Натриевые лампы высокого давления (HPS) лучше светодиодов? – Наука в гидропонике

Производители, которые используют искусственное освещение, обычно предпочитают натриевые лампы высокого давления (HPS). Лампы HPS не только имеют очень высокий поток фотонов, но и по сравнению с металлогалогенными (МГ) лампами они имеют гораздо более заметную красную спектральную составляющую и, следовательно, значительно большую дозу фотосинтетически активного излучения (ФАР) на ватт. Однако в последние годы лампы на светоизлучающих диодах (LED) стали намного более эффективными и начали конкурировать в сфере искусственного освещения. Однако есть ли какое-либо преимущество в использовании светодиодных ламп перед лампами HPS? Всегда ли лампы HPS будут победителями? Сегодня мы рассмотрим научное сравнение натриевых и светодиодных ламп, чтобы увидеть, есть ли в настоящее время победитель между ними.

–

–

На приведенном выше графике показаны спектры ФАР. По сути, это говорит вам, какие длины волн света наиболее заметно поглощаются растениями. Из этой диаграммы видно, что растения имеют пик поглощения вокруг синей и красной частей спектра, в то время как зеленая часть спектра поглощается гораздо менее интенсивно и вместо этого отражается (причина, по которой большинство растений выглядят зелеными). В идеале нам нужны лампы, которые имеют пики в областях спектра, где ФАР также имеет пики, и мы хотели бы иметь самый высокий пик в красной области, где мы получаем наиболее эффективные фотоны для процесса фотосинтеза.

В лампах HPS наши спектры в основном фиксированы природой источника света, в то время как в светодиодных лампах мы можем много настраивать источник света. Это одна из причин, по которой возникает такая путаница при сравнении натриевых и светодиодных ламп. Поскольку светодиодные лампы можно настраивать так много, неудивительно, что существует множество случаев, когда производители получали худшие результаты от светодиодных ламп по сравнению с их аналогами HPS. С лампами HPS вы в основном покупаете одну лампу мощностью 1000 Вт, и все готово, в то время как со светодиодными лампами такие вещи, как цветовое распределение используемых диодов и установленных в них фокусирующих элементов, могут иметь огромное значение.

–

–

Ознакомьтесь с этим исследованием, в котором сравниваются светодиодные и натриевые лампы для выращивания салата и редиски. На картинке выше показаны результаты, которые они получили с лампами HPS, по сравнению с 3 различными экспериментами с использованием разных распределений светодиодов. Человек, использующий настройки 2 или 4, подумал бы, что светодиоды хуже, чем лампы ДНаТ, в то время как кто-то, использующий настройку 1, пришел бы к выводу, что светодиодные лампы просто намного лучше. Вот почему некоторые производители скажут вам, что светодиодные лампы — это лучшее, что есть на земле, в то время как другие скажут, что они никогда не были так хороши, как натриевые — они просто использовали другие лампы. Обратите внимание, что в установке 3 произошел полный срыв процесса фотосинтеза.

В приведенном выше эксперименте производители использовали 4 типа светодиодов: 455 нм, 640 нм, 660 нм и 735 нм в соотношении примерно 10:120:10:1. В настройке 2 интенсивность светодиода 640 нм была уменьшена в 1,5 раза, в настройке 3 компонент 735 нм был изменен только на ночное время, а в настройке 4 светодиод 735 нм был изменен только на два часа в ночное время. Вы можете видеть, как решение изменить источник света, дающий менее 2% общего светового потока в ночное время, имело очень важный эффект. Это связано с тем, что длина волны 735 нм оказывает эффект циркадного ритма, который может существенно изменить реакцию растения. Просто включение 2% светодиодов в неподходящее время полностью изменило результаты.

–

–

С вышеизложенным неудивительно, что мы находим противоречивые данные в научной литературе. В таких статьях, как эта статья об огурцах, говорится, что ДНаТ обеспечивают лучшую эффективность выращивания по сравнению со светодиодными лампами, как и в других статьях, подобных этой, посвященных салату. Однако следует иметь в виду, что используемые светодиодные лампы всегда разные, и тот факт, что светодиодная матрица дает худшие результаты по сравнению с натриевыми, не означает, что это верно для всех светодиодных ламп в целом. Поскольку светодиодные лампы можно настраивать так много, почти наверняка для данного вида растений вы всегда найдете комбинацию светодиодов, которая даст вам, по крайней мере, те же результаты, что и лампа HPS.

Тем не менее, необходимо также учитывать экономию энергии от светодиодных ламп. В экспериментах, где используются сравнимые потоки фотонов, светодиодные лампы, как правило, обеспечивают экономию не менее 30-40% мощности, потребляемой только лампами, в то время как эта экономия может достигать еще более высоких значений, если учитывать дополнительные потребности в охлаждении ДНаТ-ламп (т.е. часто намного ниже для светодиодных ламп).

В соответствии с вышеизложенным, светодиодные лампы, безусловно, заслуживают рассмотрения в качестве замены для ламп HPS. Однако вам необходимо правильно построить светодиодные лампы, чтобы поток фотонов и спектральный состав действительно давали вам результаты, которые могут превзойти результаты обычных ДНаТ. Использование маломощной лампы или лампы с неподходящим спектральным составом действительно может привести к тому, что вы получите результаты хуже, чем у ламп HPS. Это, скорее всего, причина того, почему так много производителей так не хотят переходить на этот тип решений при использовании либо только искусственного, либо дополнительного искусственного освещения.