แสงสีแดง แสงสีฟ้า: การปรับสมดุล LED ประสิทธิภาพด้วยประสิทธิภาพ

ความสามารถของเทคโนโลยี LED ในการจัดการสเปกตรัมแสงควรใช้เท่าที่จำเป็นและเป็นวิธีการเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติและตามฤดูกาลเพื่อประโยชน์ของพืช ไม่ใช่การตลาด.

ไดโอดเปล่งแสง (LED) เทคโนโลยีนำเสนอการปรับปรุงที่ปฏิวัติวงการให้กับนักจัดสวนในร่ม.

อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่อื่นๆ การลงทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นนั้นเป็นอุปสรรคที่ชะลอการนำไปใช้ แม้ว่าจะมีต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของที่ต่ำกว่าก็ตาม.

ทว่า พืชสมุนไพร อุตสาหกรรมมีวิวัฒนาการ กระเป๋าของผู้ปลูกได้ลึกซึ้งขึ้นจนการจ่ายเงินเริ่มต้นไม่ได้ขัดขวางการซื้ออุปกรณ์ใดๆ.

ผู้เพาะปลูกและนักลงทุนใช้มุมมองระยะยาวเกี่ยวกับความสามารถในการทำกำไร และพวกเขาได้ก้าวไปสู่สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีประสิทธิภาพและมีมูลค่าหลายล้านดอลลาร์มากขึ้น.

จากมุมมองที่กว้างขึ้นนี้ ไฟ LED ที่ชัดเจนจะให้ประโยชน์ทางการเงิน.

ไฟ LED เพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก สร้างการผลิตความร้อนน้อยที่สุด ให้อายุการใช้งาน 50,000 ชั่วโมง และต้องการการบำรุงรักษาต่ำ ทำให้เป็นทางเลือกที่ชัดเจนเหนือแบบดั้งเดิม คายประจุความเข้มสูง (HID) เทคโนโลยี.

เหตุใดเทคโนโลยี LEAD จึงไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากผู้ปลูกและเรือนกระจก?

คำตอบอยู่ที่ว่านักออกแบบของ Grow Lights ใหม่จัดการกับสเปกตรัมแสงอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงของหน่วยโฟโตเมตริกเปลี่ยนไปเพื่อให้เข้ากับผลิตภัณฑ์ใหม่เหล่านี้อย่างไร.

ภายในชุมชนที่กำลังเติบโต ไฟ LED มีประวัติที่น่าสงสัยและชื่อเสียงที่น่าสงสัย.

ด้วยการออกแบบผลิตภัณฑ์มากมายในตลาด ชื่อเสียงนั้นจึงสมควรได้รับเป็นส่วนใหญ่.

Grow Plant Industry Groupthink ถือได้ว่าแสงที่ผลิตโดย LED ไม่สามารถจับคู่กับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สำคัญทั้งหมดซึ่งเกิดจากแสง HID แบบดั้งเดิม.

ประสิทธิภาพที่ขาดความดแจ่มใสและเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยที่ไม่ดีจากผลิตภัณฑ์ LED รุ่นแรกทำให้ความเชื่อเหล่านี้คงอยู่ตลอดไป.

สาเหตุของปัญหาเหล่านี้คือความเบี่ยงเบนของนักออกแบบจากสิ่งที่ได้ผล เช่น. โซเดียมความดันสูง (HP) กับ เมทัลฮาไลด์ (MH) สเปกตรัม เพื่อสนับสนุนอุดมคติที่คาดคะเน สีน้ำเงิน/แดง การรวมกัน.

สเปกตรัมใหม่นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้พืชได้รับแสงที่พวกเขาต้องการอย่างแม่นยำและไม่มีอะไรมากไปกว่านี้.

การละเว้นคลื่นแสงที่ “ไม่ได้ใช้” ถือเป็นการประหยัดพลังงาน.

ด้วยเหตุผลที่เราจะพูดถึงด้านล่าง ระบบการวัดแสงที่มีอยู่ไม่สนับสนุนโปรไฟล์สเปกตรัมใหม่ที่ได้รับการสนับสนุนจากปรัชญาการออกแบบนี้.

ผู้ผลิตเหล่านี้กำหนดการเปลี่ยนแปลงหน่วยการวัดแสง และการเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ก็ซับซ้อน.

เหตุผลสเปกตรัมสีน้ำเงิน/สีแดง

การออกแบบสีน้ำเงิน/แดงใหม่มีเจตนาดีและไม่มีตรรกะ.

สเปกตรัมแสงสองสเปกตรัมที่กำหนดอย่างหลวม ๆ - สีน้ำเงินและสีแดง - ขับเคลื่อนการกระทำของ การสังเคราะห์ด้วยแสง.

มากนี้เป็นเรื่องจริง Dr. Keith J. McCree นักวิจัยผู้บุกเบิกและผู้ก่อตั้ง McCree Curve อธิบายว่าสเปกตรัมทั้งสองนี้มีจุดสูงสุดประมาณ 440 มน และ 620 นาโนเมตร — สีน้ำเงินและสีแดงตามลำดับ.

การวิจัยจำนวนมากได้ยืนยันข้อมูลนี้ แม้ว่าการวิจัยในภายหลังพบว่าค่าสูงสุดของการดูดกลืนแสงจะแตกต่างกันเล็กน้อย.

การกระทำที่เรียกว่า “คลอโรฟิลล์เอ” แสดงจุดสูงสุดที่ 430 นาโนเมตรและ 662 นาโนเมตร ในขณะที่ “คลอโรฟิลล์ บี” ขับเคลื่อนด้วยแสง 453 นาโนเมตร และ 642 นาโนเมตร.

นักออกแบบ LED รุ่นแรกผิดพลาดโดยลดสเปกตรัมการเจริญเติบโตของพืชลงเหลือเพียงสองส่วนนี้ของ รังสีที่ใช้งานสังเคราะห์แสง (PAR).

นักออกแบบแสงหลายคนเคยกระตือรือร้นเกี่ยวกับศักยภาพของไฟ LED สีน้ำเงิน/สีแดงเช่นกัน แต่ปรัชญาได้พัฒนาไปพร้อมกับการทดลอง.

จากประสบการณ์จริง หลายคนตอนนี้เป็นแชมป์ไฟสีขาวเต็มสเปกตรัม.

ไดโอดเปล่งแสงมักจะมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้ามากกว่าที่ความยาวคลื่นสีแดงและสีน้ำเงิน ดังนั้นจึงปฏิบัติตามอย่างมีเหตุมีผลเพื่อลดการส่งออกของไฟพืชสวนเป็นสองสีนี้หากพืชต้องการเช่นกัน.

การทำเช่นนี้จะไม่มีการใช้ทรัพยากรในส่วนที่ “สูญเปล่า” ของสเปกตรัมที่ตราไว้.

หลังจากแสงแดดส่องถึงมาหลายหน นักออกแบบแสงคิดว่าพวกเขาได้ค้นพบสิ่งที่พืชต้องการแล้ว นั่นคือแสงสีชมพูอมม่วง.

วิศวกรของสเปกตรัมคิดว่าพวกเขาสามารถปลูกพืชที่ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้ โดยไม่รวมผัก สีเหลือง และส้มที่ไร้ประสิทธิภาพและสิ้นเปลืองทางไฟฟ้า.

ความคิดส่วนใหญ่นี้เกิดจากเส้นโค้ง McCree ซึ่งเป็นโปรไฟล์สเปกตรัมที่ได้รับการสนับสนุนจากอูฐซึ่งแสดงการตอบสนองการเผาผลาญของพืชที่จุดสูงสุดที่สีน้ำเงินและสีแดง.

McCree ได้ก่อตั้งเครื่องมือภาพประกอบนี้ในการศึกษาปี 1970 ของเขาเกี่ยวกับพันธุ์พืชหลายสิบชนิดที่มหาวิทยาลัย Texas A&M.

งานของเขาทำหน้าที่เป็นหลักการสำคัญของ Spectrum Science และรากฐานสำหรับการวิจัยอื่น ๆ จากการสังเกตที่สำคัญของเขา.

แต่เส้นโค้งของ McCree ไม่ใช่คำแนะนำสำหรับสเปกตรัมแสงจากพืชสวนในอุดมคติ และตามคำอธิบายของ McCree ได้รับการจัดเตรียมเพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับการอภิปรายเกี่ยวกับคำจำกัดความของการแผ่รังสีที่ออกฤทธิ์ด้วยแสง (PAR) ไม่ใช่การเพิ่มประสิทธิภาพของสเปกตรัมการเติบโต.

มันสำรวจว่าพืชตอบสนองต่อแสงสีต่างๆ หรือไม่ และสิ่งที่เป็นและไม่ใช่ — เป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมที่ตราไว้.

ดังนั้น การทดลองจึงใช้มุมรีดักชัน.

ทีมของ McCree ทดสอบการตอบสนองของพืชต่อความยาวคลื่นของแสงครั้งละหนึ่งคลื่น โดยแยกได้ในช่วง 25 นาโนเมตรระหว่าง 400 นาโนเมตรถึง 700 นาโนเมตร.

ใบตัดเดี่ยวถูกวางไว้ในห้องแยกและสัมผัสกับแสงสีในขณะที่วัดระดับคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนเพื่ออนุมานการตอบสนองการเผาผลาญ.

ดังนั้น เส้นโค้ง McCree ที่สูงส่ง แม้ว่าจะมีประโยชน์ แต่ก็ไม่ใช่การแสดงสเปกตรัมการเติบโตในอุดมคติหรือคำแนะนำสำหรับการออกแบบแสง.

มันเป็นเพียงชุดของจุดข้อมูลที่แยกออกมาซึ่งต่อกันเป็นเส้นเรียบ มันไม่ใช่แบบองค์รวม.

เมื่อพิจารณาว่าเป็นสเปกตรัมแบบรวมศูนย์ พืชที่เดินสายสำหรับแสงแดดก็เป็นเรื่องแปลก.

การเปลี่ยนกระบวนทัศน์: Lumens เทียบกับ micromoles ต่อวินาที

ก่อนการเปิดตัว LED นั้น นักจัดสวนวัดผลแสงใน ลูเมน กับ ความอิ่มตัว, ด้วยลูเมนแทนอัตราที่หลอดไฟให้แสงและลักซ์หมายถึงอัตราที่แสงตกบนพื้นที่เฉพาะ.

ในยุคของการวัดแสงนี้ การเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์นั้นตรงไปตรงมา.

ผู้ปลูกเข้าใจความสว่างของแสงและมีการใช้สเปกตรัมแสงน้อยลง.

แต่เทคโนโลยีใหม่ของ LED ไม่สอดคล้องกับกรอบการวัดที่มีอยู่ ดังนั้นหน่วยจึงถูกระบุต่างกัน.

ไมโครโมลต่อวินาที (ไมโครโมล/วินาที) กลายเป็นมาตรฐานในการประเมินปริมาณแสง และการเปลี่ยนแปลงในหน่วยทำให้เกิดความสับสนมากมาย.

สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงมีศูนย์กลางอยู่ที่ฟังก์ชันความส่องสว่างที่ติดตั้งอยู่ในมาตราส่วนการวัดลูเมน/ลักซ์ Lumens คำนึงถึงความไวของดวงตามนุษย์ต่อความยาวคลื่นของแสงโดยเฉพาะ กล่าวคือ แสงที่อยู่ตรงกลางประมาณ 550 นาโนเมตร (แสงสีเขียว).

ในทางตรงกันข้าม ไมโครโมลคือปริมาณโฟตอน การถ่วงน้ำหนักของสเปกตรัมของระบบลูเมนช่วยให้เราประเมินความสว่างของแสงได้เมื่อเราสัมผัสมัน มากกว่าที่จะเป็นเครื่องวัดพาร์.

เครื่องวัดพาร์จะลงทะเบียนโฟตอน (วัดเป็น μmols/sec) ภายในช่วงที่ตราไว้ 400-700 นาโนเมตร.