Alles over LED kweeklampen

Het verhaal over PPF, PPFD, Lumens en Lux

spectrum blog

In de war over met welke lichtunits je moet werken?

Als je in het verleden lampen hebt gezien, heb je misschien heel veel verschillende eenheden gezien om licht mee te meten: Watts, Lumens, Lux en Kleurtemperatuur (bijv. 5400k zoals op TL-buizen). Als je je huis en leefruimte verlicht voor puur menselijke ogen, zijn deze apparaten goed bruikbaar. Je kunt een lamp met een hoog lumen kiezen om je woonkamer te verlichten, of een lamp met een laag lumen voor je nachtlampje. Planten zijn echter anders dan wij. Dus plotseling zegt onze lamp van 40W, 1000 lumen, niet of onze Afrikaanse viool zal groeien of niet, omdat er geen manier is om te weten of het licht fotosynthetisch actief is of niet. Zelfs de lichtkleur, zoals 5400K, rood of blauw doet dat niet, omdat veel van dergelijke kleuren ook normaal wit licht uitstralen, waarbij alleen een filter wordt gebruikt om de uitgezonden kleur te veranderen. Waarop beoordelen we groeilampen? In dit artikel wordt die vraag beantwoord!

Lumen, lux, geometrie en kaarsen

Lumen

Lumen is een nuttige eenheid, maar puur voor menselijk gebruik. Een gloeilamp van 75 W of een compacte fluorescentielamp van 25 W hebben een lichtopbrengst van 1600 lumen. Dus voor je woonkamer wil je een paar duizend lumen output voor een fatsoenlijke helderheid. Dit licht is verankerd in het spectrum van het menselijk oog, dus zonder dieproden of ultraviolet blauw, maar vooral gecentreerd rond de 550nm (nanometer golflengte) groen licht.

Wat is een lumen? Het is een eenheid van lichtstroom die is afgeleid van geometrie en de lichtuitstraling van een eenvoudige kaars (een candela, een andere eenheid). Eén lumen is gelijk aan het uitgestraalde lichtvermogen van één kaars, vermenigvuldigd met een steridiaan (een geometrische term voor een bepaald gebied van een bol). Dus zonder verder op de wiskunde in te gaan, is het gebaseerd op kaarsen en een mensgerichte lichtsterktefunctie, die geweldig is voor mensen, maar niet voor planten.

Lux

Wat is een lux dan? Een lux is simpelweg een lumen over een oppervlakte van 1m2, dus 1 lumen bereikt een stuk vloer van 100cm bij 100cm in je kamer. Dit is erg handig om het licht op een plek te meten, omdat je met een meter het lichtniveau in een gebied kunt beoordelen en verlichting kunt toevoegen op donkere plekken. Om je een idee te geven van de schaal: 100.000 lux is direct zonlicht, maar 300 lux is normale kamerverlichting. Met 1 lux kun je echter nog steeds het licht van een volle maan zien. Maar is dat lux dat je plant kweekt met licht dat relevant is voor planten? We weten het niet, dus we moeten het niet gebruiken voor groeilicht.

Gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT)

Als je een aquarium of TL-buis hebt gehad, dan heb je daarvoor TL-buizen gekocht met een kleurtemperatuurschaal, meestal 5400K, 7200K of 3400K. Dit is een kleurenmengsel gebaseerd op de indruk van natuurlijk daglicht, variërend van de oranje vlammen van een kanteel tot het lichte blauw van een strakblauwe lucht.

Fotosynthetisch Actieve Straling (PAR)

PPF

Wat planten nodig hebben is fotosynthetisch actief licht, dat we PAR noemen. Dit is een mengsel van relevante lichtfrequentiebanden (gerelateerd aan kleur), met pieken rond 420nm en 680nm voor respectievelijk rood en blauw licht. Andere lichtfrequenties worden ook gebruikt en zijn echter belangrijk om te onthouden. Dus hoe meten we dit PAR-licht? PPF staat voor fotosynthetische fotonflux. Een foton kan worden gezien als een enkele lichteenheid zonder in te gaan op kwantumfysica, dus wat PPF betekent is het aantal PAR-lichtmoleculen dat per seconde een bepaald gebied raakt. Dit wordt meestal gemeten in micromol, µmols-1, (een kwantiteitseenheid die staat voor vele triljoenen lichtfotonen die per seconde bewegen), waarbij een typische groeiplaats van 1m2 tussen 300 en 1000µmol per seconde moet ontvangen voor een sterke plantengroei, afhankelijk van het gewas. Een interessant feit is dat tijdens de fotosynthese ongeveer 10 fotonen worden gebruikt om één CO2-molecuul te verbruiken. Daarom kunnen we zien hoe belangrijk PPF is als bepaalde bladorganen alleen een specifieke lichtfrequentie accepteren voor fotosynthese of plantenreacties.

PPFD

Als we PPF een stap verder nemen voor het gebruik van kweekruimte, hebben we PPFD, wat staat voor fotosynthetische fotonfluxdichtheid. Deze neemt PPF en meet dit per oppervlakte-eenheid, meestal in m2. Dus als je gewas een ruimte van 20m2 beslaat, moet je voldoende PPFD leveren om aan de behoeften van je planten te voldoen. Bij het kiezen van je gewas kun je de PPFD-vereisten achterhalen en kweeklampen kopen die passen bij hun PPFD-behoeften. Het is de moeite waard om op te merken dat PPFD sterk varieert afhankelijk van hoe dicht het licht bij de plant is, in een omgekeerde kwadratische wet. Dit komt omdat typische groeilampen licht verspreiden in een bol-, kegel- of piramidevorm, waardoor het licht wordt verstrooid in een patroon dat licht verspilt, waarbij meer licht wordt verspild op grotere hoogtes. Terwijl de PPF zoals hierboven beschreven de totale output van de lamp is (ongeacht het ontwerp), geeft de PPFD informatie over hoeveel fotonen daadwerkelijk het bladerdak van de plant bereiken. Een lamp kan een enorme PPF hebben, maar er niet in slagen de fotonen op de kap te krijgen door een ondoeltreffende lichtverdeling (d.w.z. hotspots) en strooiverliezen naar de zijkanten.

Spectra

Misschien heb je wel eens gehoord van het lichtspectrum voor planten of PAR-spectrum en vraag je je af wat dat is. Het lichtspectrum van planten loopt van 400 nm tot 700 nm en bestaat uit specifieke lichtfrequenties die daarbinnen worden gebruikt of voor andere specifieke toepassingen. Wat PPF meet is een lichtmix puur binnen dit spectrum, precies wat planten gebruiken. Binnen dit spectrum kan de lichtbalans worden aangepast aan de behoeften van de plant en de kweker. Dit is wat we bij excite doen om vreemde en prachtige resultaten te produceren.

Gebruik kweeklamp

Wat betekent dit voor jou als teler? Welnu, gewapend met deze nieuwe informatie kun je groeilampen beoordelen aan de hand van hun uitgestraalde PPF en PPFD om te begrijpen wat groeilampen eigenlijk leveren. Veel groeilampen zoals HPS of MH stralen een kern PPF uit, maar veel ander afvallicht en warmte. Voor elke 300µmolm-2s-1 PPFD die een plant ontvangt, varieert het vereiste vermogen enorm afhankelijk van het type groeilamp.

Hier is een vergelijking van de PPF/vermogensefficiëntie die elke groeilamp onderzoekt en de verwachte jaarlijkse kosten. Zoals we kunnen zien, zijn LED’s de duidelijke winnaar in deze vergelijking, ze leveren de meeste PPFD voor de laagste jaarlijkse kosten. PPFD varieert ook afhankelijk van de lichtpatronen die door de kweeklamp worden geproduceerd.

Samenvatting

Wat kun je hieruit afleiden? Hier volgt een overzicht van wat je moet weten over het meten van licht om betere groeilampen te kunnen kiezen:

  • Lumens en Lux moeten niet worden gebruikt om kweeklampen te kiezen; deze metingen zijn gemaakt voor menselijke behoeften, niet voor de behoeften van planten.
  • Fotosynthetisch Actieve Straling (PAR) en Fotosynthetische Fotonflux (Dichtheid) PPF (PPFD) zijn van vitaal belang om te beoordelen hoeveel bruikbaar licht een plant ontvangt.
  • LED’s zijn de meest kostenefficiënte PPFD-stralers met regelbare spectra, waardoor ze de beste kweeklamp zijn om sterke planten te kweken.

Join the conversation

SHOPPING BAG 0