راه اندازی سیستم نور مکمل گلخانه

در فصول مختلف، میزان و زاویه تابش نور خورشید و همچنین زمان‌بندی آن تغییر پیدا می‌کند. در تابستان و بهار طول روز بیشتر از طول روزهای پاییز و زمستان است و گیاهان مدت زمان بیشتری را در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند. این تفاوت مدت روز را می‌توان بدین صورت تشریح کرد که در تابستان طلوع خورشید حدود ساعت 4:30  و غروب آن حدود ساعت 19:00 می‌باشد؛ یعنی معادل 14 ساعت در یک روز کامل است و در این 14 ساعت کلروفیل سازی و فتوسنتز در اکثر گیاهان به حداکثر خود می‌رسد.
این در حالی است که در زمستان طلوع و غروب خورشید به ترتیب حدود ساعت‌های 7:00 و 17:00 می‌باشد. همچنین در این فصل‌ها ممکن است بسته به محیط جغرافیایی هوای ابری و بارانی زیادی نیز وجود داشته باشد که این مورد نیز باعث کاهش تابش نور به گیاهان می‌شود.
 این آمار نشان‌دهنده آن است که به طور میانگین حدود 4 ساعت بین طول روزهای زمستان و تابستان اختلاف وجود دارد. البته همان‌طور که گفته شد در محاسبه این اعداد و آمار، روزهای ابری و بارانی در نظر گرفته نشده است. همچنین باید دقت نمود زاویه تابش نور خورشید نیز در این فصول با هم متفاوت است. در فصل‌های بهار و تابستان تابش خورشید عمودتر است و نور خورشید شدت و تأثیرگذاری بیشتری بر روی فتوسنتز و رشد و نمو گیاهان به همراه دارد.
 به تناسب این موضوع شرایط نوری طبیعی در فصول مختلف متفاوت است و در روند فتوسنتز و کلروفیل سازی و در نهایت رشد گیاهان تأثیر می‌گذارد. این موضع نه تنها در رشد گیاهان خانگی و زینتی تأثیر می‌گذارد؛ بلکه اثر آن در محصولات گیاهی گلخانه‌ای صنعتی که پرورش این محصولات هدف اقتصادی دارد بیشتر به چشم می‌خورد. 
این پدیده در زمینه محصولات گلخانه‌ای مانند میوه‌جات، صیفی‌جات و حتی گل‌وگیاه زینتی (که برای فروش پرورش داده می‌شوند) بسیار حائز اهمیت است. زیرا راندمان گلخانه به طور چشمگیری حدود 30 تا 50 درصد کاهش پیدا می‌کند و بخشی از محصول مورد نظر را از دست می‌دهیم. این کاهش بهره‌وری در فصول روزکوتاه نه تنها از نظر کمی بر روی گلخانه تأثیر خواهد گذاشت؛ بلکه از نظر کیفی نیز شاهد افت کیفیت خواهیم بود. 
نور مکمل راهکاری نوین برای برطرف‌کردن این معضل گلخانه‌داران می‌باشد. با استفاده از نور مکمل گلخانه نه تنها می‌توان تفاوت تابش نور را در مقایسه با فصل‌های تابستان و بهار جبران کرد؛ بلکه می‌توان برای جبران روزهایی که هوا ابری بوده و هیچ نوری به گلخانه و گیاه نمی‌رسد نیز از آن استفاده کرد. در این روش در روزهایی که نور کمتر از حد مطلوب به گیاهان گلخانه تابیده می‌شود؛ لامپ‌های تخصصی نور مکمل گلخانه در ساعت‌هایی مشخص روشن می‌شوند تا با افزایش پاره نوری و ppfd راندمان رشد گیاه را به حداکثر میزان خود برساند. 
آمار و ارقام نشان می‌دهد استفاده از نور مکمل در گلخانه برای گلخانه‌داران، بسته به نوع محصول، به طور میانگین سود 100 تا 300 درصدی به همراه دارد. این سرمایه‌گذاری در کشورهای اروپایی، با وجود بالابودن هزینه انرژی و برق، به‌صرفه شناخته شده است و در کشوری مانند ایران که هزینه برق بسیار پایین‌تر محاسبه می‌شود بازگشت سرمایه بسیار عالی را به همراه دارد.
سرمایه‌گذاری در حوزه نور مکمل گلخانه برای آن دسته از گلخانه‌داران که محصولاتشان در زمستان و پاییز پر متقاضی هستند بسیار بیشتر سودمند خواهد بود. به عنوان مثال گلخانه‌دارانی که در حوزه گل‌های شاخه بریده مانند گل رز فعالیت دارند در زمستان به دلیل کاهش طول روز و تابش خورشید بهره‌وری کمتری دارند و این مورد منجر به کاهش عرضه گل رز در بازار می‌شود. در کنار این در نیمه دوم سال به دلیل مناسبت‌های مختلف مانند ولنتاین یا روز زن و ... تقاضا برای گل رز افزایش می‌یابد. این کاهش تولید و افزایش تقاضا منجر به بالا رفتن قیمت گل در بازار می‌شود. در این شرایط گلخانه‌داری که بتواند بر روی نور مکمل گلخانه‌اش سرمایه‌گذاری کند می‌تواند با همان قیمت بالا عرضه بیشتری در مناسبت‌ها داشته باشد و سودی 200 تا 400 درصدی را تجربه کند. به همین دلیل نور مکمل گلخانه برای گلخانه‌دار هزینه شناخته نمی‌شود و از آن به عنوان یک سرمایه‌گذاری نام برده می‌شود که می‌تواند سالیان سود فراوانی به همراه داشته باشد.

در خصوص استفاده از نور مکمل در اجرا و ساخت گلخانه باید این نکته در نظر گرفته شود که در صورتی که در نیمه اول سال گلخانه و گیاهان به اندازه کافی نور دریافت کنند نیازی به استفاده از نور مکمل نمی‌باشد و باید این سیستم خاموش شود. 
در این مورد خود گلخانه‌داران بهتر متوجه این موضوع هستند که برای برخی گونه‌های گیاهی حتی میزان نور دریافت شده نیز از سمت خورشید می‌تواند بیش از حد گیاه باشد و علاوه بر اینکه به گیاه آسیب بزند، دمای داخل گلخانه را نیز افزایش دهد که در این صورت باید هزینه بابت خنک کردن گلخانه صرف شود. در این مواقع گلخانه‌داران با استفاده از پارچه‌های کاهنده نور خورشید یا رنگ‌پاشی از جذب نور بیش از حد جلوگیری می‌کنند.

از آنجا که وجود نور برای رشد و نمو همه گیاهان ضروری است و همچنین همه گلخانه‌ها برای تأمین شرایط رشد و نمو گیاهانشان ملزم به تأمین نور مناسب آن‌ها هستند، پس نور مکمل برای همه انواع گیاهان و انواع گلخانه‌ها قابل استفاده می‌باشد. تنها شرط این امر این است که گونه گیاهی مورد پرورش در فصل‌های مشخصی دچار کمبود نور و کاهش رشد (چه از نظر کیفی و چه از نظر کمی) باشد و استفاده از نور مکمل گلخانه بتواند باعث بهبود بهره‌وری و کیفیت و کمیت شود.

بین نور مکمل گلخانه و نور مصنوعی گلخانه تفاوت وجود دارد و برای اینکه بتوانید بهترین نور برای گلخانه را انتخاب کنید لازم است تفاوت این دو را بدانید. زمانی که برای تأمین نور یک گلخانه به هیچ وجه از نور خورشید استفاده نشود و تنها از لامپ‌های مخصوص گلخانه استفاده شود که به نوعی یک منبع مصنوعی است؛ در واقع از روش نور مصنوعی برای گلخانه استفاده کرده‌ایم. اما اگر در تأمین نور گلخانه از خورشید و لامپ مخصوص رشد گیاه به صورت مکمل - نه هم‌زمان – استفاده شود از سیستم نور مکمل گلخانه استفاده کرده‌ایم. همچنین در نظر داشته باشید روش محاسبه نور مکمل با نور مصنوعی متفاوت است و از محاسبات و طراحی‌های متفاوتی استفاده می‌شود.

 البته به دلیل آن که در این سیستم از نور مصنوعی جهت رفع کمبود نور و افزایش شدت آن استفاده می‌شود به آن نور مصنوعی مکمل نیز گفته می‌شود؛ اما باز هم بین نور مصنوعی و نور مصنوعی مکمل تفاوت وجود دارد.

جهت استفاده از نور مکمل در گلخانه لازم است محاسبات دقیقی صورت بگیرد تا بر اساس آن میزان نور مورد نیاز مشخص شود و طراحی‌ها و برنامه‌ریزی لازم برای پیاده‌سازی نور مکمل گلخانه صورت بگیرد. جهت پیاده‌سازی این سیستم لازم است ابتدا در دو زمینه محاسبات و تحقیقات متمرکزی صورت بگیرد:
1-    شناسایی نوع و گونه گیاه مورد پرورش و نور مورد نیاز آن: 
یکی از اولین اقدامات پیش از اجرای نور مکمل گلخانه، بررسی نوع گیاهان گلخانه‌ای و تعیین نور مور نیاز آن‌هاست. در این مرحله ما متوجه خواهیم شد چه میزان نوری و با چه طیف‌هایی نیاز است تا به بالاترین میزان فتوسنتز و کلروفیل سازی دست پیدا کنیم. این موضع از آنجا اهمیت دارد که برخی گیاهان ممکن است با 200 میکرو مول پاره نوری یا ppfd به ماکزیمم حالت خود از نظر رشد و نمو دست پیدا کنند؛ اما همین میزان پاره نوری برای برخی از گیاهان حتی مناسب نباشد. در نتیجه لازم است به این اعداد دست پیدا کنیم تا بتوانیم سیستم روشنایی نور مکمل گلخانه خود را راه‌اندازی کنیم.
البته دقت نمایید جذب نور توسط گیاه اندازه و ماکزیمم ظرفیتی دارد و این گونه نیست با تابش هر چه بیشتر نور بهره‌وری تصاعدی افزایش پیدا کند. با افرایش تابش توسط نور مکمل جز اینکه انرژی و درنتیجه هزینه بیشتری را هدر می‌دهید چیزی نصیبمان نمی‌شود.

2-    اندازه‌گیری DLI:
یکی از پارامترهایی که باید در زمینه تأمین بهترین نور برای گلخانه در حالت نور مکمل معیار قرار گیرد DLI می‌باشد. DLI مخفف عبارت DAY LIGHT Integral (انتگرال نور روز) می‌باشد. DLI در واقع معیاری است برای بیان شرایط جغرافیایی و نوری گلخانه شما که به چه میزان نور را به گیاه می‌رساند. برای محاسبه DLI لازم است در یک سال تمام طلوع و غروب خورشید در منطقه جغرافیایی که گلخانه در آن قرار دارد بررسی گردد. همچنین بایستی میزان پاره نوری و ppfd نور خورشید را در داخل و خارج گلخانه محاسبه نماییم. در کنار این موارد جنس گلخانه، زاویه تابش خورشید، نحوه قرارگیری سازه گلخانه (بسترها به صورتی باشند؛ جنوبی، شمالی) و... از جمله مواردی هستند که باید بررسی شوند تا با انجام محاسبات خاص DLI به دست آید. در نهایت تیم مجری نور مکمل بر اساس کمبود DLI گلخانه، نوع نور مکمل و شدت و زمان آن را محاسبه می‌کند.
ایران گرولایت این توانایی و تخصص را دارد تا برای همه گیاهان و انواع گلخانه‌ها در هر محیط جغرافیایی که باشند این محاسبات را انجام دهند.

بهتر است بدانید نور مکمل روش و سیستم جدیدی برای بهبود شرایط نوری گلخانه‌ها نیست و در گذشته نیز افراد از انین متد استفاده می‌کرده‌اند. اما به مرور زمان پیاده‌سازی و اجرای نور مکمل نیز دچار تحول و پیشرفت شده است. مهم‌ترین تکاملی که در این خصوص صورت گرفته است در زمینه به‌کارگیری لامپ‌های گلخانه‌ای می‌باشد که در طی زمان از نورهای متفاوتی استفاده میشده است. 

لامپ بخار سدیم 

لامپ‌های بخار سدیم در گذشته به عنوان نور مکمل گلخانه بسیار رایج بوده‌اند و هنوز نیز بخاطر برخی مزایا مورد استفاده قرار می‌گیرند. لامپ بخار سدیم گلخانه که با نام پرفشار سدیم نیز معروف هستند در توان‌های 400، 600 و 1000 وات در بازار پیدا می‌شوند. این لامپ‌ها مزایا و معایبی دارند؛ اما دیگر به صورت حرفه‌ای استفاده نمی‌شوند. یکی از مزایای لامپ بخار سدیم این می‌باشد که گرمای زیادی را تولید می‌کند و چون نور مکمل بیشتر در فصل‌های سرد سال استفاده می‌شود، به گرم کردن گلخانه کمک می‌کند. در سمت مقابل این لامپ‌ها معایبی قابل توجهی نیز دارند. اولین و مهم‌ترین عیب این نور مصنوعی این است که راندمان پایینی دارند و نمی‌تواند همه طیف‌های نوری مورد نیاز گیاه را پوشش دهد. در عین حال طیف‌ها و گراف‌هایی که این لامپ از خود ساطع می‌کند نامنظم می‌باشد و این خصوصیات کارآمدی را کاهش می‌دهد. از عیب‌های دیگری که می‌توان به این لامپ‌ها نسبت داد مصرف برق بالا، طول عمر پایین، هزینه پیاده‌سازی زیاد و اتلاف انرژی است.
 به عنوان مثال یک لامپ بخار سدیم 600 واتی را در نظر بگیرید. این لامپ از 600 وات برق مصرفی فقط 200 وات اثر فوتونی و فتوسنتزی روی سطح گیاه ایجاد می‌کند و 400 وات دیگر آن منجر به تولید گرما و اتلاف انرژی می‌شود. همچنین از نظر پیاده‌سازی و اجرا نیاز به صرف هزینه بیشتری در زمینه برق‌کشی، استفاده از استارت و ترانس و ... دارند. از نظر عمر نیز لامپ بخار سدیم حداکثر 20 هزار ساعت عمر می‌کنند که نسبت به led بسیار پایین است.

LED و SMD و COB 

LED و SMD و COB تکنولوژی‌های جدیدتری هستند که نسبت به لامپ بخار سدیم برتری‌هایی دارند. دلیل آوردن این سه با هم این است که به نوعی هم خانواده هستند و هر کدام برای شرایط خاصی بهینه‌تر عمل می‌کنند. مزیتی که این LED و SMD و COB دارند این است که توانایی بهتری در پوشش طیف‌های نوری گسترده دارند و دارای طول عمر بالاتری (حداقل 50 هزار ساعت) هستند. البته این سه تکنولوژی گرما نیز تولید می‌کنند؛ اما نسبت به بخار سدیم کمی کمتر می‌باشد.

شرکت ایران گرولایت محصولاتی را به عنوان نور مکمل گلخانه جهت اجرا پیشنهاد می‌کند، بسته به نوع گلخانه، نوع گیاه، ساختار گلخانه و نحوه اجرا متفاوت است. اما عمدتاً ایران گرولایت محصولی به نام SMD SUPER IGL که دارای جدیدترین فناوری می‌باشد به گلخانه‌داران پیشنهاد می‌دهد که با بهره‌گیری از چیپ‌های سی سی بالاترین میزان پاره نوری و ppfd را ایجاد می‌کند.