Sostituire HPS con LED - Illuminazione economica dell'impianto

Per decenni, le lampade a vapore di sodio sono state considerate la fonte di luce ideale in orticoltura. Ma negli ultimi anni si è affermata una nuova tecnologia: il diodo ad emissione di luce. In questo articolo vi spieghiamo perché dovreste sostituire HPS con LED.
Sostituire NDL con LED
Condividi questo articolo

Alla Crescience, lavoriamo con i LED per l'illuminazione degli impianti dal 2016. Già allora era chiaro che la lampada a vapori di sodio (NDL) sarebbe stata sostituita dai LED - solo come e quando non era ancora chiaro. Il diodo ad emissione di luce in orticoltura era ancora agli inizi. Nel frattempo, i LED sono maturati e superano la lampada a vapore di sodio in tutti gli scenari.

Sostituire NDL con LED - Illuminazione economica degli impianti 1

NDL contro LED in pratica

I valori sulle schede tecniche parlano da soli. I LED moderni possono vantare efficienze di modulo superiori a 3 µmol/J, mentre i Lampada a vapore di sodio è specificato come 1,6 µmol/J. Un buon LED può quindi emettere quasi il doppio della quantità di fotoni nel Gamma PAR emettono, o risparmiare poco meno della metà dell'energia.

Tuttavia, questi valori misurati non tengono conto delle perdite nei reattori, così come delle perdite ottiche dovute ai riflettori o alle lenti e all'assorbimento delle pareti. La mappatura dei valori PAR su un'area di coltivazione simulata fornisce informazioni su come i sistemi si comportano nella pratica. Abbiamo raccolto valori comparativi con il nostro banco di prova automatizzato:

Come sostituire HPS con LED

Il Philips SON-T PIA Plus 600W nel test PAR

Per i test, abbiamo usato una lampada Philips SON-T Pia Plus 600W nuova di zecca su un reattore digitale GIB. Il Adjust-A-Wings Avenger Medium è stato usato come riflettore nella posizione centrale. Misurando ad una distanza di 40 cm, l'area poteva essere illuminata al meglio e in modo più efficiente senza causare hotspot troppo forti. La vecchia tecnica produce un flusso di fotoni rispettabile, ma richiede molta elettricità. 

Test HPS PAR

30 cm di distanza, "Super Spreader

NDL con Super Spreader
Il Super Spreader può mitigare il calore diretto sotto la lampadina, ma crea punti caldi estremi. Abbiamo misurato 642 W di consumo energetico alla presa.

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

40 cm di distanza, "Super Lumen 660W"

Sostituire NDL con LED - Illuminazione economica dell'impianto 2
Ad una distanza di 40 cm, abbiamo fatto a meno dello spreader. La misurazione in modalità Super Lumen (660 W) ha prodotto un consumo energetico di poco meno di 700 W alla presa di corrente.

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

Test PAR di bilancio a LED

Per fare un confronto, misuriamo un sistema LED economico con il nostro setup di riferimento "The Frugal Four". Coloro che vogliono sostituire il loro HPS con il LED saranno di solito alla ricerca di un sistema molto economico. La nostra configurazione economica consiste in quattro FLUXshield Silver, alimentati da un HLG-480H-C2100B.

Se si utilizzano due dei nostri kit "The Wingman Mk II", ci si possono aspettare circa gli stessi valori.

I pannelli LED possono essere disposti come necessario per ottimizzare l'illuminazione delle aree piantate. Per il nostro test, gli FLUXshield sono montati negli angoli più lontani per utilizzare pienamente l'area di crescita effettiva.

Sostituire NDL con LED
Frugal Four Reference PAR Test
Le quattro unità FLUXshield Silver con il driver Mean Well hanno consumato 449 watt e si sono riscaldate fino a 51°C...

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

Sostituire NDL con LED - Illuminazione economica dell'impianto 3
...mentre la temperatura ambiente era di 31° C. Il valore PPFD più basso a 40 cm era ancora 62% del massimo misurato.

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

Test LED PAR di fascia alta

Per testare i limiti di ciò che è possibile, abbiamo effettuato un'altra misurazione con il progetto di riferimento "The Generous Four". Per un'efficienza estrema, usiamo un driver HLG-480H-C2100B, ma per un'integrazione di CO2 o per aree più grandi, il kit può anche essere equipaggiato con un driver da 600W. I valori PAR possono essere raggiunti anche con 2x "The Wingcommander".

La distribuzione ad ampia area dei LED permette un funzionamento estremamente vicino alle piante, il che migliora ulteriormente la resa dei fotoni. Poiché il FLUXshield Gold contiene anche LED a luce rossa lontana, la cui radiazione non viene rilevata nella gamma PAR, l'efficienza di questo sistema è ancora più alta.

Il progetto di riferimento Generous Four

15 cm di distanza
I quattro generosi

Il generoso quattro par test 15 cm di distanza
In realtà progettato per uscite significativamente più elevate, le quattro unità FLUXshield Gold si scaldano solo 38°C con una temperatura ambiente di 30°C.

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

30 cm di distanza
I quattro generosi

Generoso Quattro PAR Test a 30 cm di distanza
Questa configurazione consuma solo 440 W alla presa di corrente. Tuttavia, viene prodotto molto più PAR utilizzabile che con una NDL che consuma 700 W.

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

Ricalcolato: Quale lampada da coltivazione è più economica?

Una lampada a vapori di sodio come quella che abbiamo testato costa circa 290 € per l'acquisto, con i costi così ripartiti (al luglio 2021):

  • Alimentatore digitale DARE NXE 600W: € 160
  • Riflettore con presa per la lampada Adjust-A-Wings Avenger Medium: €90
  • Illuminante Philips SON-T PIA Plus 600W: 40 €

Questo sistema può essere facilmente superato con il nostro setup "The Frugal Four" o 2x "The Wingman Mk II". I costi per questo possono essere stimati in circa 600 €.

I costi di acquisizione quindi differiscono di 310 euro a favore della lampada a vapore di sodio. Ora supponiamo il funzionamento in modalità 660 W Super Lumen. Questo corrisponde a 700 W di potenza richiestaper raggiungere una media di 700 µmol/m² in una tenda di 120 x 120 cm.

Con la configurazione LED "The Frugal Four", raggiungiamo questo valore a una distanza di 30 cm e 450 W Consumo energetico.

Quanto tempo ci vorrà ora per recuperare i 310 euro di costo aggiuntivo dell'acquisto attraverso la bolletta dell'elettricità?

Quando si illuminano le piante fotoperiodiche, si può assumere una media di 14 ore di esposizione al giorno (un mese 18 ore, due mesi 12 ore). Il prezzo dell'energia per kilowattora è di circa 0,29 €. Il sistema LED "Frugal Four" risparmia circa 3,5 kWh al giorno (250 W di differenza di consumo * 14 ore).

Risparmia un euro ogni giorno!

La sostituzione del HPS con il LED comporta un risparmio di 1 € al giorno e un recupero dopo 310 giorni!

Inoltre, la lampada deve essere sostituita dopo circa un anno. Se si sostituisce il NDL con il LED, si può andare avanti fino a 10 anni senza cambiare la lampada. A causa dell'illuminazione più uniforme dell'area coltivata, si può presumere una resa più alta con la configurazione a LED. Lo spettro di luce più equilibrato e le temperature più fresche sotto la lampada ci portano anche ad aspettarci miglioramenti significativi nella qualità e nel gusto.

Sostituire NDL con LED - Illuminazione economica dell'impianto 4
Confronto dei costi: in questo esempio, l'investimento in LED si ripaga a partire dall'11° mese. Dopo di che, puoi risparmiare più di 300 € ogni anno.

Proprietà della lampada a vapore di sodio

Molti giardinieri interni apprezzano ancora i vantaggi della lampada a vapore di sodio. La tecnologia è semplice e poco costosa da acquistare, e le lampadine di ricambio sono disponibili quasi ovunque. Fino a poco tempo fa, tuttavia, l'efficienza della HPS superava tutto il resto disponibile sul mercato. Ecco perché le lampadine a luce arancione si trovano ancora non solo nelle grow box ma anche nell'illuminazione stradale.

Efficienza - HPS vs. LED

Nell'epoca della lampada a vapori di sodio, c'era praticamente un solo standard per la luce: i lumen. Questo La metrica è nel campo dell'illuminazione delle piante ma obsoleto. L'efficienza lumen tipica delle lampade a vapori di sodio è di 130 lm/W, mentre i modelli a doppio attacco da 1000W raggiungono addirittura 150 lm/W. Espresso in DPI, questo significa 1,6 µmol/J, fino a 2 µmol/J per i top performer. Questo è ancora un buon standard, considerando che i tubi fluorescenti e le lampade a risparmio energetico gestiscono solo 60 lm/W e 0,7 µmol/J rispettivamente.

All'inizio, i LED COB (tecnologia chip on board) erano seri concorrenti dell'HPS sul mercato. 160-180 lm/W e 1,8-2,2 µmol/J erano improvvisamente accessibili grazie all'alta densità di potenza dei COB. Tuttavia, solo gli ultimi LED SMD Grow LED (z. ad esempio Samsung LM301) che permettono un'illuminazione a pieno spettro con più di 200 lm/W e oltre 3,0 µmol/y. Questo è quasi un raddoppio della resa fotonica rispetto alla lampada a vapore di sodio. Questo fa sì che valga la pena di sostituire l'HPS con il LED dopo poco tempo.

Sostituire HPS con LED - disponibilità e costi

A causa del loro uso diffuso, gli apparecchi e le lampade per le lampade a vapore di sodio sono molto convenienti. Almeno questo è vero se si considerano solo i costi di acquisto. Per circa 100 €, si può ottenere un sistema HPS completo da 600 Watt. Tuttavia, dopo un anno al massimo (meglio dopo 6 mesi), una nuova lampadina è dovuta per 20-60 € a causa della perdita di luminosità. E poi, naturalmente, c'è la bolletta dell'elettricità. Per il funzionamento delle lampade a vapori di sodio, bisogna calcolare circa 80% più costi di elettricità che con un moderno sistema a LED.

Mentre c'è un grande risparmio sulla bolletta elettrica quando ci si converte al LED, c'è un investimento molto più grande per iniziare con l'acquisto della lampada della pianta. Bisogna calcolare almeno 1 - 1,50 euro per watt per i LED di crescita attuali ed efficienti. Se state cercando un buon sistema plug-and-play, questo può essere considerevolmente di più. D'altra parte, l'aspettativa di vita dei LED di alta qualità è di circa 8-10 anni, e i migliori modelli possono teoricamente durare oltre 100.000 ore.

Il problema principale è la disponibilità. I negozi specializzati di solito hanno lampade di alto prezzo che sono anche convincenti in termini di qualità. Nel commercio online, tuttavia, c'è una proliferazione di commercianti dubbiosi che si superano a vicenda con superlativi e descrizioni ingannevoli dei prodotti. Per i principianti, le buone offerte su Amazon e Ebay sono difficili da identificare.

Radiazione termica

Mentre la maggior parte dei coltivatori indoor ha problemi a rimuovere il calore in eccesso dalla tenda da coltivazione, si dice che ci siano casi isolati in cui il calore radiante è necessario per raggiungere temperature accettabili in inverno. Questo può essere il caso delle soffitte non isolate, per esempio. Poiché la lampada a vapori di sodio converte gran parte dell'energia utilizzata in calore, questa tecnologia di lampada può essere utile in questi casi.

In estate, tuttavia, lo scenario si trasforma a favore della tecnologia LED, poiché qui si genera solo una minima radiazione di calore. Fino a 80% dell'energia (Osram Oslon Square Gen 4) possono essere convertiti in fotoni fotosinteticamente efficaci. La bassa perdita di potenza è dissipata verso l'alto attraverso un dissipatore di calore, in modo che solo un minimo di calore sia applicato alla superficie di montaggio. Chi vuole sostituire l'HPS con il LED può quindi beneficiare anche di temperature fogliare più basse.

Conclusione: perché dovrei sostituire il mio HPS con il LED?

Da vari punti di vista è quindi sempre conveniente sostituire un HPS con un LED. Che si tratti di una migliore illuminazione dell'intera area di coltivazione senza punti caldi, del risparmio sui costi dopo poco tempo o della riduzione delle temperature in estate. L'unica domanda è quale configurazione LED è quella giusta. Abbiamo progettato diverse opzioni per tutte le aree di coltivazione.

I concetti di illuminazione "High Value" si rivolgono soprattutto ai giardinieri che cercano il ritorno più rapido possibile.

Per i professionisti, offriamo una gamma di prodotti chiamata "Ultimate Performance". Questo è caratterizzato da spettri elaborati e parzialmente regolabili, nonché dalla massima efficienza possibile.

Condividi questo articolo

Noi siamo Crescienza

L'automazione e l'illuminazione degli impianti a LED sono la nostra passione.

Insieme stiamo costruendo una comunità forte attorno alle tecnologie più interessanti per la cultura degli impianti a sistema chiuso. Unisciti a noi, è gratis!

Indice

Altre notizie

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.

Questo sito è protetto da reCAPTCHA e si applica la Privacy Policy di Google e Termini di servizio.