1. 前言

在中國，切花菊補光設備應用總數(shù)量和總功率占比可能達到花卉補光的90%以上（不包括組培），而高壓鈉燈在切菊補光產(chǎn)品中，占比超過60%。多年以來，高壓鈉燈的使用方法和技巧被口口相傳。通過實踐，行業(yè)內(nèi)形成了一整套不成文的應用技術(shù)標準，但從電器和光學的角度看，還有可以進一步提升的空間。

低成本的前提下，如何完善切花菊補光系統(tǒng)？本文為切菊種植企業(yè)介紹幾種方法進行高壓鈉燈補光系統(tǒng)升級。

2. 升級燈具反光器的效益好

反光器，行業(yè)內(nèi)俗稱燈罩，其作用是把燈泡發(fā)出的光盡可能均勻地反射到種植面上。目前主要采用綠色搪瓷燈罩，一般價格在8元以內(nèi)，優(yōu)點是采購容易，不會氧化變色，缺點是反光效率低，效果較差，見圖一，燈下有聚光產(chǎn)生的光斑，用150瓦的高壓鈉燈照射8*8平方米，邊緣照度比較低；使用兩年以后，部分燈罩開始出現(xiàn)拼接縫隙開裂的現(xiàn)象而報廢。

圖一 綠色搪瓷燈罩導致中間聚光和周圍照度不足；好的燈罩能夠把光更均勻的反射到種植面。

好的燈罩應該具備以下幾個特點。首先是能夠把燈泡發(fā)出的光更均勻的照射在種植區(qū)，沒有明顯的亮斑，邊緣照度更高，照射面積更大；其次是反射效率高，燈罩表面材料吸收光線少；耐氧化，壽命長；圖一中，沒有紅色亮斑的（右圖）比綠色搪瓷燈罩（左圖），在8*8米的范圍內(nèi)，最低照度高30%以上，這是通過避免中心聚光，把光更好地分布到周邊而實現(xiàn)的。

3. 高光效、長壽命的光源可以提高菊花品質(zhì)

高壓鈉燈光源俗稱燈泡，為切花菊提供以610nm為主的橘紅色光，用來調(diào)節(jié)開花時間。

高壓鈉燈可以分為普通燈泡、高光效燈泡和農(nóng)用鈉燈，高壓鈉燈技術(shù)非常成熟，行業(yè)內(nèi)以普通燈泡為主。普通燈泡的特點是價格低（150瓦亞明40元左右）、采購容易，缺點是效率比高光效的低約10%，光衰速度比較快；高光效燈泡價格略高，性能略好些。行業(yè)內(nèi)暫時沒有公認的品牌和可靠的貨源，制約了這種性價比較高的產(chǎn)品的規(guī)模應用。事實上，各主流品牌都有高光效鈉燈產(chǎn)品。農(nóng)用鈉燈是國際上農(nóng)業(yè)補光專用的高壓鈉燈燈泡，通過認證的產(chǎn)品很少，飛利浦和GE照明的幾款產(chǎn)品是國內(nèi)常見的，但只提供400瓦及以上的規(guī)格，其特點是光譜做了有限的調(diào)整以適應植物營養(yǎng)生長需要，發(fā)光效率比普通鈉燈高約30%，壽命更長，但價格比普通國產(chǎn)燈泡貴5倍左右（美國GE照明的400瓦農(nóng)用鈉燈約170元）。

針對切花菊種植，可以采用高光效鈉燈，在幾乎不增加成本的情況下，可以明顯提高照度，尤其是做燈泡老化替換時，僅此一項，照度可能提高30%。

圖二 左圖是亞明普通鈉燈，發(fā)光效率約90流明/瓦；中圖是瑞光高光效鈉燈，發(fā)光效率約100流明/瓦；右圖是GE農(nóng)用鈉燈，發(fā)光效率約130流明/瓦；，其中，藍色線代表植物營養(yǎng)生長所需的理想光譜。

4. 有必要安裝末端補償電容（降流器）降低電流

所謂末端補償，是一個很成熟的技術(shù)問題，其原理我們不用討論。采用這種產(chǎn)品好處很多，成本低壽命長，尤其是針對切花菊的高壓鈉燈補光應用。從以下實際安裝的效果可以看出其意義重大。

末端補償?shù)膶嵸|(zhì)是大幅度降低供電系統(tǒng)的電流，降幅超過50%，帶來的好處包括：

1. 線路損耗降低75%，這是一個很大的數(shù)字，在某些切花菊基地，這意味著節(jié)電10%以上，線路長度超過500米的，可能節(jié)電20%。

2. 線路故障下降80%（估計），電流變小了，線路就不再過熱，線路故障也就少了。

3. 電壓會上升到合理的水平，供電線末端的燈能夠正常發(fā)光，而不再會因為電壓低變得很暗或者無法啟動。

4. 采用合理的末端補償后，相當于變壓器的容量增加了一倍，同一臺變壓器可以多安裝一倍數(shù)量的燈，不用變壓器擴容。

5. 采用末端補償?shù)碾姼锈c燈補光系統(tǒng)，可以采用更細的供電線，就是因為電流下降了50%以上。一般線材的初裝成本可以下降60%以上。

6. 采用末端補償，可以省去在配電房的大型電容柜，節(jié)約一筆初裝費用；已經(jīng)安裝了大型電容柜的，電容柜的壽命會大幅度延長。

7. 采用末端補償，可以避免因為沒有進行補償而產(chǎn)生的供電公司罰款，這種罰款一般每月從幾百到一千多元不等。

8. 采用末端補償，線路老化會明顯減小，供電系統(tǒng)使用年限會大幅度增加。

安裝末端補償，實際效果可從以下數(shù)據(jù)中明顯看出。

照度結(jié)果

電壓結(jié)果（空載變壓器電壓：393V）

電流結(jié)果

2013年7月5日于昆明虹之華園藝有限公司

5. 選擇合適的供電線材

切花菊行業(yè)長期以來的使用慣例，是采用鋁線作為補光系統(tǒng)的供電線。和銅線相同規(guī)格的產(chǎn)品相比，鋁線的優(yōu)勢是價格低廉，但存在一些劣勢缺值得切花菊企業(yè)斟酌。

鋁線的電阻率31.7Ωmm2/km；銅電阻率為 17.5Ω mm2/km。以95平方毫米的鋁線為例，400米長的鋁線電阻為0.1334Ω,當電流為400A時，這段線的頭和尾端的電壓可能達到54伏，變壓器輸出電壓是220伏，那么末端的電壓就會低至166伏，這就是很多菊花補光系統(tǒng)常見的電壓低的根本原因。而另外一方面，這根線會生熱消耗用電，每小時達到21度電！這是理論計算的結(jié)果，在實際運行中，情況會更糟，因為鋁線容易因為長時間使用而氧化，這使得主線的耗電進一步加大。

相比之下，采用合適的銅線會好很多。國標銅線很多，不易氧化和過熱。

在工程實踐中我們發(fā)現(xiàn)，對于使用150瓦和110瓦高壓鈉燈的補光系統(tǒng)，在合理使用末端補償后，可以采用1.0到1.5平方毫米的兩芯銅質(zhì)護套線，比采用6平方的鋁質(zhì)線材更經(jīng)濟，而且無論從使用壽命還是用電損耗上講，都大大優(yōu)于鋁線。為方便各企業(yè)選擇線材，下表列出了若干國標銅質(zhì)線材的參考價格和大可承受的電流量。

我們還發(fā)現(xiàn)，多數(shù)切花菊基地的補光系統(tǒng)，主線的選擇多存在問題，主要表現(xiàn)在沒有經(jīng)過合理計算，通過大概估計選擇主線的規(guī)格，導致運行后才發(fā)現(xiàn)主線過熱，或者選擇過粗的線材而浪費了初期投資。為方便起見，我們?yōu)榇蠹姨峁┮韵沦Y料，用于在選擇供電線材時使用。

6. 小結(jié)

切菊行業(yè)向前發(fā)展，設施水平要求進一步提高。如何在原有設施的基礎上，以低成本進行優(yōu)化應用，是目前行情不景氣的情況下，農(nóng)業(yè)企業(yè)的好的選擇。

本文介紹的三種方法都可以明顯提高電感鈉燈的使用效果，大幅度提高亮度并節(jié)約用電費用。同時，就困擾大多數(shù)企業(yè)的供電線選擇的問題給出了可信的選擇依據(jù)和參考價格。希望以此助力切菊行業(yè)的發(fā)展蒸蒸日上。