Замена HPS на светодиоды - экономичное освещение растений

В течение десятилетий лампы на основе паров натрия считались идеальным источником света в садоводстве. Но в последние годы утвердилась новая технология - светоизлучающий диод. В этой статье мы объясним, почему вам следует заменить HPS на LED.
Заменить NDL на LED
Поделиться этим постом

В компании Crescience мы работаем со светодиодами для освещения растений с 2016 года. Уже тогда было ясно, что натриевые лампы (NDL) будут заменены светодиодами - только как и когда, было еще неясно. Светоизлучающий диод в садоводстве все еще находился в зачаточном состоянии. Тем временем светодиоды достигли зрелости и превосходят лампы с натриевым паром во всех сценариях.

Замена NDL на светодиоды - экономичное освещение растений 1

NDL против LED на практике

Значения, указанные в технических характеристиках, говорят сами за себя. Современные светодиоды могут похвастаться эффективностью модуля более 3 мкмоль/Дж, в то время как Натриевая паровая лампа определено как 1,6 мкмоль/Дж. Таким образом, хороший светодиод может излучать почти в два раза больше фотонов в Диапазон PAR или сэкономить чуть меньше половины энергии.

Однако эти измеренные значения не учитывают потери в балластах, а также оптические потери из-за отражателей или линз и поглощения стен. Сопоставление значений PAR на смоделированной площади возделывания дает информацию о том, как системы работают на практике. Мы собрали сравнительные значения с помощью нашего автоматизированного испытательного стенда:

Как заменить HPS на LED

Philips SON-T PIA Plus 600W в PAR-тесте

Для тестов мы использовали совершенно новую лампу Philips SON-T Pia Plus мощностью 600 Вт на цифровом балласте GIB. Adjust-A-Wings Avenger Medium использовался в качестве отражателя в среднем положении. При измерении с расстояния 40 см, площадь освещалась наилучшим образом и наиболее эффективно, не вызывая слишком сильных горячих точек. Старая техника дает приличный поток фотонов, но требует много электроэнергии. 

Тест HPS PAR

расстояние 30 см, "Super Spreader

NDL с суперраспределителем
Super Spreader может смягчить прямое тепло под лампой, но он создает экстремальные горячие точки. Мы измерили потребляемую мощность в 642 Вт на розетке.

пригодный для использования ПАР : 615 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 1,38 мкмоль/м²/Дж

Расстояние 40 см, "Super Lumen 660W"

Замена NDL на светодиоды - экономичное освещение растений 2
На расстоянии 40 см мы обходились без распределителя. При измерении в режиме Super Lumen (660 Вт) потребление энергии от розетки составило чуть менее 700 Вт.

Полезный ПАР : 696 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 1,43 мкмоль/м²/Дж

Бюджетный светодиодный PAR-тест

Для сравнения мы измерили недорогую светодиодную систему с нашей эталонной установкой "The Frugal Four". Те, кто хочет заменить HPS на LED, обычно ищут очень экономичную систему. Наша бюджетная установка состоит из четырех FLUXshield Silver, питающихся от HLG-480H-C2100B.

Если использовать два наших набора "The Wingman Mk II", то можно ожидать примерно одинаковых значений.

Светодиодные платы можно располагать по мере необходимости, чтобы оптимизировать освещение озелененных участков. Для нашего теста FLUXshield были установлены в дальних углах, чтобы полностью использовать эффективную площадь выращивания.

Заменить NDL на LED
Экономный четвертый эталонный PAR-тест
Четыре блока FLUXshield Silver с драйвером Mean Well потребляли 449 Вт и нагревались до 51°C....

Полезный ПАР : 710 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 2,28 мкмоль/м²/Дж

Замена NDL на светодиоды - экономичное освещение растений 3
...в то время как температура окружающей среды составляла 31° C. Наименьшее значение PPFD на высоте 40 см все еще составляло 62% от измеренного максимума.

Полезный ПАР : 667 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 2,14 мкмоль/м²/Дж

Испытание светодиодной лампы высокого класса

Чтобы проверить границы возможного, мы провели еще одно измерение с эталонным дизайном "The Generous Four". Для экстремальной эффективности мы используем драйвер HLG-480H-C2100B, но для дополнения CO2 или больших площадей комплект также может быть оснащен драйвером мощностью 600 Вт. Значения PAR также могут быть достигнуты с помощью 2x "The Wingcommander".

Распределение светодиодов по большой площади позволяет работать очень близко к растениям, что еще больше повышает выход фотонов. Поскольку FLUXshield Gold также содержит дальние светодиоды, излучение которых не обнаруживается в диапазоне PAR, эффективность этой системы еще выше.

Эталонный дизайн Generous Four

расстояние 15 см
Щедрая четверка

Щедрый тест с четырьмя парами на расстоянии 15 см
В действительности рассчитанные на значительно более высокую мощность, четыре блока FLUXshield Gold нагреваются всего до 38°C при температуре окружающей среды 30°C.

Полезный ПАР : 820 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 2,68 мкмоль/м²/Дж

Расстояние 30 см
Щедрая четверка

Щедрый тест четырех PAR на расстоянии 30 см
Эта установка потребляет всего 440 Вт от розетки. Тем не менее, производится значительно больше полезного ФАР, чем при использовании NDL, потребляющего 700 Вт.

Полезный ПАР : 743 мкмоль/м²
PPFD/Вт: 2,43 мкмоль/м²/Дж

Пересчитано: Какая лампа для выращивания более экономична?

Натриевая лампа, подобная той, которую мы тестировали, стоит около 290 евро, при этом расходы распределяются следующим образом (по состоянию на июль 2021 года):

  • Цифровой балласт GIVE NXE 600W: € 160
  • Отражатель с цоколем лампы Adjust-A-Wings Avenger Medium: €90
  • Осветитель Philips SON-T PIA Plus 600W: 40 €

Эта система может быть легко превзойдена нашей установкой "The Frugal Four" или 2x "The Wingman Mk II". Расходы на это можно оценить примерно в 600 евро.

Стоимость приобретения поэтому разница составляет 310 евро в пользу ламп с натриевым паром. Теперь предположим работу в режиме 660 Вт Super Lumen. Это соответствует требуемой мощности 700 Втчтобы достичь в среднем 700 мкмоль/м² в палатке размером 120 х 120 см.

С помощью светодиодной установки "Экономная четверка" мы достигаем этого значения на расстоянии 30 см и 450 Вт Потребляемая мощность.

Сколько времени теперь потребуется, чтобы окупить дополнительные расходы в размере 310 евро за счет оплаты электроэнергии?

При освещении фотопериодических растений можно исходить из того, что в среднем они находятся под воздействием света 14 часов в день (один месяц - 18 часов, два месяца - 12 часов). Цена энергии за киловатт-час составляет около 0,29 €. Светодиодная система "Frugal Four" экономит около 3,5 кВт/ч в день (разница в потреблении 250 Вт * 14 часов).

Экономьте по одному евро каждый день!

Замена HPS на LED дает экономию в 1 € в день и окупаемость через 310 дней!

Кроме того, лампу необходимо заменять примерно через год. Если вы замените NDL на LED, вы сможете обходиться без замены лампы до 10 лет. Благодаря более равномерному освещению обрабатываемой площади, можно предположить более высокую урожайность при использовании светодиодной установки. Более сбалансированный световой спектр и более низкая температура под лампой также позволяют нам ожидать значительного улучшения качества и вкуса.

Замена NDL на светодиоды - экономичное освещение растений 4
Сравнение затрат: В данном примере инвестиции в светодиоды окупаются с 11-го месяца. После этого вы сможете экономить более 300 евро каждый год.

Свойства лампы с натриевым паром

Многие садоводы по-прежнему ценят преимущества лампы с натриевым паром. Технология проста и недорога в приобретении, а сменные лампочки доступны практически везде. Однако до недавнего времени эффективность HPS превосходила все остальное, имеющееся на рынке. Поэтому светящиеся оранжевым светом лампы до сих пор можно встретить не только в ящиках для выращивания, но и в уличном освещении.

Эффективность - HPS по сравнению со светодиодами

В эпоху ламп с натриевым паром существовал практически только один стандарт света - люмены. Это Метрика в области освещения растений но устаревшие. Типичная светоотдача ламп с натриевой парой составляет 130 лм/Вт, а у двухсторонних моделей мощностью 1000 Вт она достигает даже 150 лм/Вт. В пересчете на PPE это означает 1,6 мкмоль/Дж, до 2 мкмоль/Дж для лучших показателей. Это все еще хороший стандарт, учитывая, что люминесцентные лампы и энергосберегающие лампы обеспечивают всего 60 лм/Вт и 0,7 мкмоль/Дж соответственно.

Поначалу серьезными конкурентами HPS на рынке были светодиоды COB (технология "чип на плате"). 160-180 лм/Вт и 1,8-2,2 мкмоль/Дж стали неожиданно доступными благодаря высокой плотности мощности COBs. Однако только современные светодиоды SMD LED Grow LED (z. например, Samsung LM301), которые обеспечивают полноспектральное освещение с более чем 200 лм/Вт и более 3,0 мкмоль/г. Это почти удвоение выхода фотонов по сравнению с лампой с натриевым паром. Это делает целесообразным замену HPS на LED уже через короткое время.

Замена HPS на LED - доступность и стоимость

Благодаря широкому распространению светильники и лампы для паронатриевых ламп очень доступны по цене. По крайней мере, это так, если учитывать только затраты на покупку. Примерно за 100 евро вы можете приобрести полную систему HPS мощностью 600 Вт. Однако не позднее чем через год (лучше через 6 месяцев) из-за потери яркости необходимо заменить лампу за 20-60 €. И, конечно же, счет за электричество. Для работы ламп с натриевыми парами необходимо рассчитать примерно на 80% больше затрат на электроэнергию, чем при использовании современной светодиодной системы.

Хотя при переходе на светодиодные лампы можно значительно сэкономить на оплате электроэнергии, для начала необходимо вложить гораздо больше средств в покупку лампы для растений. Для современных эффективных светодиодных ламп необходимо рассчитывать как минимум на €1 - €1,50 за ватт. Если вы ищете хорошую систему "подключи и работай", она может стоить значительно дороже. С другой стороны, срок службы высококачественных светодиодов составляет около 8-10 лет, а лучшие модели теоретически могут проработать более 100 000 часов.

Основная проблема заключается в доступности. В специализированных магазинах обычно представлены лампы высокой ценовой категории, которые также убедительны с точки зрения качества. Однако в онлайновой торговле появилось множество сомнительных дилеров, которые перебивают друг друга, используя превосходные характеристики и вводящие в заблуждение описания товаров. Новичкам трудно определить хорошие предложения на Amazon и Ebay.

Тепловое излучение

Хотя большинство производителей выращиваемых в закрытом грунте растений сталкиваются с проблемой отвода избыточного тепла из палатки для выращивания, известны единичные случаи, когда для достижения приемлемых температур в зимний период требуется лучистое тепло. Это может произойти, например, на неизолированных чердаках. Поскольку лампа с натриевым паром преобразует большую часть используемой энергии в тепловую мощность, эта ламповая технология может быть полезна в таких случаях.

Однако летом сценарий меняется в пользу светодиодной технологии, поскольку здесь генерируется лишь минимальное тепловое излучение. До 80% энергии (Osram Oslon Square Gen 4) могут быть преобразованы в фотосинтетически эффективные фотоны. Низкая потеря мощности рассеивается вверх через теплоотвод, так что на монтажную поверхность поступает лишь минимальное количество тепла. Поэтому те, кто хочет заменить HPS на LED, могут также выиграть от более низкой температуры листьев.

Вывод: Почему я должен заменить HPS на LED?

Поэтому с разных точек зрения всегда целесообразно заменить HPS на LED. Будь то лучшее освещение всей площади выращивания без горячих точек, экономия затрат через короткое время или снижение температуры летом. Вопрос лишь в том, какая светодиодная установка является правильной. Мы разработали различные варианты для всех зон выращивания.

Концепции освещения "High Value" привлекательны прежде всего для садоводов, которые стремятся к максимально быстрой окупаемости.

Для профессионалов мы предлагаем линейку продуктов под названием "Ultimate Performance". Это характеризуется продуманными и частично регулируемыми спектрами, а также максимально возможной эффективностью.

Поделиться этим постом

Мы - Crescience

Автоматизация и светодиодное освещение установок - наша страсть.

Вместе мы создаем сильное сообщество вокруг самых интересных технологий для культуры растений в закрытых системах. Присоединяйтесь, это бесплатно!

Оглавление

Другие новости

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт защищен reCAPTCHA, и к нему применяются положения Политики конфиденциальности Google Политика конфиденциальности и Условия предоставления услуг.