تحليل أضواء النمو: ضوء النمو HPS، ضوء النمو LED، ضوء النمو الشمسي

لقد كان مصباح HPS (مصباح الصوديوم عالي الضغط) رائدًا واثقًا في سوق أنظمة الإضاءة المتنامية لعقود من الزمن، ومن المرجح أن يؤدي التطور السريع لتكنولوجيا LED والطاقة الشمسية إلى تغيير مكانته. في هذه المقالة، سندرس بعناية الاختلافات بين أنواع الأضواء المختلفة ونحاول التعليق على توقعاتها

 إذن ما هو HPS تنمو ضوء, ضوء النمو LED، ضوء النمو الشمسي?

مصابيح النمو HPS

تبعث مصابيح HPS الضوء عن طريق تمرير طاقة نبضية عالية الضغط من خلال أنبوب كوارتز مغلق مملوء ببخار الصوديوم وعناصر أخرى مثل الزينون والزئبق. عند تسخينه، يبدأ الغاز في التوهج. يعطي الصوديوم ضوءًا برتقاليًا مصفرًا قويًا. يمكن استخدام الزينون والزئبق لتغيير الطيف، الذي ينبعث في النطاق الأزرق للطيف المرئي، مما يجعل الضوء أكثر بياضًا.

الصمام تنمو الضوء

إن مصابيح نمو الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عبارة عن أشباه موصلات تسمح للتيار بالمرور دون عوائق تقريبًا في اتجاه واحد، ولكنها توفر مقاومة قوية جدًا في الاتجاه الآخر (من خلال "وصلة PN"). على جانب واحد من التقاطع، تتم معالجة المادة بطريقة تستقبل إلكترونات إضافية؛ على الجانب الآخر، على العكس من ذلك، تتم معالجة المادة التي لا تحتوي على إلكترونات كافية. من خلال تطبيق الجهد، نجبر الإلكترونات على التحرك عبر الوصلة لملء "الفجوة" على الجانب الآخر. وينتج عن ذلك توهج يعتمد لونه على المادة المستخدمة. الفوسفات ونيتريدات الغاليوم والألومنيوم والزنك والسيليكون هي الأكثر استخدامًا.

ضوء النمو الشمسي

إن ضوء النمو الشمسي الذي يتم تشغيله بواسطة الألواح الشمسية، هو وسيلة يمكن أن تسمح بتوفير كمية الطاقة التي تستهلكها مصابيح النمو التقليدية لكل من تطبيقاتها الداخلية والخارجية، ولا يتأثر ضوء النمو الشمسي الخارجي بشبكة الطاقة لأنه قائم. نظام الإضاءة وحده مدعوم من الشمس. يوفر نظام الإضاءة بالطاقة الشمسية هذا طاقة نظيفة وفعالة ومريحة.

الكفاءة الكهروضوئية

يمكن التعبير عن كفاءة مصباح النبات الداخلي بصيغة بسيطة: إجمالي كمية الطاقة الضوئية (لومن) للمصباح مقسومة على إجمالي استهلاك الطاقة (واط). الحد الأدنى لطاقة DNAT هو 90 لومن/وات، على الرغم من أن هذا الرقم يصل في بعض العلامات التجارية إلى 150 لومن/وات أو أكثر. على نحو متزايد، يتم تقييم مصابيح النمو أيضًا بوحدات الإشعاع النشط للتمثيل الضوئي (PAR)، والتي يتم قياسها بالمول/الثانية (فوتونات في الثانية لكل 1 م 2 من سطح النبات).

يعد μmol / s مقياسًا شائعًا بشكل متزايد لأضواء النباتات لأنه يقيس كمية الضوء التي تصل إلى النبات بدلاً من ما تراه العين البشرية.

بالنسبة لضوء النبات، يعتبر LM/W يتمتع بقدرة خطاب أقل من PAR. وذلك لأن كثافة الحركة/الوزن للمصابيح الحمراء والزرقاء عادة ما تكون أقل بكثير، لأنها تنتج التردد الأكثر أهمية لعملية التمثيل الضوئي، ويتم تقليل إنتاج الضوء "غير الفعال".

ومع ذلك، أدى أحدث ينمو تستخدم الأضواء ترددات متعددة لإنشاء طيف أكثر ثراءً وكفاءة واكتمالًا، والذي يُعتقد أنه مفيد لنمو النبات، وعادةً ما يشتمل على مصابيح LED بيضاء منفصلة بالإضافة إلى اللونين الأحمر والأرجواني. تعبر هذه اللوحات الأحدث أحيانًا عن الكفاءة في LM / W. يجب على الشركات المصنعة المعروفة على الأقل تقديم تعليمات متساوية. على سبيل المثال، لكن لوحة الطيف الكامل بقدرة 410 واط (bandmaster II 675 God) تشير إلى قيم متساوية على مسافات مختلفة من المصباح (كلما طالت المسافة، انخفضت القيمة الاسمية، لأن عددًا أقل من الفوتونات سوف يصل إلى سطح النبات). عند 31 سم، فإن القيمة الاسمية للمصباح تزيد قليلاً عن 2000 ميكرومول / ثانية.

 نطاق

على الرغم من أن التقدم لم يمنع تطوير تقنية HPS، فمن المعتقد أن هذه المصابيح لا تحتوي إلا على مظهر خافت لضوء الشمس الطبيعي مقارنة بأنظمة الإضاءة الأكثر حداثة. إذا لم تتم إضافة الزينون والزئبق، فإن الصوديوم نفسه يتوهج باللونين الأحمر والأصفر. ومع ذلك، هناك مصابيح نمو جديدة كاملة الطيف تحتوي في الواقع على قوسين، أي أنها مزيج من DNAT وDRI. لذلك، على سبيل المثال، يجمع Hortilux Super Blue HPS/MH بين 600 واط HPS و400 واط DRI لتوفير 110.000 لومن أولي ومحاكاة الطيف أقرب ما يكون إلى الطبيعة قدر الإمكان.