Содержание
Освещение растений белыми светодиодами — проверочная работа / Хабр
Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статьяiva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.
Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.
к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!
Итак, сначала, что же мне показалось спорным.
1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.
Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:
Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой.
А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!
Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:
Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных.
Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.
Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!
Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):
Вот, уже можно сделать предварительные выводы!
1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.
3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.
Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.
Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.
По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.
Вот тут-то расстановка сил уже меняется!
Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!
И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:
Где h- постоянная Планка, c — скорость света.
Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.
Вот теперь можно сделать окончательные выводы:
1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт).
Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.
2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях.
Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.
3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!
* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано.
Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!
В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.
PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!
Использованные материалы
* geektimes.ru/post/293045
* ru.wikipedia.org/wiki/Фотосинтетически_активная_радиация
* www.forumhouse.ru/threads/349296
* reflaks.ru/catalog/natrievye-zerkalnye-lampy-dnaz/lampa-dnaz-reflux-100-2.html
* www.lumen2b.ru/cree-replace-1-kw-hps-farming
* Internet
НЕДОСТАТКИ ФИТОЛАМП — О КОТОРЫХ ВЫ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ! (что вредно на самом деле и каких ламп бояться?)
Комментарии (224)2018.02.20
Вредны ли фитолампы и какие лампы вредны для человека и его глаз? Давайте разберемся в этом вопросе, но не голословно, а опираясь на здравый смысл, знание физики и реальные данные от науки!
Скажу больше – в этом видео я расскажу что вредно и какие бытовые источники света вреднее.
Вы даже узнаете что еще ОЧЕНЬ ВРЕДНО кроме самих лампочек и почему!
Я потратил много времени на вычитывание и сбор информации по этой животрепещущей теме.
Итак, начнем.
Для начала стоит понять: что вредно для человека и его глаз?
— УФ спектр излучения
— Яркий направленный свет
— Пульсация источника света
— Преобладание синего спектра
— Некоторые другие особенности (о них в видео)
Посмотрев этот ролик вы узнаете всю правду, развеем несколько мифов и разложим все по своим полочкам.
Для начала стоит понять: что вредно для человека и его глаз?
— УФ спектр излучения
— Яркий направленный свет
— Пульсация источника света
— Преобладание синего спектра
— Некоторые другие особенности (о них позже)
Вспомним, что такое свет. Это электромагнитное излучение разной длины волны. Видимый человеком свет простирается в диапазоне от 400 до 800 нм. (нано-метров)
Длина волны менее 400 нм – присуща УФ излучению, более 800 – ИК спектру (тепловому излучению).
УФ спектр самый «ядреный» он обладает большей энергией и выжигает все живое на своем пути. Но не все так страшно как я пишу. УФ тоже есть разный.
— Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм)
— УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм)
— Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм)
Ультрафиолетовое излучение опасно для человека и его глаз! Чем может грозить избыток УФ лучей: рак кожи, фотокератит (солнечный ожог роговицы и конъюнктивы), снежная слепота (УФБ), преждевременное старение и помутнение (катаракта, пресбиопия), фоторетинит (световой ожог сетчатки), макулярная дегенерация сетчатки. Во как!
УФ лучи разрушают клетки:
— Последствия облучения проявляются со временем
— Мелкие ежедневные световые повреждения глаз накапливаются и, ориентировочно с 30-летнего возраста, зрение начинает ослабевать
Тут уже никуда не деться, УФ прилетает с солнечными лучами и надо либо всю жизнь ходить в защитных очках или быть готовым к возрастным изменениям зрения.
Небольшая цитата:
«Ультрафиолетовое излучение в умеренном количестве вреда не приносит, такое возможно только при облучении им в избыточном количестве. Самым мощным источником ультрафиолета является солнце. Что касается светодиодных ламп, в бытовых приборах (белого цвета) полностью отсутствует этот тип излучения, поэтому утверждение о вреде ультрафиолета при работе светодиодных светильников является мифом.»
Что стоит понять отсюда: УФ отсутствует в светодиодах, это факт и вредно лишь облучение в избыточном количестве!
Подведем итог по ультрафиолетовому спектру света.
⦁ УФ бывает разный. И основным и естественным поставщиком его – является солнце.
⦁ Тут нам никуда не деться, просто надо умеренно прибывать на солнечных лучах, защищать глаза и кожу по максимуму, особенно находясь в южных широтах, возле воды и снега (т.к. УФ сильно переотражается от этих поверхностей).
Но к вреду УФ в бытовых лампах мы еще вернемся немного позже… Это будет важно!!!
Яркий свет!
Как мы понимаем у света есть качественный состав (спектр) и количественный показатель (мощность, яркость, назовите как хотите).
И думаю никому не нужно доказывать, как может быть вреден очень мощный (яркий) направленный в глаз свет. То, что можно ослепить человека лазером, все понимают и как это опасно надеюсь тоже.
Вернемся к нашему светилу – Солнцу. Это тоже очень мощный и яркий источник света, длительно смотреть на который невозможно без неприятных последствий.
Так же вредно светить человеку в глаза ярким фонариком, светом фар, ставить дома дизайнерский светильник с пучком света попадающим в глаза…
Помните это когда обустраиваете домашний свет.
И небольшая ремарка про светодиоды. Это очень универсальный источник света, его можно как сфокусировать, так и сделать «размытым» с помощью линз и специальных диффузоров. Но главное, светодиод – это направленный источник, которым мы светим туда куда нужно а не по всем сторонам. В этом большое преимущество, в сравнении например с трубчатыми лампами которые имеюсь сильное боковое свечение, что не всегда удобно и правильно…
Пульсация источника света
Возможно вы слышали об этом.
Некоторые источники света сильно пульсируют и это вызывает усталость, головную боль, утомляемость, ухудшение зрения…
Угадайте кто лидер по пульсации среди бытовых ламп? Люминесцентные лампы!
Увы но это так. В большинстве случаев они сильно пульсируют, и вызывают такие негативные реакции со стороны нашего организма.
Нет, бывают дорогие серии, с дорогими блоками питания, но увы они почти не продаются т.к. стоят в несколько раз дороже обычных. А мы же хотим подешевле! Ведь недорогая цена люминесценток (люмок, экономок) есть один из козырей этих типов ламп.
Вот так! Работаем в офисе, устаем, голова болит. И продолжаем любить люминесцентки!
Дешевые светодиодные лампы тоже могут иметь не идеальный коэффициент пульсации. Это обусловлено ценой драйвера (источника питания светодиодов). Чем он лучше тем дороже и тут опять каждый решает сам, что ему дороже, комфорт и здоровье или экономия.
Тем не менее – лидер в быту, это люминесцентные лампы!
Преобладание синего спектра
Некоторые материалы в интернете уверяют о вреде синего спектра.
И это оказалось очень интересным. Тут нужно принять во внимание, что видеть белый свет без синего невозможно. Синий это неотъемлемая часть видимого света. Ниже Вы видите спектр солнечного света.
Как видно в нем есть и УФ (черным цветом слева) и синий и зеленый и красный и дальний красный… Все цвета радуги!!! И синего тут не меньше чем других.
И тут оказывается, что синий некоторые ученые изучают как отдельный свет. Вот если светить только синим в глаз – это возможно будет и вредно. Не вреднее УФ, но все же.
Получается опасно только если в спектре света (лампы) преобладает синий свет в ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ ДОЛЕ. Т.е. его значительно больше чем всего остального (особенно красного).
При этом избыток синего приводит к «проблемам» с мелатонином и сбиванию цирадных ритмов (биологического дня и ночи). По сути – синий пробуждает нас и не дает спасть. Именно в утренних лучах восходящего солнца синего больше. В закатном солнце – больше красного. Это сигнал организмов ко сну.
Как изучающий свет для растений человек – могу это подтвердить и по спектрам и по действию.
Именно дальний красный дает растениям сигнал с ночной фазе. Эти ритмы управляют биологическими часами всего живого на поверхности земли.
Теперь сделаем выводы – избыток синего, не хорошо!
Именно поэтому при выборе ламп для дома стоит выбирать теплые оттенки свечения ламп (цветовая температура до 3000К). Такой белый свет – желтит.
Холодного свечения (цветовой температуры) лампы не стоит применять дома! Это относится ко всем источникам света, хоть светодиодным, хоть люминесцентным, и любым другим. Теплый свет будет приятнее для восприятия и полезнее (как говорят ученые)!
НО! Синий свет это опять таки наша неизбежность, он есть в солнечном свете и увы действие его постепенно накапливается и является так же причиной возрастного старения глаз и ослабления зрения с годами.
Для примера спектр люминесцентной флуоресцентной лампы: как видим тут и синего много с ярким пиком и УФ хватает (слева пики). Делайте выводы!
Некоторые другие особенности и факты о свете
И вот в процессе исследования вопроса о вреде света, спектров и ламп я наткнулся на очень интересные доклады западных исследователей…
По мнению многих, в последние годы резко выросло количество пользователей современных гаджетов с «цветными экранчиками».
А что такое цветной экран? Не знаете?
Посмотрим на примере очень известного смартфона:
Это набор из трех «светящихся» пикселей: красный, зеленый и синий! И доля синего очень большая! Это относится ко всему: телефизоры, планшеты, ноутбуки, мониторы, смартфоны… Все сделано по этой технологии. Получается что львиную долю синего помимо солнца — мы получаем от экранов!!! Помимо того что мы ломаем зрение на рассматривание мелкой информации на них, так еще и получаем большую долю синего спектра. К вопросу: а в фитолампах синего всегда в несколько раз меньше чем красного, что важно. И светят фитолампы на подоконники с цветами и рассадой, а не нам в глаза напрямую как экраны. Делаем выводы…
О фитолампах непосредственно
Первое. Большинство экспертов и ученых по свету, лампам и влиянию на зрение, склоняются к тому, что светодиодные и лампы накаливания, самые безвредные для нас.
Второе. Лампы, где доля синего меньше, они считают абсолютно безвредными. Ламп холодного свечения стоит избегать.
А в фитолампах всегда доля синего меньше чем красного и других.
Третье. Почему еще фитолампы не так опасны как некоторые могут думать: они стоят на подоконниках, стеллажах, полках. И светят на растения, а не на нас напрямую! Понимаете? Это не лампы на потолке в люстре. Они не светят напрямую в глаза и их суммарная мощность меньше чем в любой среднестатистической люстре…
Четвертое. Яркость (мощность) фитоламп в разы меньше мощности излучения солнца. Даже если вы будете сидеть под фитолампой, то это не идет ни в какое сравнение с прогулкой по улице)))
Пятое. В фитолампах нет никаких изсканных и необычных спектров. Это такие же участки видимого солнечного света, только как правило без зеленой зоны. И все. Тут нет ни жесткого УФ излучения ни подобной экзотики.
Ну а главное открытие и вывод который сделал я:
Как и прежде я отдаю предпочтение светодиодным лампам для дома и только теплого свечения! И надо стараться избегать длительного контакта с экранами смартфоном и ноутбуков.
Я конечно все зоны риска т.к. с молодости в очках, а в современных очках и контактных линзах уже есть защита от вредных спектров.
Всем же вам я желаю не только острого зрения,
Но и ума и всеобщего здоровья! Да здравствует здравый смысл и наука!
Источник
Читайте также:
Фитолампы: виды, особенности выбора, расчет освещенностиСоветы по выбору led-фитолампСколько нужно фитоламп Е27 на площадь досветкиОсобенности выбора фитоламп
Свет для выращивания комнатных растений
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное,
присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
(79 релевантных результатов)
160 Вт светодиодный светильник для выращивания растений с чипом 312 * 2835 светодиодов водонепроницаемый фитолампа лампа роста 265 В полный спектр освещения растений для комнатных растений
Распродажа!
Оценка 4,94 из 5 на основе 102 отзывов покупателей
(102 отзыва покупателей)
Категории: подвесной светильник, лампа для растений
Описание
Дополнительная информация
Отзывы (102)
Описание
Основные параметры изделия
216 светодиодов:
Бренд: shustar
Модель: ZW-002
Входное напряжение: 85-265 В
Длина волны: полный спектр синий + 24 белый + 2 инфракрасных + 2 фиолетовых + 2 оранжевых)
Материал: ABS
Характеристики вилки: EU/US/AU/UK
CRI: >80
Люмен: 625LM
Вес нетто: 0,67 кг
312LEDs:
Марка : shustar
Модель: ZW-002
Входное напряжение: 85-265 В
Длина волны: полный спектр
312Мощность светодиодов: 160 Вт
Потребляемая мощность 312 светодиодов: 36 Вт
Количество бусин лампы: 312 (204 красных + 72 синих + 24 белых + 4 инфракрасных + 4 фиолетовых + 4 оранжевых)
Материал: АБС-пластик
Характеристики вилки: ЕС/США/Австралия /UK
CRI: >80
Люмен: 739LM
Вес нетто: 1,1 кг
Характеристики
различные стадии роста, чтобы значительно увеличить урожай.
Переключатель овощей — это синий светодиод и белый светодиод, используемые только для выращивания семян или рассады; Переключатель Блума — это красный светодиод и белый светодиод. Для цветения можно использовать переключатели Veg и Bloom.
*Полный спектр: 312 высококачественных сверхъярких светодиодов, спектр 390–730 нм, включая УФ-ИК красный и синий. Растения могут получить наиболее желаемый спектр от этого света для роста, подходящего для различных стадий роста, таких как семена, прорастание, растения и цветение.
* Широкий спектр применения: широко используется в качестве посадочных палаток, посадочных ящиков, посадочных комнат, посадочных комнат, гидропоники, садов для размножения, теплиц, вертикальных ферм, внутреннего садоводства и т. д. Подходит практически для всех растений, таких как травы, суккуленты, овощи, деревья бонсай, древесные растения, орхидеи, лимоны, перец, помидоры, морские водоросли и т. д.
* Энергосберегающая технология: в отличие от традиционных ДНаТ, наша светодиодная лампа для выращивания растений использует высокотехнологичный светодиодный чип (двухчиповый светодиод мощностью 10 Вт).
больше электроэнергии, что также может сэкономить много денег для вас.
* Удобный для пользователя: квадратный материал ABS, структура воздушного потока, отличная охлаждающая способность. Установка проста, весь светильник можно собрать вручную без дополнительных инструментов.
упаковочный лист
1 x светодиодная лампа для выращивания растений (выберите 216LED или 312LED)
1 x крюк из нержавеющей стали
1 x подъемный трос
1 x вилка (ЕС/США/Великобритания)
переключатель VEG
для растений в стадии прорастания или начала формирования листьев, содержит синие и белые светодиоды (430-660 нм) • Синий свет необходим на стадии прорастания растений. Более сильные концентрации синего света будут способствовать прорастанию и развитию сильных корней.
Bloom Switch
На растении в стадии цветения и плодоношения, содержит красные и белые светодиоды (430-740 нм) • Красный свет влияет на рост растения несколькими способами, определенные специфические красные длины волн увеличивают выработку гормона в вегетации растения, который препятствует распаду хлорофилла.