задач.

Как известно, лучистая энергия Солнца — источник жизни на планете для всего живого и важнейший фактор окружающей среды. Спектральный состав солнечной радиации у поверхности Земли при высоте стояния звезды в 40º, согласно Н. П. Калитину, включает инфракрасные лучи, на которые приходится 59% от всей энергии, световые, или видимые, — 40%, ультрафиолетовые — 1%. Самые важные процессы, протекающие во всех живых организмах, например фотосинтез, фотопериодизм — синхронизация жизнедеятельности растений и животных с сезонами года, образование витамина D, а также движение, зрение и многое другое, осуществляются именно под влиянием солнечного света. Под его воздействием у сельскохозяйственного поголовья возрастает активность ферментов, улучшается работа органов пищеварения, усиливается отложение в тканях протеинов, жиров и минеральных веществ. Именно по этим причинам солнечный свет играет большую роль в укреплении здоровья молодняка. Исследования показали, что недостаток такой энергии вызывает у растущих животных развитие ряда дегенеративных признаков. Помимо этого, правильное освещение оказывает значительное влияние на интенсивность обменных процессов, резистентность и продуктивность свиноматок, а также на жизнеспособность и скорость развития молодых особей. Продолжительность светового дня для свиней на откорме составляет 8–10 часов, а для других групп — 14–18 часов. Известно, что молочным коровам необходим уровень естественного света (КЕО), равный 0,4 единицы, в течение 16–18 часов в сутки с ночным периодом в 6–8 часов. Кроме того, было установлено, что при должной инсоляции помещения молочная продуктивность скота может увеличиться на 6–10%.

НОВАЯ ФИЛОСОФИЯ

Анализ существующих решений в освещении животноводческих предприятий демонстрирует их низкую эффективность. Основными источниками света для таких помещений по-прежнему остаются традиционные лампы накаливания, люминесцентные и металлогалогеновые светильники, в лучшем случае — светодиодные. Учитывая то, что оконные проемы, через которые поступает естественный свет в комплексах для содержания поголовья, как правило, являются небольшими или вообще отсутствуют, а в зимнее время световой день весьма краток, животные при таких условиях размещения получают недостаточное количество необходимого для жизнедеятельности солнечного света. Не стоит также забывать и о производительности труда работников ферм. Другой негативный аспект использования привычных систем освещения заключается в ежегодном подорожании электроэнергии на 15–25%. Таким образом, одной из главных задач при строительстве животноводческих комплексов является грамотное проектирование с учетом применения рациональных источников света. При этом вектор общемировых тенденций в данной области ориентирован на комфортную световую среду и дальнейшее расширение потребления данной энергии. Новая философия жизни человека, заботящегося об окружающем мире, способствует зарождению зеленой экономики, основанной на возобновляемых энергетических ресурсах.

Нередко при строительстве животноводческих комплексов используется освещение зенитными фонарями, которые вписываются в идеологию зеленого строительства, поскольку естественное освещение благотворно влияет на жизнедеятельность животных, а общее увеличение освещенности позволяет экономить энергию на искусственных источниках. Тем не менее предпочтительным естественным освещением для поголовья зенитные фонари считать нельзя. Среди основных недостатков применения такого решения стоит отметить существенные теплопотери зимой и теплопритоки летом. Высокая степень нестабильности освещения в течение дня, а также прямой слепящий солнечный свет неблаготворно сказываются на здоровье животных. Кроме того, искусственный свет, как правило, подключается только в утренние часы, и всегда сохраняется значительная вероятность покрытия поверхности фонарей мхом, пылью либо другим мусором.

ГИБРИДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Технологии передачи естественного света в животноводческие комплексы, где отсутствуют окна, уже известны и начали широко применяться в мировой практике. Одним из подобных решений является методика переноса по специальным световодам, позволяющим за счет высоких свето- и теплотехнических характеристик эффективно принимать солнечный свет от восхода до заката и передавать его в помещения, увеличивая продолжительность светового дня. Однако в этом случае по-прежнему наблюдается нестабильность поступления энергии, обусловленная суточными и годовыми циклами, а также состоянием атмосферы, что особенно характерно для зимнего периода. Решить проблему, связанную со снабжением животноводческих предприятий гигиеничным светом, позволяет инновационная российская разработка — гибридные осветительные комплексы (ГОК), конструкция которых стала результатом дальнейшего развития световодной и светодиодной технологий. В темное время суток или при неблагоприятных погодных условиях требуемый уровень освещенности формируется встроенным светодиодным блоком искусственного света (СБИС), режим работы которого регулирует система автоматического управления. Запатентованная конструкция ГОК позволяет эффективно собирать солнечный свет, передавать его по полым трубчатым световодам внутрь здания, смешивать с искусственным светом (СБИС) и через рассеивающий диффузор наполнять совмещенным потоком пространство, где содержится поголовье. Кроме того, наличие СБИС дает возможность не только обеспечивать требуемый уровень освещенности, но и управлять его величиной в помещениях в зависимости от поставленных задач.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА

В результате сегодня в животноводческих помещениях уже отсутствует необходимость предусматривать традиционные светопрозрачные конструкции, то есть окна или зенитные фонари, предоставляющие визуальный контакт с внешним миром, однако слабо решающие задачу естественного освещения пространств и оказывающие отрицательное влияние на температурные балансы внутренней среды. Гибридные осветительные комплексы позволяют обеспечить помещение необходимым, комфортным и управляемым светом и в дополнение обладают еще одним важным свойством — низкой теплопроводностью. В результате, правильно подобрав режимы освещения и температуру, наиболее соответствующие биоритмам, можно заметно улучшить жизнедеятельность и продуктивность особей. В то же время максимальное продление светового периода также поможет увеличить удои и добиться прироста живого веса крупного рогатого скота. Например, за счет использования ГОК существует реальная возможность повысить молочную продуктивность коров на 5%, а их привесы — на 10%. Более того, в зимние месяцы удои могут возрасти на 10% и выше при одновременном снижении затрат кормов.

Таким образом, появление ГОК и их применение в сельском хозяйстве представляют собой очередной важный шаг на пути разработки и реализации интеллектуальной системы управления животноводческими комплексами будущего. При этом грамотное формирование световой среды высочайшего качества при строительстве или реконструкции зданий для содержания поголовья позволит получить позитивные экономические и социальные результаты.