Соотношения различных единиц измерения естественного и искусственного освещения.

Перевод освещенность Ватт/м² в суммарная освещенность в Джоулях/см² за период времени.

Измерение освещенности в Ваттах и Джоулях часто вызывает вопросы. Попробуем разобраться… Итак, зачем нам нужны Джоули, а зачем Ватты? Когда Вы спрашиваете кого-либо про дождь за окном и получаете ответ типа «моросит» или «идет дождь» или «льет как из ведра» Вы получаете ответ об интенсивности осадков. Для освещенности такой характеристикой является Ватт/метр квадратный (Вт/м² или W/m²). Эта цифра в Ваттах/квадратный метр говорит нам об освещенности в ДАННЫЙ момент. А вот когда Вы слушаете информацию о погоде и Вам рассказывают , что за прошедший день вылилось 10 мм осадков или 25 мм или 100 мм — то это говорит нам о количестве выпавших за день осадков. Для освещенности такую роль выполняют Джоули /см² (Дж/см² или J/cm²). Эта величина показывает нам количество света, полученное за какой либо ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ. Связь между Ваттами и Джоулями очень простая: Джоуль=Ватт*секунда. Но освещенность измеряется в Ваттах/м², а суммарная освещенность в Джоулях/см² Поэтому придется еще переводить сантиметры в метры и наоборот. Очень часто агрономов интересует вопрос — через сколько времени (минут) при данной освещенности наберется 50 Джоулей/см кв.(или 75 или сколько хотите)

Считаем в минутах:
Минуты=Джоуль/[Ватт*60/(10000*сек )],
или проще говоря :

Минуты=(Требуемые Джоули)*1000/(Освещенность в Ваттах*6)

Рассмотрим пример:
Текущая освещенность равна 250 Вт/м2
Вопрос: через сколько минут наберется суммарная освещенность в 50 Дж/см2
Считаем: Минуты=50*1000/(250*6)= 33,3 минуты.

Те же 50 Дж/см2 при освещенности в 400 Вт/м2 наберутся за : 50*1000/(400*6)=20,8 минуты

Еще пример:
Текущая освещенность равна 537 Вт/м2
Вопрос: через сколько минут наберется суммарная освещенность в 70 Дж/см2
Считаем: Минуты=70*1000/(537*6)= 21,7 минуты.

В приведённых ниже таблицах Вы сможете найти данные по соотношениям между Вт\м², Дж\см² и Люксами (Lux).

Искусственная досветка светодиодными фитолампами OSRAM

Интенсивность Ватт\м²	Сумма солнечной радиации за обозначенный период времени в Дж\см²
	1 минута	5 минут	10 минут	20 минут	30 минут	40 минут	50 минут	60 минут
50	0.3	1.5	3	6	9	12	15	18
100	0.6	3	6	12	18	24	30	36
150	0.9	4.5	9	18	27	36	45	54
200	1.2	6	12	24	36	48	60	72
250	1.5	7.5	15	30	45	60	75	90
300	1.8	9	18	36	54	72	90	108
350	2.1	10.5	21	42	63	84	105	126
400	2.4	12	24	48	72	96	120	144
450	2.7	13.5	27	54	81	108	135	162
500	3	15	30	60	90	120	150	180
550	3.3	16.5	33	66	99	132	165	198
600	3.6	18	36	72	108	144	180	216
650	3.9	19.5	39	78	117	156	195	234
700	4.2	21	42	84	126	168	210	252
750	4.5	22.5	45	90	135	180	225	270
800	4.8	24	48	96	144	192	240	288
850	5.1	25.5	51	102	153	204	255	306
900	5.4	27	54	108	162	216	270	324
950	5.7	28.5	57	114	171	228	285	342
1000	6	30	60	120	180	240	300	360
Люксы (Lux)	Интенсивность Ватт/м2				Сумма радиации Дж/см2/час
1,000	24				8.6
2,000	47				16.9
3,000	69				24.8
4,000	90.1				32.4
5,000	110.2				39.6
10,000	196.2				70.6
15,000	258				92.9
20,000	295.8				106.2
25,000	313.1				112.7
30,000	350.7				126.2
40,000	454.6				163.6
50,000	551.9				198.7
60,000	642.8				213.4
70,000	727.1				261.8
80,000	805.5				289.8
90,000	876.3				315.5
100,000	941.1				338.8

С переводом Lux в W не всё так просто. Люксы «меряют» только часть спектра, видимую человеческому глазу, а Ватты — в гораздо более широком диапазоне. Поэтому четкой зависимости нет.
По данным таблицы 1 kLux=12,5 W/m2 в среднем.
Летом в солнечный день эта величина составляет около 10W, а зимой в пасмурный день — аж до 20W.
По поводу люксов, цифры в нижней таблице больше соответствуют условиям искусственного освещения (досветка лампами ДНаТ), а данные приведённые в верхней таблице — естественному освещению (солнце).

Перевод количества фотонов — микромолей на квадратный метр в секунду (1 µml/m2/sec) в ФАР, энергию и Люксы (Lux)

1 µml/m2/sec = 0,22 W/m2 (ФАР) = 0,43 W/m2 (энергия) = 56 Lux
1W/m2 (ФАР) = 4,6 µml/m2/sec = 2 W/m2 (энергия) = 260 Lux
1 W/m2 (энергия) = 2,3 µml/m2/sec = 0,5 W/m2 (ФАР) = 130 Lux

Как видите, суммарная энергия в 2 раза больше ФАР. Данные голландские (Erno Bouma «Weer Gewasbescherming»)

Среднее количество фотонов на Ватт (искусственный свет от специализированных фитоламп ДНаТ) 5,0 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 23,5 W ФАР)
Солнечный свет, в среднем на Ватт ФАР 4,6 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 38,76 W ФАР; также часто используется 4,3 если пасмурная погода).
Пересчёт Ваттов снаружи в мкМоль внутри теплицы:
Светопропускание теплицы(*0,50-*0,75)
45% от общей радиации есть ФАР (*0,45)

Пример: 9 утра в Августе солнечная радиация 344 Ватт/м²
344 Ватт*0,7*0,45*4,6 = 498 мкМоль/(м2*сек)

Чтобы от лампы ДНаТ получить туже освещенность: 498/5/23,5 = нужно иметь 4238,2 Люкс или 99,6 Ватт/м², что бы «заменить» полностью естественный свет искусственным.

​​​​​​Искусственная досветка фитолампами ДНаТ

Расчет увеличения урожая для огурцов при искусственной досветке фитолампами ДНаТ.

Высшие растения производят около 0,6-0,65 г. сухого вещества на каждый Моль.
Сумма света в течение года варьирует от 2,5 до 25 moll/m2/день.
Ниже 3,1 moll/m2/день -плохое завязывание, меньше нормальных кистей, абортирование у томатов.

Расчет

Освещенность в 10.000 Люкс даёт 135 мкМоль/m2*сек (400 Volt, 600 Watt лампы; 33%)
3477 часов досветки (Янв20, февр20, март14, апр4, сент 4, октяб13, ноябр20, декаб20) дают суммарно:
3477*3600*135 = 1689 Моль/м2
1689mol/m2 даст 1689*0,65 = 1098 грамм сухого вещества (0,65 грамм сухого вещества на каждый моль)
1098*65% = 713 грамм сухого вещества в плоды (65% от общего количества наработанных ассимилянтов направляется в плоды)
713/0,03 = 23,75 кг продукции (содержание сухого вещества в огурце = 3%; Для томата это, например, даст около 11,9 кг прибавки)
23,75/0,435 = 55 плодов (При среднем весе плода 435 грамм)
15000 Люкс даст (15/10)*55 = 82 штук огурца дополнительно от искусственного света на метр квадратный.