Aktuální článek
Neprůhledné světlo 10: Spektrální křivky různých zdrojů

Neprůhledné světlo 10: Spektrální křivky různých zdrojů

  • Vítejte u desátého pokračování seriálu o umělém osvětlení pro pěstování rostlin. Tento díl uzavírá další fázi testů, provedenou v druhé polovině roku 2017. Ukážu vám například rozdíly mezi světlem ze slunce a umělých zdrojů nebo zajímavá vedlejší zjištění dosažená během testování. Pohodlně se usaďte, jdeme na to.

Přírodní versus umělé osvětlení

Účelem umělého osvětlení pro pěstování rostlin je dodat rostlinám co nejlepší světelné spektrum pro jejich růst a kvetení. Dalo by se předpokládat, že rostlinám nejvíce vyhovuje takové složení světla, jaké na naši planetu dopadá ze slunce. Není to ale ve všech případech pravda. Různé části světelného spektra, přesněji řečeno vlnové délky, působí na rostliny rozdílným způsobem. Víme například, že červené světlo způsobuje rychlejší růst rostlin do výšky a u rostlin kvetoucích v závislosti na fotoperiodě se výrazně podílí na začátku kvetení. Modré světlo je nezbytné pro fotosyntézu, UV záření zase vede k vyšší produkci pryskyřice a tak dále. Výrobci umělého osvětlení pro pěstování rostlin jdou v zásadě dvěma směry. Buďto vyrábějí osvětlení napodobující co nejvíce světlo vyzařované sluncem – takové světelné zdroje se často označují jako „full spectrum“ (plnospektrální) a mívají toto spojení buďto v názvu, nebo jako jeho přídavek. Další možností je vyrábět světelné zdroje zaměřené na konkrétní potřeby rostlin – v takovém případě vynechávají výrobci ty části světelného spektra, které považují pro daný účel za zbytečné nebo méně podstatné. Jedním ze zásadních rozdílů mezi těmito dvěma přístupy je v tom, že při výrobě světelných zdrojů s omezeným světelným spektrem je možné docílit vyšší úspory energie. Zřetelně je to vidět například u světelných zdrojů využívajících technologii LED. Dlužno dodat, že výrobci klasických vysoce intenzivních výbojek produkují světelné zdroje s vybraným spektrem i plným spektrem. 

Chlazené reflektory jsou nepostradatelné například v pěstírnách, kde se přidává CO2 a je nutné eliminovat ventilaci. 

Na první graf jsem umístil spektrální křivky tří světelných zdrojů – slunce, sodíkové 600W výbojky a LED modulu o výkonu 420 W. Oranžová, nejvíce rovnoměrná křivka reprezentuje světlo ze slunce, naměřené v České republice koncem května v pravé poledne. Je dobře viditelné, že světlo zasahuje do všech částí měřeného spektra. Modrá křivka ukazuje sodíkovou výbojku o výkonu 600 W. Hodnoty byly naměřeny 40 cm od ní. Vidíte, že nejvyšších výkonů dosahuje v oblastech 550–680 nanometrů a posléze za hranicí 800 nm. Zatímco výkon ve středu měřeného spektra pozitivně ovlivňuje kvetení, vrcholek za hranicí 800 nm reprezentuje teplo, které z vysokotlaké sodíkové výbojky dopadá na rostliny. Faktor vysoké teploty nám zamezuje v umístění vysoce intenzivních výbojek blíže porostu. Poslední, růžová křivka reprezentuje LED modul. Jeho výrobce se nejvíce zaměřil na světelné spektrum v oblastech okolo 420–450 a 600–700 nm, což je ve srovnání s křivkou sodíkovky markantní posun. Na první pohled se zdá, že sluneční světlo vychází z tohoto porovnání jako poražené. Opak je ale pravdou. Díky rovnoměrnému výkonu ve všech částech světelného spektra dosáhlo slunce hodnoty PPFD 2071 mikromolů na metr čtvereční za jednu sekundu, sodíková výbojka pak 1295 μmol/m²s a LED modul 1115 μmol/m²s.


Chlazené reflektory

Chlazené reflektory pomáhají pěstitelům snížit problém s vysokou teplotou v pěstírně při používání sodíkových nebo halogenidových výbojek. U aktivně chlazených reflektorů je často mezi výbojkou a rostlinami speciální sklo, které by mělo co nejméně měnit světelné spektrum a zachytávat co nejméně světelného výkonu. Jak je to doopravdy? Schválně jsem změřil PPFD i spektrální křivku u jednoho z takových reflektorů. Hodnota PPFD podle očekávání klesla, ale ne nijak výrazně. Nejprve jsem změřil hodnoty reflektoru se sundaným sklem, takže světlo dopadalo z výbojky přímo na spektrometr. Průměrná naměřená hodnota byla 899 μmol/m²s. Poté jsem na reflektor připevnil patřičné sklo a měření zopakoval. Průměrná naměřená hodnota PPFD klesla na 846 μmol/m²s. Rozdíl je pouhých šest procent, což není nic tak zásadního. Pro upřesnění dodám, že při měření byla použita 600W sodíková výbojka. Při srovnání spektrální křivky jsem neodhalil žádný rozdíl. Sečteno podtrženo, při použití aktivních chlazených reflektorů se sklem přijdete zhruba o pět procent výkonu osvětlení a neztratíte nic ze světelného spektra výbojky. To je dobrá zpráva, protože chlazené reflektory jsou nepostradatelné například v pěstírnách, kde se přidává CO2 a je nutné eliminovat ventilaci. 

Výbojky od různých výrobců

Dalším zajímavým faktorem při testování osvětlení se mi jevilo porovnání výbojek od různých výrobců. Konkrétně jsem se zaměřil na 1000W sodíkové výbojky. Poměřil jsem jich šest, přičemž pět bylo usazeno ve stejném reflektoru a jedna výbojka měla svůj vlastní. Výbojky se značkou Lumatek, Osram a Sunmaster vyzařovaly světlo takřka identického složení. V záhybech křivek lze pozorovat opravdu významnou podobnost. Ani druhá trojice výbojek zahrnující ePapillon a dvě různé GIB Flower Spectrum Xtreme Output se nijak výrazně neliší, nicméně u jedné z výbojek GIB je spektrální křivka výraznější v oblastech okolo 500 a 600 nanometrů, ale zase klesá v oblastech nad 620 nm. Lze tedy vyvodit jednoznačný závěr, že z testovaných modelů v sektoru 1000W výbojek se mírně vymyká pouze jedna.

Výhodou 400V dvojkoncových výbojek má být delší životnost a vyšší výkon.

V poslední době se na trhu objevují také 400V výbojky. To neznamená, že by je bylo třeba připojovat do 400V zásuvky, jak by se na první pohled mohlo zdát. Toto označení nesou proto, že poskytují stejný výkon jako profesionální výbojky do velkých skleníků, kde jsou běžně připojovány na 400 V. 400V výbojky pro malopěstitele jsou nejčastěji k sehnání se dvěma konci, takže pro ně potřebujete i speciální patici. Nemají závit, ale z každé strany z nich kouká kus drátu, který zapadá to již zmíněných patic. Je to koneckonců vidět na obrázku u článku. Výhodou 400V dvojkoncových výbojek má být delší životnost a o 8–10 % vyšší výkon. Životnost výbojek posoudit z provedeného testu nelze, ale výkon ano. A světe div se, 400V výbojka skutečně poskytla o 6,9 % vyšší výkon nežli výbojka klasická. Pro větší přesnost porovnání jsem použil obě výbojky se stejným typovým označením od jednoho výrobce. Investice do 400V výbojky se tedy vyplatí. Nutno ale podotknout, že k takové výbojce je zapotřebí mít i kompatibilní předřadník. 

Poslední graf, který umisťuji k tomuto článku, ukazuje spektrální křivku halogenidové výbojky. Vidíte u ní výraznou absenci červeného spektra. Díky tomu, že je tato složka světla potlačena, porostou rostliny pod tímto světlem pomaleji do výšky, ale o to více budou sílit. Halogenidové výbojky se proto výborně hodí pro pěstování matečních rostlin, klonování nebo udržování rostlin po delší dobu ve fázi růstu.

Tento díl seriálu Neprůhledné světlo uzavírá další, v pořadí již třetí fázi testování různých světelných zdrojů vhodných pro pěstování rostlin. Další fáze testování se teprve chystá, a proto se v příštích číslech budu věnovat jiným pěstitelským tématům. Pokud vás testování světel zaujalo, máte nějaké dotazy, připomínky nebo nápady, napište do redakce magazínu nebo přímo na moji adresu info@pestovat.cz. Těším se v příštím čísle magazínu Legalizace zase na počtenou.

………..………..………..………..………..………..………..………..………..………..………..………..

1. Srovnání světelného spektra slunce, HPS a LED.

2. Srovnání různých sodíkových výbojek.

3. Další srovnání různých sodíkových výbojek.

doporučujeme

4. 400V dvoj koncová výbojka.

5. Porovnání klasické a 400V výbojky.

6. Spektrální křivka halogenidové výbojky.

Nahoru
Je vám více než 18 let?
Tak pojďte dál!