Светодиоды для растений

Новым королем аквариума постепенно становится светодиодное освещение, построенное на основе полупроводниковых технологий. Толчком его развития послужило разрешение проблемы построения излучателей, создающих волны заданной длины. Последнее, отчасти, зависит от драйверов и поддержания правильного напряжения на всех излучателях.

Специально созданные для аквариума светодиоды (LED) продуцируют мало желтой /зеленой области спектра, имеют большой срок эксплуатации (50000 часов) и продуцируют мало тепла. Подсветки на их основе очень компактны. Фактически, недостаточное излучение желтого и зеленого света многими высокоэффективными эмиттерами (цветовая температура 6500-14000 °K) иногда делает их неяркими для человеческого глаза (низкий индекс цветопередачи), хотя фотосинтетическая пригодная к использованию радиация (ФИР) очень большая. К сожалению, многие аквариумисты сравнивают свечение LED с традиционными люминесцентными или металлогалогенными лампами и ошибочно полагают, что индекс цветопередачи влияет на рост зооксантелл и пресноводных растений. На самом деле, данный показатель влияет лишь на наше восприятие освещенных объектов и не может использоваться для подбора правильного аквариумного освещения.


Индекс цветопередачи (colour rendering index, CRI) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.


Вероятно, со временем, освещение на основе светодиодов возьмет верх над лампами T2, T5, и T5 высокой светоодачи, потому что цена на них неуклонно падает, а эффективность растет. Определенные проблемы в прошлом и, в меньшей степени, сейчас вызывает технология создания излучателя с адекватным уровнем ФИР/Кельвин. Большинство подсветок под различными брендами и названиям изготавливается на одних и тех же китайских фабриках, с использованием устаревших технологий.

Светодиоды излучают на небольшую площадь в направлении ориентации поликарбонатной колбы (линзы). По этой причине им не нужно производить столько же света, сколько приходится на традиционные люминесцентные лампы, у которых отсутствует фокус. С другой стороны, светодиоды должны создавать больше излучения на выходе для достижения аналогичных световых параметров.

Создание LED с корректной длиной волны и интенсивностью светового потока является настоящим прорывом. Если в области аквариумного освещения сравнивать простые светодиоды с современными аквариумными, то это сродни сравнения бумажного самолетика с реактивным авиалайнером. Изменения затронули технологию производства колбы излучателя и драйверов с электросхемами, которые позволили отфильтровать неиспользуемые зеленую и желтую части спектра.

Одной из проблем многих LED подсветок, включая те, которые используют высокоэффективную колбу излучателя, является последовательное подключение светодиодов, нежели обеспечение дорогостоящих драйверов/схем, необходимых для поддержания точного напряжения на каждом излучателе. В результате, подобный подход в использовании десятка LED приводит к низкому качеству света. Кроме того, последовательное подключение ведет к чрезмерному нагреву подсветки, которая нуждается в пропеллерном охлаждении.

Важно отметить, что, в отличие от традиционных люминесцентных ламп и ламп накаливания, излучатель LED требует драйвера/электросхемы, подобные тем, которые присутствуют на компьютере. Проще говоря, чем больше в системе излучателей со специфическими требованиями к световому потоку, тем более сложные и дорогие электросхемы требуются. Таким образом, не светодиодная подсветка, которая по мощности светового потока соответствует, например, 100 светодиодам, может по стоимости отделено приближаться к LED подсветке с 10 излучателями, использующими правильные светодиодные драйверы и электросхемы. Поэтому зачастую покупка LED систем неоправданна.

В настоящее время произведены новые источники питания (балласты/драйвера), повышающие выходную мощность светодиода на более чем 10%.

Из вышесказанного можно понять, откуда вытекает такая высокая стоимость LED, и почему какие-то компании имеют возможность регистрировать эксклюзивные патентные права на разработку того или иного светильника. Все разработчики высокопроизводительных светодиодов желают окупить стоимость разработки в кратчайшие сроки, и продажи с магазинных полок не лучший способ реализовать эту возможность.

Сравнение светодиодных и металлогалогенных ламп

В эксперименте использовались растения, выращиваемые на гидропонике в течение 23 дней. Сравнивалась влияние на рост травы подсветки на светодиодах 3В LED Grow Lights (5300 люкс, 12 Вт) и металлогалогенной лампы (7400 люкс, 175 Вт).

На иллюстрации слева изображена фотосинтетически активная радиация (ФАР) для металлогалогенной лампы и LED (оба демонстрируют полный спектр дневного света).

Темно-синий = LED (6500 ° K);

Голубой = необходимый спектр (ФАР) для хлорофилла;

Розовый = металлогалогенная лампа (6500 ° K).

 

Результаты данного эксперимента могут быть применены в области выращивания наземных растений, растений в пресноводном аквариуме и зооксантелл в морских системах. Небольшую погрешность может внести фильтрация водой некоторых длин волн, в частности, красная область спектра. Многие металлогалогенные лампы, например, 14,000 или 20,000 ° K, имеют очень хорошую проникающую способность, однако и современные светодиоды с излучателем на 465 нм также хорошо проникают в воду.

На основании этого, можно принять разумное решение о замене 100 Вт металлогалогенной лампы на 12 Вт LED подсветкой аналогичной цветовой температуры.

Стоит отметить, что выбор LED подсветки для аквариумных растений осложняется разнообразием типов светодиодов при действительно малом числе пригодных к использованию моделей. Наиболее распространенные светодиоды излучают холодный белый свет. Они преподносятся как высокопроизводительные с «холодным свечением», но, на самом деле, имеют очень низкий уровень фотосинтетически активной радиации и ФИР.

Нередко, для рифовых аквариумов предлагают LED системы с зелеными и красными излучателями, хотя зеленый свет совершенно не используется зооксантеллами для фотосинтеза, и морская экосистема в целом рассчитана на прием синей части спектра, тогда как пригодное красное излучение попросту фильтруется верхними водными слоями. В данном случае производители могут оперировать таким показателем как ФАР потому, что в избытке присутствует красный свет. Однако более важное значение ФИР оказывается небольшим.

Многие модели светодиодных систем создаются не для прогрессивного развития растений, а для улучшения индекса цветопередачи.

На иллюстрации слева изображен спектр излучения популярного излучателя Marineland Double Bright 1 Вт 6000 °K и 2012 Marine White XR-E. На ней ясно видно, что у светодиодов Marineland Double Bright отсутствует пик в около ИК-области, обеспечивающей ФИР/ФАР, имеется один пик в синей области, и значительная часть спектра «загрязнена» зеленым и желтым светом. Это яркий пример того, что не весь свет, приятный для глаз, полезен для растений.

Критерии, которыми необходимо руководствоваться при выборе освещения для аквариумных растений, представлены в данной
статье.

——

www.americanaquariumproducts.com/Aquarium_Lighting.html

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *