Трёхслойная ИК плёнка — это многослойный полиэтиленовый материал с функциональной керамикой, предназначенный для управления солнечным излучением, температурой и микроклиматом внутри теплиц и парников.
Главная особенность заключается не просто в удержании тепла, а в каскадном преобразовании солнечной энергии: часть солнечного излучения, которая обычно используется растением неэффективно или теряется, преобразуется функциональной керамикой в инфракрасное излучение. Позволяет преобразовывать солнечную энергию в ИК-диапазон с максимумами около 3,3 и 9,7 мкм.
При этом трёхслойная конструкция выполняет сразу несколько задач:
- преобразует часть солнечного спектра;
- способствует использованию света в области, эффективной для фотосинтеза;
- преобразует часть энергии в тепловое ИК-излучение;
- уменьшает обратные тепловые потери;
- сохраняет тепло после захода Солнца;
- способствует стабилизации температуры;
- уменьшает испарение влаги;
- создаёт более благоприятный световой и температурный режим для растений.
Трёхслойный каскадный композит
Послойная организация и функциональное назначение
Работа плёнки
Механизм можно представить в виде последовательной цепочки:
Особенно важный диапазон 600–680 нм
Это уже непосредственно связано с растениями.
Диапазон 600–680 нм рассматривается как важный для фотосинтеза.
Особенно выделяется область около 660 нм.
Перевод фитохрома растения в активное состояние, способствует активации ферментов, связанных с ростом и развитием растений.
Поэтому идея плёнки состоит не только в том, чтобы «нагревать теплицу».
Она одновременно пытается сформировать более полезный для растения спектральный режим:
Воздействие на растения
Под композитными плёнками наблюдалось:
Воздействие на фотосинтез
Излучение 600–680 нм, поддерживает фотосинтетические процессы.
Отдельно рассматривается 660 нм, связанное с активным состоянием фитохрома.
Излучение около 750 нм может переводить фитохром в неактивное состояние, поэтому при проектировании композита предлагается ограничивать полезную область примерно диапазоном 600–680 нм.
То есть задача плёнки — не просто дать растению «больше света», а изменить спектральный состав проходящего и преобразованного излучения.
Воздействие на температуру
Наша пленка эффективно сохраняет температуру по сравнению с однослойным композитом и обычной полиэтиленовой плёнкой.
Особенно интересно, что эффект зависит от температуры окружающей среды.
При низкой температуре композит обеспечивал более высокую температуру внутри, а при высокой температуре окружающей среды — наоборот, более низкую температуру.
В исследовании для трёхслойного композита получена разница относительно обычной плёнки примерно:
Способность нашего композита в определённой степени стабилизирует температуру. Это важное отличие от обычной плёнки.
Что происходит ночью
Ночью источник солнечной энергии исчезает, поэтому становится особенно важным не выпустить накопленное тепло наружу.
Здесь работают второй и третий слои.
Функциональная керамика формирует дальнее ИК-излучение, а расположенные над ней слои уменьшают его выход наружу.
Кроме того, полиэтилен плохо пропускает область 3,2–3,6 мкм, что также способствует сохранению тепла ночью.
Поэтому плёнка работает не только как «солнечный нагреватель», но и как тепловой барьер.
Влияние на влажность
Это ещё один очень интересный результат.
В испытаниях с композитными плёнками было обнаружено значительное уменьшение испарения воды.
Под нашими композитными плёнками испарение снижается примерно в 4–6 раз по сравнению с обычной полиэтиленовой плёнкой.
Это означает, что плёнка может одновременно:
сохранять тепло + сохранять влагу + изменять спектральный состав света.
Для тепличного хозяйства это особенно важно в условиях жаркого и сухого климата.
Почему это особенно интересно регионах с высокой солнечной радиацией
Применение технологии в условиях пустынных регионов.
Для жаркого климата важен не только нагрев теплицы зимой, но и предотвращение чрезмерного перегрева летом.
Полученные данные показывают именно такое поведение:
В сочетании со снижением испарения это потенциально особенно интересно для регионов с высокой солнечной радиацией и дефицитом воды.
Главное преимущество трёхслойной конструкции
Обычная тепличная плёнка
Солнечный свет → теплица → часть энергии теряется.
Трёхслойная ИК плёнка
Солнечный свет → спектральное преобразование → фотосинтетически полезное излучение + ИК-тепло → удержание тепла внутри теплицы.
Именно наличие трёх функционально разных слоёв позволяет создать каскадную систему.
Кратко: что даёт Трёхслойная ИК плёнка
