Sustituir HPS por LED - Iluminación económica de la planta

Durante décadas, las lámparas de vapor de sodio se consideraron la fuente de luz ideal en la horticultura. Pero en los últimos años se ha impuesto una nueva tecnología: el diodo emisor de luz. En este artículo te explicamos por qué deberías sustituir el HPS por el LED.
Sustituir NDL por LED
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En Crescience llevamos trabajando con LEDs para la iluminación de plantas desde 2016. Ya entonces estaba claro que las lámparas de vapor de sodio (NDL) serían sustituidas por los LED, sólo que no estaba claro cómo y cuándo. El diodo emisor de luz en la horticultura estaba todavía en sus inicios. Mientras tanto, los LED han madurado y superan a la lámpara de vapor de sodio en todos los escenarios.

Sustituir NDL por LED - Iluminación económica de la planta 1

NDL versus LED en la práctica

Los valores de las fichas técnicas hablan por sí mismos. Los LED modernos pueden presumir de eficiencias de módulo superiores a 3 µmol/J, mientras que los Lámpara de vapor de sodio se especifica como 1,6 µmol/J. Así, un buen LED puede emitir casi el doble de fotones en el Gama PAR emiten, o ahorran algo menos de la mitad de la energía.

Sin embargo, estos valores medidos no tienen en cuenta las pérdidas en los balastos, así como las pérdidas ópticas debidas a los reflectores o las lentes y la absorción de las paredes. El mapeo de los valores de la RFA en una zona de cultivo simulada proporciona información sobre el rendimiento de los sistemas en la práctica. Recogimos valores comparativos con nuestro banco de pruebas automatizado:

Cómo sustituir el HPS por el LED

El Philips SON-T PIA Plus 600W en la prueba PAR

Para las pruebas, utilizamos una nueva lámpara Philips SON-T Pia Plus de 600W en un balasto digital GIB. El Adjust-A-Wings Avenger Medium se utilizó como reflector en la posición media. Cuando se midió a una distancia de 40 cm, la zona pudo iluminarse mejor y de forma más eficiente sin causar puntos calientes demasiado fuertes. La antigua técnica produce un flujo de fotones respetable, pero requiere mucha electricidad. 

Prueba HPS PAR

30 cm de distancia, "Super Spreader

NDL con Super Spreader
El Super Spreader puede mitigar el calor directo bajo la bombilla, pero crea puntos calientes extremos. Hemos medido un consumo de 642 W en la toma de corriente.

PAR utilizable 615 µmol/m²
PPFD/W: 1,38 µmol/m²/J

Distancia de 40 cm, "Super Lumen 660W"

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A una distancia de 40 cm, prescindimos del esparcidor. La medición en modo Super Lumen (660 W) produjo un consumo de energía de algo menos de 700 W en la toma de corriente.

PAR utilizable : 696 µmol/m²
PPFD/W: 1,43 µmol/m²/J

Presupuesto LED PAR Test

Para comparar, medimos un sistema LED económico con nuestra configuración de referencia "The Frugal Four". Los que quieren sustituir su HPS por LED suelen buscar un sistema muy económico. Nuestra configuración económica consiste en cuatro FLUXshield Silver, alimentados por un HLG-480H-C2100B.

Si se utilizan dos de nuestros kits "The Wingman Mk II", se pueden esperar aproximadamente los mismos valores.

Las placas de LEDs pueden disponerse según las necesidades para optimizar la iluminación de las zonas plantadas. Para nuestra prueba, los FLUXshield están montados en las esquinas más alejadas para aprovechar al máximo la zona de cultivo efectiva.

Sustituir NDL por LED
Prueba PAR de referencia de Frugal Four
Las cuatro unidades FLUXshield Silver con el driver Mean Well consumieron 449 vatios y se calentaron hasta 51°C...

PAR utilizable : 710 µmol/m²
PPFD/W: 2,28 µmol/m²/J

Sustituir NDL por LED - Iluminación económica de la planta 3
...mientras que la temperatura ambiente era de 31° C. El valor más bajo de PPFD a 40 cm seguía siendo 62% del máximo medido.

PAR utilizable 667 µmol/m²
PPFD/W: 2,14 µmol/m²/J

Prueba de LED PAR de gama alta

Para probar los límites de lo posible, realizamos otra medición con el diseño de referencia "The Generous Four". Para una eficiencia extrema, utilizamos un driver HLG-480H-C2100B, pero para la suplementación de CO2 o áreas más grandes, el kit también puede estar equipado con un driver de 600W. Los valores PAR también se pueden conseguir con 2x "The Wingcommander".

La distribución de gran superficie de los LEDs permite trabajar muy cerca de las plantas, lo que mejora aún más el rendimiento de los fotones. Como el FLUXshield Gold también contiene LEDs de color rojo lejano cuya radiación no se detecta en el rango PAR, la eficiencia de este sistema es aún mayor.

El diseño de referencia Generous Four

15 cm de distancia
Los cuatro generosos

El generoso test de cuatro pares de 15 cm de distancia
En realidad, las cuatro unidades FLUXshield Gold están diseñadas para rendimientos mucho más elevados y sólo se calientan 38°C a una temperatura ambiente de 30°C.

PAR utilizable : 820 µmol/m²
PPFD/W: 2,68 µmol/m²/J

30 cm de distancia
Los cuatro generosos

Generosa prueba de cuatro PAR a 30 cm de distancia
Esta configuración sólo consume 440 W en la toma de corriente. Sin embargo, se produce mucha más RFA utilizable que con un NDL que consume 700 W.

PAR utilizable : 743 µmol/m²
PPFD/W: 2,43 µmol/m²/J

Recalculado: ¿Qué lámpara de cultivo es más económica?

La compra de una lámpara de vapor de sodio como la que hemos probado cuesta unos 290 euros, con el siguiente desglose de costes (a julio de 2021):

  • Balasto digital DAR NXE 600W: € 160
  • Reflector con portalámparas Adjust-A-Wings Avenger Medium: 90 €.
  • Iluminador Philips SON-T PIA Plus 600W: 40 €.

Este sistema puede superarse fácilmente con nuestra configuración "The Frugal Four" o 2x "The Wingman Mk II". Los costes para ello pueden estimarse en unos 600 euros.

Los costes de adquisición por tanto, difieren en 310 euros a favor de la lámpara de vapor de sodio. Supongamos ahora el funcionamiento en modo Super Lumen de 660 W. Esto corresponde a una necesidad de potencia de 700 Wpara alcanzar una media de 700 µmol/m² en una tienda de 120 x 120 cm.

Con el montaje de LEDs "The Frugal Four", conseguimos este valor a una distancia de 30 cm y 450 W Consumo de energía.

¿Cuánto tiempo tardará ahora en recuperar el coste adicional de 310 euros de la compra a través de la factura de la luz?

Al iluminar las plantas fotoperiódicas, se puede asumir una media de 14 horas de exposición al día (un mes 18 horas, dos meses 12 horas). El precio de la energía por kilovatio hora es de unos 0,29 euros. El sistema LED "Frugal Four" ahorra unos 3,5 kWh al día (diferencia de consumo de 250 W * 14 horas).

¡Ahorra un euro cada día!

La sustitución de las lámparas de incandescencia por lámparas LED supone un ahorro de 1 euro al día y una recuperación de la inversión en 310 días.

Además, la lámpara tiene que ser reemplazada después de un año aproximadamente. Si sustituyes el NDL por el LED, puedes pasar hasta 10 años sin cambiar la lámpara. Debido a la iluminación más uniforme de la superficie cultivada, se puede suponer un mayor rendimiento con la configuración LED. El espectro lumínico más equilibrado y las temperaturas más frescas bajo la lámpara también nos hacen esperar mejoras significativas en la calidad y el sabor.

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Comparación de costes: En este ejemplo, la inversión en LED se amortiza a partir del undécimo mes. A partir de ahí, puedes ahorrar más de 300 euros al año.

Propiedades de la lámpara de vapor de sodio

Muchos jardineros de interior siguen apreciando las ventajas de la lámpara de vapor de sodio. La tecnología es sencilla y barata de adquirir, y las bombillas de recambio están disponibles en casi todas partes. Sin embargo, hasta hace poco, la eficacia de la HPS superaba a todo lo disponible en el mercado. Por ello, las bombillas anaranjadas se siguen encontrando no sólo en las cajas de cultivo, sino también en el alumbrado público.

Eficiencia - HPS vs. LED

En la época de la lámpara de vapor de sodio, prácticamente sólo existía un estándar para la luz: los lúmenes. Este Metric está en el campo de la iluminación de las plantas pero obsoleta. La eficiencia lumínica típica de las lámparas de vapor de sodio es de 130 lm/W, mientras que los modelos de 1000W de doble casquillo alcanzan incluso los 150 lm/W. Expresado en PPE, esto significa 1,6 µmol/J, hasta 2 µmol/J para los mejores. Sigue siendo un buen nivel, teniendo en cuenta que los tubos fluorescentes y las lámparas de ahorro de energía sólo consiguen 60 lm/W y 0,7 µmol/J respectivamente.

Al principio, los LED COB (tecnología de chip en placa) eran serios competidores de los HPS en el mercado. 160-180 lm/W y 1,8-2,2 µmol/J fueron repentinamente asequibles debido a la alta densidad de potencia de los COB. Sin embargo, sólo los actuales LEDs de crecimiento SMD (z. por ejemplo, Samsung LM301) que permiten una iluminación de espectro completo con más de 200 lm/W y más de 3,0 µmol/a. Esto supone casi una duplicación del rendimiento fotónico en comparación con la lámpara de vapor de sodio. Esto hace que merezca la pena sustituir el HPS por el LED al cabo de poco tiempo.

Sustituir HPS por LED: disponibilidad y costes

Debido a su uso generalizado, los aparatos y las lámparas de vapor de sodio son muy asequibles. Al menos esto es cierto si sólo se tienen en cuenta los costes de compra. Por unos 100 euros, puedes conseguir un sistema completo de 600 vatios HPS. Sin embargo, después de un año como máximo (mejor después de 6 meses), hay que cambiar la bombilla por 20-60 euros debido a la pérdida de luminosidad. Y luego, por supuesto, está la factura de la electricidad. Para el funcionamiento de las lámparas de vapor de sodio, hay que calcular unos 80% más de costes de electricidad que con un sistema moderno de LED.

Aunque hay un gran ahorro de costes en la factura de electricidad cuando se convierte a LED, hay una inversión mucho mayor para empezar a comprar la lámpara de la planta. Hay que calcular al menos 1 - 1,50 euros por vatio para los LED de crecimiento actuales y eficientes. Si lo que buscas es un buen sistema "plug and play", esto puede ser bastante más. Por otro lado, la esperanza de vida de los LED de alta calidad es de unos 8-10 años, y los mejores modelos pueden durar teóricamente más de 100.000 horas.

El principal problema es la disponibilidad. Las tiendas especializadas suelen tener lámparas de alto precio que también convencen por su calidad. Sin embargo, en el comercio online proliferan los vendedores dudosos que se superan con superlativos y descripciones de producto engañosas. Para los principiantes, las buenas ofertas en Amazon y Ebay son difíciles de identificar.

Radiación térmica

Aunque la mayoría de los cultivadores de interior tienen problemas para eliminar el exceso de calor del armario de cultivo, se dice que hay casos aislados en los que se necesita calor radiante para alcanzar temperaturas aceptables en invierno. Este puede ser el caso, por ejemplo, de los áticos no aislados. Como la lámpara de vapor de sodio convierte una gran parte de la energía utilizada en calor, esta tecnología de lámparas puede ser útil en estos casos.

En verano, sin embargo, el escenario se vuelve a favor de la tecnología LED, ya que aquí sólo se genera un mínimo de radiación térmica. Hasta 80% de la energía (Osram Oslon Square Gen 4) pueden convertirse en fotones fotosintéticamente efectivos. La baja pérdida de potencia se disipa hacia arriba a través de un disipador de calor, de modo que sólo se aplica un calor mínimo a la superficie de montaje. Por lo tanto, quienes quieran sustituir la HPS por la LED también pueden beneficiarse de las menores temperaturas de las hojas.

Conclusión: ¿Por qué debería sustituir mi HPS por LED?

Por lo tanto, siempre vale la pena, desde varios puntos de vista, sustituir un HPS por un LED. Ya sea la mejor iluminación de toda la zona de cultivo sin puntos calientes, el ahorro de costes al poco tiempo o la reducción de las temperaturas en verano. La única cuestión es qué configuración de LED es la correcta. Hemos diseñado diferentes opciones para todas las áreas de cultivo.

Los conceptos de iluminación de "alto valor" atraen sobre todo a los jardineros que buscan una amortización lo más rápida posible.

Para los profesionales, ofrecemos una gama de productos denominada "Ultimate Performance". Se caracteriza por un espectro elaborado y parcialmente ajustable, así como por la mayor eficacia posible.

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