Рисунок

Светодиоды в травнике • Фиалочный Островок. Форум цветоводов и фиалководов

Фиалочный Островок. Форум цветоводов и фиалководов

Форум для любителей фиалок и других растений. Советы и общение
Текущее время: Март 19, 2024, 11:21:57

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Светодиоды в травнике
СообщениеДобавлено: Апрель 16, 2015, 03:02:57 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Август 3, 2009, 02:34:55
Сообщений: 19998
Откуда: Санкт-Петербург п.Парголово
Cпасибо сказано: 41932
Спасибо получено:
12726 раз в 8525 сообщениях
Светодиоды в травнике

Информация с сайта: aquabox.by

Применение светодиодов в аквариумном освещении дает ряд неоспоримых преимуществ: значительно повышает энергоэффективность светильника (экономит электроэнергию), обеспечивает наиболее полное использование светового потока, позволяет реализовывать светильники более интересного дизайна. Однако в данной статье мы рассмотрим одну из наиважнейших характеристик светодиодов - правильность спектра - степень соответствия излучаемого спектра требуемому живой растительности.


Важно понимать, что имеется большое множество различных типов светодиодов, предназначенных для различных целей и имеющих различные характеристики. В данной статье мы будем рассматривать характеристики тех типов светодиодов, которые предназначены для освещения, а не подсветки или индикации. Именно светодиоды такого типа имеют имеют высокие технические характеристики (эффективность, высокий CRI). К этому типу относятся мощные светодиоды белого свечения, в которых энергия подведенная к излучающему кристаллу трансформируется/переизлучается люминофором в видимый свет.

От светодиодов используемых в качестве индикаторных (на приборных панелях) или для декоративных подсветок (светодиодные ленты), ввиду сферы их применения, не требуются высокие показатели, и они не обладая таковыми бесполезны для рассмотрения.



Отправной точкой для анализа светодиодного спектра является различная потребность живых растений в различных участках спектра видимого света. Эта зависимость определяется набором хлорофиллов присутсвующих в теле растения. Именно хлорофиллы являются теми веществами, которые абсорбируют свет, то есть принимают световую энергию и инициируют реакцию фотосинтеза.
На рисунке 1 изображена чувствительность хлорофиллов основных групп (A и B), встречающихся в составе водных и наземных растений к различным спектральным составляющим видимого света.

Рисунок 1 - Кривые чувствительности хлорофиллов
Изображение

Хлорофиллы групп A и B имеют зеленый окрас, каратиноиды - желто-красный. В зависимости от преобладания тех или иных пигментов в листовой пластине растения, лист имеет окрас от зеленого до красного.


Суммарная чувствительность всех групп хлорофиллов именуемая PAR (Photosynthetically active radiation) представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Кривая PAR
Изображение

Данная кривая наглядно демонстрирует факт того, что далеко не все составляющие спектра видимого света в одинаковой степени интересны растениям. Кривая состоит их двух ярковыраженных пиков 440нм в синей части спектра и 660...680нм в красной области, на которых чувствительность максимальна. Участок спектра 520...630нм (зеленожелтооранжевый), напротив, в наименьшей степени востребован растениями. Именно этот участок видимого спектра живые растения в значительной степени отражают, что и обеспечивает их цветовой окрас от насыщенного зеленого до насыщенного красного.

Очевидно, что чем точнее спектральная кривая источника светового излучения будет повторять кривую PAR, тем эффективнее данный источник света удовлетворит потребности растений. И речь в данном случае идет не только об эффективной утилизации энергии подведенной к источнику света, а также и о побочных эффектах в виде излишнего излучения не востребованного растениями, которое может стимулировать более активный рост простейших - водорослей.
На рисунках 3-5 приведены спектры современных высокоэффективных светодиодов различных цветовых температур, а так же всем известной люминисцентной лампы Sylvania Gro-Lux.

Следует отметить, что спектры абсолютного большинства светодиодов белого свечения (основанного на переизлучении света люминофором) очень похожи друг на друга и имеют вид двухгорбой кривой. Значительные различия имеются лишь у светодиодов различных цветовых температур. Любые иные источники света, пожалуй кроме ЛН, одинаковой цветовой температуры от разных производителей не имеют такого сходства спектров, и их спектральные составляющие не имеют такой высокой степени сходства, как в случае со светодиодами.


Рисунок 3 - спектр излучения светодиодов XT-E Cree
Изображение

Рисунок 4 - спектр излучения светодиодов XM-L Cree
Изображение

Рисунок 5 - спектр излучения Sylvania Gro-Lux
Изображение




На приведенных выше графиках видно: светодиоды имеют более непрерывный, более полноценный спектр; светодиоды излучающие теплый свет (2700 .. 3500К) имеют преимущественно красные спектральные составляющие и малое количество синих составляющих спектра; в противоположность теплым белым светодиодам холодные белые (6000 .. 8000К) имеют преимущество в синих составляющих спектра. Что же на самом деле эффективнее для аквариумных и не только растений? Ответ на этот вопрос можно узнать наложив кривые спектров на кривую PAR.

Данные диаграммы представлены ниже на рисунках 6-8.

Рисунок 6 - Кривая PAR и спектр XT-E Cree Warm White
Изображение
Теплый белый 2700 ... 3500К: хоть спектр таких светодиодов и имеет ощутимый пик в синей области, но его явно не достаточно для удовлетворения потребностей растений в этом диапазоне.
Красный диапазон, начиная с 640нм представлен так же слабо, и, явно не синхронизирован с пиком PAR в этой области. При этом тепло белый светодиодный спектр имеет большой избыток излучения в диапазоне 520 .. 630нм с абсолютно не востребованным пиком на 580 .. 590нм.
Если сравнить площади областей пересечения и области, где пересечения нет, то становиться очевидным, что значительная часть спектра тепло белого светодиода (более 40%) вообще не востребована хлорофиллами живых растений, что делает их не эффективными в использовании, и что может являтсья стимулом для повышенного роста водорослей.




Рисунок 7 - Кривая PAR и спектр XT-E Cree Cool White
Изображение
Холодный белый 6000 ... 8000К: синий пик спектра данных светодиодов хорошо синхронизирован с пиком PAR в этой области на 440нм и хорошо удовлетворяет потребности растений.
Чего не скажешь о воспроизведении красных спектральных составляющих, ибо они представлены крайне скупо. Однако если производить оценку степени задействования всей энергии спектра, то оказывается, что спектр холодно белых светодиодов задействован практически полностью (на 95%), что делает его гораздо эффективнее в процессе воспринятия световой энергии хлорофиллами живых растений.
В сравнении со спектром лампы Gro-Lux спектр таких светодиодов в синей области не столь дискретен, а более богат, то есть в большей степени удовлетворяет кривой PAR.




Рисунок 8 - Кривая PAR и спектр Gro-Lux
Изображение
Sylvania Gro-Lux: в качестве известного эффективного и успешно применяемого в освещении живых растений источника света, в рамках данной статьи, рассмотрим так же и степень задействования спектральной энергии данной лампы.
Очевидно, что вся энергия света удачно распределена по спектральным составляющим и основные пики (синий 440нм и красный 660нм) хорошо синхронизированы с кривой чувствительности хлорофиллов.
Очевиден факт того, что абсолютно вся энергия спектра задействуется растениями. Что делает данную лампу беспрецедентно наиболее эффективной по степени задействования спектральной энергии.




На основе вышеприведенных фактов можно сделать определенные выводы:
- все светодиоды белого свечения вне зависимости от цветовой температуры плохо воспроизводят участок 470 .. 500нм (циан), на котором кривая PAR имеет высокую чувствительность;
- все светодиоды белого свечения теплого/нейтрального/холодного свечения так же плохо воспроизводят участок глубокого красного спектра (660 ... 680нм), на котором кривая PAR так же имеет высокую чувствительность;
- тепло белый спектр светодиодов гораздо менее эффективен нежели спектр холодно белых светодиодов в процессе восприятия световой энергии хлорофиллами. Этот показатель на прямую сказывается на потреблении электрической энергии двух эквивалентных источников света (по критерию PAR), которое меньше, в случае употребления светодиодов холодно белого свечения - меньшее потребление электрической энергии позволяет получить тот же эффект!
- эффективность обычного белого светодиода холодной гаммы сильно приближается к эффективности гроу-ориентированных ламп для растений таких как Sylvania Gro-Lux, но при этом видимая гаммы света намного более естественно воспринимается человеческим глазом, нежели сиреневые оттенки упомянутой люминисцентной лампы.


Очевидно, что светодиоды не идеальны, впрочем иные источники света еще более не идеальны. Однако светодиоды уже сейчас позволяют повышать эффективность аквариумного освещения в несколько раз в сравнении с традиционными источниками света, при этом абсолютно не уступая по качеству света, а даже наоборот. К тому же существует простые способы улучшения характеристик светодиодных светильников (приближения их к идеальным), которые будет рассмотрены в следующей статье.

Важно понимать, что в рамках данной статьи проводилось сравнение эффективности употребления растениями различных цветовых спектров именно светодиодных источников света белого свечения. И сделанные выше выводы по аналогии не могут быть перенесены на источники иных типов освещения разной цветовой температуры, по причине высокой вариативности их спектральных составляющих, в отличии от таковых у светодиодов.

Информация с сайта: aquabox.by

_________________
"Если Бог будет на первом месте, то все остальное будет на своем." (Августин Аврелий)


Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
За это сообщение пользователю Petrovich "Спасибо" сказали:
olala735, ксения69, Марианна А
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB

Copyright © Aiwan. Kolobok smiles

---

Друзья Форума
Форум Калейдоскопа фиалок

Баннеры

Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru

---

При полном или частичном использовании любых материалов обязательна гиперссылка на наш сайт.

---