LED Növényvilágítás sajátosságai, jellemzői

A mesterséges LED növényvilágítás egy olyan technológia, amely lehetővé teszi a növények termesztését olyan helyeken és időszakokban is, ahol vagy amikor természetes fény nem áll rendelkezésre, vagy a rendelkezésre álló fény nem elegendő a termeszteni kívánt növény számára.
A LED növényvilágítás alkalmazható fővilágításként – a növények csak mesterséges forrásból jutnak fényhez – vagy kiegészítő fényforrásként, a fényszegény időszakokra.

A LED-es növényvilágítás fényforrások előnye, hogy alacsony fogyasztásúak, hosszú élettartamúak és jól szabályozhatók a fény hullámhossza és intenzitása tekintetében egyaránt.

A növényvilágítás egy speciális megvilágítás, ami kimondottan a növények “igényeihez” igazított hullámhosszú fényt sugároz. A növények élettani folyamatai során hasznosítható fényről, annak sajátosságairól “Mesterséges növényvilágítás során alkalmazott fény hullámhosszok és azok hatása a növényekre” című cikkünkben foglalkoztunk.

A növényvilágítás kiválasztása és beállítása során fontos figyelembe venni néhány alapvető paramétert és mértékegységet, fogalmat:

• A fény hullámhossza: nanométer (nm) egységben mérhető. A növények különböző hullámhosszú fényeket használnak a fotoszintézishez és a növekedéshez. Általában a kék (400-500 nm) és a vörös (600-700 nm) fények a legfontosabbak.
• A fény intenzitása: mikromol/m2/s (µmol/m2/s) egységben mérhető. Ez azt mutatja meg, hogy mennyi fényenergia éri el a növény leveleit egy adott területen és időegységben. A növények különböző fényigényűek lehetnek attól függően, hogy milyen körülmények között fejlődtek ki.
• A fény időtartama: óra (h) egységben mérhető. Ez azt mutatja meg, hogy mennyi ideig kapnak fényt a növények egy nap alatt. A fény időtartama befolyásolhatja a növény virágzását és évszakos ritmusát.
• Energia felhasználás.

A mesterséges LED növényvilágítás sajátosságai

A növényvilágítás led szalag, növényvilágítás lámpák kapcsán gyakran merül fel a kérdés, hogy hány lumen-es, az adott eszköz. A lumen illetve Lux mérőszámoknak azonban az adott területen nincs valódi értékmérő jelentőségük. A fényáram [lumen] illetve a megvilágítás [Lux] az emberi fényérzékeléshez illeszkedő mérőszámok, mértékegységek. Az emberi szem érzékenysége egy haranggörbéhez hasonlít. 390 és 750 nm között érzékel és az 555 nm-es zöld színnél található a maximuma. Az emberi szem érzékenysége nem lineáris. Kétszer akkora teljesítményű fényt nem látunk kétszer fényesebbnek.

A növények fényérzékelése, fény-hasznosítása azonban eltérő módon történik. A növényekben többféle fényérzékeny rendszer működik (klorofill a és b, fitokróm, stb.) és az érzékelésük lineáris.

A növény számára az az elsődleges kérdés, hogy hány darab foton éri el a levél felületét. De az sem lényegtelen, hogy a fotonnak mekkora a hullámhossza, vagyis milyen a fény színe. A növényben működő rendszerek is más-más hullámhosszon aktívak, például a klorofill rendszerek, amelyekben a fotoszintézis zajlik, a 450nm körüli kék és a 660nm körüli vörös fény hatására működnek a legaktívabban. A növények is nagyjából abban a tartományban érzékelik a fényt, mint az emberi szem, de erre a növényvilágításban kétféle tartományt szokás megkülönböztetni, ez a PAR és a BAR.

A mesterséges LED növényvilágítás mérőszámai

• Photosynthetically active radiation (PAR) a nap által kibocsátott sugárzás spektrális tartománya (hullámhossz-tartománya) 400 és 700 nanométer között, amelyet a fotoszintetikus szervezetek képesek felhasználni a fotoszintézis folyamatában. Ez a spektrális tartomány nagyjából egyezik azzal a fénytartománnyal, amelyet az emberi szem látni tud.

• PPF (Photosynthetic Photon Flux): A fotoszintetikusan aktív fotonáram. Ez azt mutatja meg, hogy egy fényforrás mennyi fényenergiát bocsát ki a 400-700 nm hullámhossztartományban egy másodperc alatt. A mértékegysége mikromol/s (µmol/s).
• BPF (Biologically Photon Flux): A biológiailag aktív fotonáram. Ez azt mutatja meg, hogy egy fényforrás mennyi féneyenergiát bocsát ki a 280-800 nm hullámhossztartományban egy másodperc alatt. A mértékegysége szintén mikromol/s.
• PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density): A fotoszintetikusan aktív fotonáram-sűrűség. Ez azt mutatja meg, hogy egy adott területre mennyi fényenergia érkezik a PAR tartományban (400-700 nm hullámhossztartomány) egy másodperc alatt. A mértékegysége mikromol/m2/s (µmol/m2/s).
• A DLI (Daily Light Integral) a napi fotoszintetikusan aktív fotonok teljes mennyiségét jelenti, amelyet a növény egy nap alatt kap. A DLI-t mol/m²/nap mértékegységben adják meg, és fontos mértékegység a növények növekedésének és termésének előrejelzéséhez.
• A hatásosság (effektív hatásfok, efficiency) : mikromol/J (µmol/J) egységben mérhető. Ez azt mutatja meg, hogy egységnyi villamos energia felhasználásával mennyi fényt állít elő a lámpatest (hány μmol/s jön ki 1 W-ból). Ez segít összehasonlítani a különböző gyártók termékeit energiahatékonyság szempontjából.

Ezek a jellemzők rendkívül fontosak a LED növényvilágítás kiválasztásához, méretezéséhez és optimalizálásához.