Спектр светодиодных ламп: Выбор светодиодных ламп. 3. Спектры источников света / Хабр

Содержание

понятие и сравнение с другими видами ламп

На чтение 7 мин Просмотров 250 Опубликовано Обновлено

Популярность светодиодных ламп привела к возникновению различных вопросов относительно особенностей их функционирования. Есть много слухов и домыслов о воздействии светодиодов на человека.

Свет, его спектры и влияние на людей

Спектр излучения светодиодных ламп

Свет является видимым излучением, выступающим в роли единственного раздражителя глаза, который приводит к зрительным ощущениям, обеспечивающим визуальное восприятие мира. На сетчатке глаза возникают изображения и формируются зрительные образы. Кроме этого, свет способствует осуществлению других важных реакций, обладающих рефлекторным и гуморальным характером.

Падение света на орган зрения вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга. Зависимо от интенсивности происходит возбуждение или угнетение центральной нервной системы, при этом перестраивается физиологическая и психическая реакции, меняется общий тонус организма и поддерживается деятельное состояние.


Под спектром подразумевают распределение значений интенсивности излучения по длине волн. Различают красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый спектры света. Каждый из них специфически влияет на человеческий организм.

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи ламп

В плане влияния на человека и качества освещения важно значение CRI светодиода. Сolour Rendering Index, также известный как индекс цветопередачи – это параметр, характеризирующий, насколько соответствует естественному цвету тела видимый цвет при освещении используемым источником тепла. Рассчитывается его значение как среднее для восьми цветов, которые обозначаются от R1 до R8.

Отдельного внимания заслуживает красный цвет. Он обозначается R9. Указывается далеко не всегда. Значение R9 влияет на качество передачи тона человеческой кожи. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Заметны даже самые небольшие отклонения. Если освещение некачественное, человеческий глаз сразу всё замечает: все дефекты, например, прыщи и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.

Расчет качества

Индекс цветопередачи для светодиодных ламп необходим, чтобы определять качество источника света в процессе его создания. Для расчета значения индекса используют специальную проверочную таблицу. Она имеет восемь стандартизированных цветов, все блеклые и ненасыщенные.

Измеряют значение параметра для каждого цвета. Эти замеры позволяют узнать, как будут передаваться цвета под конкретным светильником. Для замеров используется эталонный свет. Затем полученную информацию сравнивают, используя методику Международной комиссии освещения, и получают сведения о степени отклонения от эталона.

Рекомендуемые значения

Яблоко при разном освещении

Максимальное значение CRI равно 100. Но стремиться к такому показателю нужно не всегда. Разные типы ламп обладают отличающимися значениями индекса. Одни подходят для помещений, в которых проводятся точные работы. Другие подойдут для складских построек. Витрины магазинов, торгующие тканями или отделочными материалами, должны корректно передавать палитры. Такие же требования для выставок в музеях. В таком случае значение параметра должно колебаться в диапазоне от 90 до 100.

В помещениях, где важно, чтобы был комфортный свет для глаз, а отображение насыщенности роли не играет, допустимым считается диапазон индекса цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача у светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится именно в этом диапазоне. Достичь лучшего результата возможно, но это приводит к существенному повышению цены конечного изделия. Когда диод применяется в жилых, учебных, офисных и медицинских помещениях, диапазона 70-90 хватает с лихвой.


Где цвет не важен, используют источники освещения, у которых показатель индекса находится ниже 60. Это относится к уличному освещению и подсветке складских помещений. Человеческий глаз замечает отклонения в цветовой палитре, если значение индекса отличается больше, чем на 5 пунктов. Меньшие различия для глаза неуловимы.

Эталоном считается солнечный свет северного полушария и свет вольфрамовой лампочки. Значение цветопередачи для них равно 100. Но и здесь есть свои подводные камни. Например, если измерить свечение солнца в северном полушарии, можно заметить, что оно хуже передаёт красные оттенки. У вольфрамовой лампочки есть проблема с синим спектром.

Сложности в измерении

Несмотря на кажущуюся логичность, коэффициент CRI сложно назвать идеалом. Проверки показывают, что у белых светодиодов существуют проблемы с R9 — некорректно отображается красная область спектра. Поэтому в 2007 году международная комиссия признала, что использовать индекс цветопередачи светодиодных ламп не корректно по отношению к светодиодам.

Источники света могут обладать одинаковым параметром индекса. Однако визуальная оценка отображения цвета будет сильно отличаться. Из-за большого количества различных источников искусственного освещения возникла потребность в более тщательной проверке осуществляемой цветопередачи. Хотя СRI до сих пор является основным обязательным параметром, который используется во время оценки качества света, уже предлагаются альтернативные варианты. К таковым относится CQS и ТМ-30.

Альтернативные варианты оценки

Символика CQS используется для обозначения шкалы качества цвета, в котором используется 15 насыщенных цветов. В отличие от CRI, для расчетов применяют другую формулу. Например, в случае с индексом цветопередачи светодиоды, у которых есть провалы в красном спектре, могли оставаться с большим итоговым показателем. CQS такую возможность ликвидировал. Значение индекса рассчитывается как корень суммы квадратов изменений по каждому цвету. Поэтому недостатки даже одного сильно влияют на конечное значение. Но и эта методика имеет свои минусы, ведь она не до конца учитывает тон и насыщенность цветов.


В 2015 году была сделана ещё одна попытка и представлен ТМ-30-15. В нём замеры осуществляются по 99 контрольным цветам. Использование стандарта ТМ-30-15 позволяет увеличить учет тона и насыщенности при контроле качества света. По сути этот стандарт включает в себя два индекса. Точность имеет значения от 0 до 100, а насыщенность от 60 до 140. Расчет значения этого стандарта является самым сложным делом и не только из-за количества контрольных цветов. Приходится упрощать результаты до 99 точек, делить их на 16 цветовых групп и распределять на специальной векторной диаграмме. Затем полученные значения сравниваются с эталоном.

Сравнение значения индексов и фактического света

Влияние спектра света на цветопередачу

Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых коэффициента будет совпадать. Но у некачественных товаров можно наблюдать расхождения. Связано это с тем, что «очень хитрые» производители изготавливают люминофор таким образом, чтобы акцент уходил на 8 главных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не учитываются. Но человеческий глаз всегда замечает такие подделки.

Важно проверять лампочки, особенно когда речь идёт о приобретении в детскую комнату. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как норма. И потом переучиться становится сложно.

Другие источники освещения

Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом

Измеряться должны все используемые лампы. Получаются следующие значения:

  1. Лампы накаливания. Обладают близкой к солнечной цветопередаче. По шкале CRI их значение равно 100. Но визуально наблюдается смещение к области теплых оттенков.
  2. Галогенные лампы. Цветопередача близка к значению вольфрамовых лампочек, поэтому, наблюдается большой световой поток.
  3. Натриевые лампочки. Светильники обеспечивают довольно низкое отображение цветов. Значение индекса колеблется около 40.
  4. Дуговые ртутные люминесцентные лампы. По своим значениям находятся около натриевых. Преобладает синий спектр, поэтому, ДРЛ не используют для выращивания растений.
  5. Люминесцентные лампочки. Диапазон изменений может колебаться в существенных границах: от 60 до 90. Точное значение зависит от используемого люминофора.

Светодиодные лампочки занимают промежуточное положение с показателями в 70-90 по шкале CRI.

Влияние на людей

Следует знать, как могут повлиять на людей светодиодный лампочки:

  • Основное количество потребляемой мощности идёт на световое излучение. Остальная энергия уходит на нагрев, но её значение настолько невелико, что лед не растает за несколько минут, если его поднести впритык. Поэтому опасаться ожогов не нужно.
  • Светодиодные лампочки не содержат в себе тяжелых металлов, радиоактивных элементов или токсических веществ.

В случае повреждения светодиодные лампы принесут для человеческого здоровья меньше вреда, чем все другие возможные варианты. Поэтому лучше зависеть от такого источника освещения, нежели от других более опасных ламп.

Светодиодные лампы без вредного ультрафиолета.

Светодиодное освещение

Вредны ли светодиодные лампы для здоровья или, наоборот, оказывают положительное влияние на человека? Такой вопрос широко обсуждается среди потенциальных потребителей, в научных кругах, в СМИ.
По мнению противников светодиодных ламп, негативное влияние на здоровье может оказать отсутствие в спектральном составе излучения светодиодных ламп ультрафиолетового спектра.
Как известно, в спектрально составе солнечного света ультрафиолет присутствует. Длина волн ультрафиолетового излучения от 10 до 400 нМ.

Светодиоды белого света с цветовой температурой 4000 (нейтральный) и 5000-6500 (холодный белый) лишены ультрафиолетового спектра. Длина излучаемых ими волн распространяется в видимом глазу диапазоне от 400 до 700-750 нМ.

Отсутствие вредного ультрафиолетового излучения всегда выдвигалось как преимущество светодиодов как источника света. Однако, противники применения светодиодов считают, что идеальный для человека источник света должен быть приближен по спектру излучения к солнечному свету, т.е. включать в себя в том числе и вредный ультрафиолет.

При необходимости, используя светодиоды, можно добиться самых разнообразных спектров излучения. Например, использование красных и синих светодиодов в сочетании позволяет создать спектр излучения, способствующий ускоренному росту растений. Такие светодиодные светильники используются в теплицах. Понятно, что такой свет для нас с вами ничего хорошего не обещает.
Попытки производителей светодиодных ламп и светильников искусственно добавить в свои осветительные приборы источники ультрафиолетового излучения привели к тому, что к кристаллам белого цвета стали добавлять кристаллы синего и красного цветов. Такое сочетание позволяет создать излучение в длинах волн схожих с солнечным светом. Однако, на мой взгляд такие попытки являются полным абсурдом. Судите сами – человечество стремится всячески защитить себя от вредных воздействий ультрафиолетового излучения. Крема и косметические средства, солнцезащитные очки с UV-фильтрами, даже стекла в автомобилях обязательно имеют UV-защиту. Что уж говорить о современных источниках света! Галогенные и металлогалогеные лампы обязательно имеют защиту от ультрафиолета! Что же получается? В светодиодные лампы без ультрафиолетового спектра мы сначала добавим ультрафиолет, а затем придумаем на них фильтр, защищающий от его вредного воздействия? ..
С.Исполатов
СТК Системы освещения

Какие лампы наиболее приближены по спектру излучения к дневному свету?

В компанию «СТК Системы освещения» обратился клиент с запросом относительно ламп наиболее приближенных по спектру к дневному свету. На первый взгляд в самом вопросе кроется ответ — так называемые «лампы дневного света». Однако, давайте разберемся в этом вопросе более детально.

Что такое спектр излучения? Это энергия излучаемая источниками, в том числе источниками света, в различных диапазонах, длинах волн. Длина волн определяется в нанометрах, нм. Илучение энергии световыми приборами называют также оптическим излучением. Диапазон длин волн включает в себя воспринимаемый человеческим глазом видимый диапазон и два смежных: инфракрасный и ультрафиолетовый.

Видимое излучение определяется в диапазоне 380-780 нм. Ультрафиолетовое излучение имеет 3 диапазона: УФ-С 100-280 нм, УФ-В 280-315 нм, УФ-А 315-380 нм. Инфракрасное излучение имеет длину волн свыше 780 нм.
Самое вредоносное для человека УФ-С, хотя, при этом оно обладает бактерицидным эффектом. Лампы УФ-С используются в медучреждениях для обеззараживания помещений. УФ-В вырабатывает витамин Д, а УФ-А придает коже загар. При этом в неумеренных дозах они также опасны для человека. Поэтому и придумали солнцезащитные средства с УФ-А и УФ-В фильтрами.

Обычно, в лампах, используемых в помещениях, за исключением специальных, также есть УФ-фильтры для предотвращения вредного воздействия на кожу человека.
Солнце — естественный источник оптического излучения. Однако спектр такого излучения не постоянен. Состав спектра может меняться в зависимости от времени суток, времени года, местности. Именно поэтому точно определить спектр солнечного света невозможно. Для каждого случая он свой.
Конечно, солнечный или дневной свет всеже имеет более-менее определенный спектральный состав. В сети Интернет можно встретить несколько иллюстраций спектра солнечного света.

 

Недостаток этих картинок в ограниченности диапазонов 400-700 нм. Нет ни ультрафиолетовых диапазонов, которые как вам известно присутствуют в солнечном свете. Иначе, как бы мы с вами загорали, сгорали и зачем мазались бы солнцезащитными кремами.


В этой картинке уже больше правды. Слева — спектр солнечного света. Справа — спектр ламп дневного света.

Не знаю какие именно лампы дневного света брались за основу и откуда получена данная информация, но она отчасти совпадает с данными PHILIPS.
Как видите, спектр люминесцентных ламп отчасти повторяет спектр солнца, но солнечный спектр более ровный и насыщенный.

Примерно такая же ситуация и с газоразрядными лампами. Спектр некоторых из них распространяется на все видимые диапазоны и отчасти захватывает смежные ултрафиолетовый и инфракрасный.

Почему вопросу соответствия спектра искуственных источников света с естественным солнечным уделяется много внимания? Исследования в области физиологии человека доказали влияние спектрального состава света на жизнедеятельность и показатели нашего организма.

Именно поэтому нашему клиенту после проведения аттестации рабочих мест в помещениях без естественного освещения были предложены следующие мероприятия: использовать газоразрядные источники света со спектральным составом, близким к спектру естественного света; для компенсации ультрафиолетовой недостаточности предусматривать использование ультрафиолетовых облучательных установок длительного действия(совмещенных с осветительными установками).

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ «КАКИЕ ЛАМПЫ УБИВАЮТ ВИРУС И ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ БАКТЕРИЦИДНЫЕ, УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ И КВАРЦЕВЫЕ ЛАМПЫ»

РЕМОНТ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ

 

потребитель предпочитает теплый светодиодный свет.

Цветовая температура светодиодных ламп имеет большое значение при составлении интерьера. А светодиодные лампы стали не просто источниками освещения, но и верными помощниками дизайнера. Теплый свет светодиодных ламп поможет  преобразовать из любого помещения в милую и уютную  комнату. А холодный свет лампа, которая его излучает придаст деловую обстановку как в кабинете, так и в домашней мастерской или гараже.

Что такое светодиодные лампы и в чём их преимущество и недостатки?

Времена, когда в комнатах было всего две розетки и одна лампа накаливания, давно ушли в прошлое. Всего за несколько лет интересы и предпочтения общества сильно изменились. Если раньше человеку для полного удобства нужна была одна свеча, то сейчас и лампочки накаливания уже стало недостаточно. На смену старым технологиям,  учёные предлагают всё новые способы экономичного и более длительного освещения помещения. Одним из таких изобретений являются светодиодные лампы и светильники, которые могут излучать как теплый свет, так и холодный свет. Этот вид освещения теперь можно найти везде: в современных квартирах или офисах, на предприятиях или улицах на столбах освещения и т.д.

Светодиодные лампы в качестве источника света используют полупроводниковые приборы, так называемые светодиоды. С их помощью лампы создают световое излучение, которое мы видим, как поток световых лучей. На сегодняшний день учёные не изобрели более экологически чистого источника света, чем эти лампы.

Среди некоторых недостатков таких источников света можно выделить несколько основных:
Первое – теплоотвод светодиодной лампы должен быть высокого качества, чтобы не возникало проблем с перегревом лампы;

Второе – что при применении диммера необходимы специальные светодиодные лампы с возможностью диммирования;

Третье – относительно высокая цена ламп, как товара.
Но положительных сторон у них всё же больше.
Если сравнивать светодиодные технологии с обычными лампами накаливания, то можно выделить ряд таких преимуществ ламп на светодиодах, как:

  1. Экономия энергии. Светодиодные лампы, в отличие от обычных при одинаковой светоотдаче потребляют меньше энергии . Такая особенность позволяет подключать светодиоды даже на маломощной проводке;
  2. Долгий срок службы. Для сравнения при одинаковых условиях работы (мощность, время непрерывной работы, внешние факторы риска и т.д.) светодиодная лампа продолжает работать на протяжении 30000 – 50000 часов, в то время, как обычная лампа накаливания рассчитана только на 1000 часов работы;
  3. Одно из главных преимуществ светодиодных ламп заключается в изменении цвета освещения. В зависимости от того в каких тонах выполнен интерьер комнаты можно подобрать подходящий спектр света в лампе без использования фильтров. Это может быть как теплый свет, так и холодный свет;
  4. Изменение направления светового потока при помощи линз;
  5. Наличие функции диммирования (способность изменять силу светового потока). С помощью диммера, при желании,  можно регулировать яркость лампы от совсем тусклого света до яркого. При этом цветовая температура светодиодных ламп не меняется;
  6. В составе диодов отсутствует ртуть и почти отсутствует люминофор, что делает процесс использования светодиодной лампы более безопасным;
  7. Лёгкость и компактность конструкции лампы;
  8. Стеклянная оболочка ламп накаливания очень хрупкая и потому часто разбивается под давлением, перебоем электричества, температурой выше нормы и т.д. В данной ситуации конструкция светодиодной лампы проявляет большую прочность;
  9. Свойства встроенных диодов, обеспечивает практически полное отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения, которые вредны для человеческого глаза.

Цветовая температура светодиодных ламп

Если не углубляться детально в классификацию светодиодов, можно сказать, что в основе их различия лежит такая характеристика, как цветовая температура светодиодных ламп. Данное понятие относится ещё к школьному курсу по физике, и потому касается не только светодиодов.


Проще говоря, каждый оттенок белого света имеет свою «температуру», при которой мы можем различать цвета. Измеряется она в Кельвинах. На упаковке со светлыми светодиодными лампами теплого белого и холодно оттенков обычно указывают показатель температуры излучаемого света. По ним можно понять в каком примерно цветовом диапазоне будет светить лампа.

Цветовая температура светодиодных ламп – визуальный эффект, создаваемый человеческим глазом по отношению к источнику излучения. То есть каждая лампа имеет свой цветовой спектр по отношению к солнечному свету.

Важно! Обычно солнечный свет имеет нейтральный белый оттенок, который мы можем наблюдать в офисе и иногда в больницах.

Чем ближе спектр к яркому жёлтому солнечному свету, тем теплее становится освещение в комнате, и наоборот. Если спектр отдаляется от солнечного света к синему оттенку, тем более холодный свет лампа излучает. Такой эффект относится не только к светодиодным лампам, но и ко всем остальным. Этому есть научное объяснение.
При нагревании куска металла при высоких температурах он может вырабатывать излучение, которое проявляется  в определённом оттенке. Сначала будет красный цвет, повышая температуру дальше, он будет постоянно тускнеть: жёлтый, белый, голубой, синий и т.д. Хоть диоды и имеют немного другой принцип работы, но суть остаётся той же, что и у обычных ламп накаливания.
Так, например, светодиодные лампы цветовая температура в кельвинах которая ниже 5500К, имеют более тёплый свет, а холодный свет лампа получает только при показателях выше указанного.
Цветовая температура светодиодных ламп таблица:

Тёплые светодиодные лампы имеют такие показатели на упаковке:

  • 2000К — оранжевое излучение в данном показателе можно сравнить со светом горящей свечи или внутренней частью пламени костра. Более низкие показатели, которые характерны для красного излучения, не используются при изготовлении светодиодных ламп для дома. Красный цвет сильно контрастирует на фоне всех естественных оттенков, которые человек наблюдает в природе и окружении;
  • 2500К —жёлтое излучение получается при повышении «температуры» цвета. Также такой оттенок можно наблюдать при восходе солнца. Это наиболее удачный оттенок для освещения гостиных комнат в квартире. Светодиодные лампы тёплый белый свет рассеивают лучше, чем яркий оранжевый, поэтому лёгкий жёлтый свет дарит чувство уюта и спокойствия.

На этом тёплый светодиодный свет не заканчивается. В зависимости от показателей температуры на упаковке, можно делать тот или иной оттенок света более явным или наоборот приблизить к нейтральному.
Светодиодные лампы белый цвет или как его ещё называют «нейтральный» с показателем 5500К/5227°С – максимально приближен к естественному солнечному свету на улице в середине дня. Он наиболее привычный человеческому глазу и не вызывает чувства раздраженности. Популярные светодиодные лампы е27 теплый оттенок дают, как и другие модели ламп. Поэтому, чтобы достичь эффекта природного света достаточно нескольких светильников с такими лампами.

  • 9000К — холодный голубой оттенок. Такой показатель редко используется в жилых помещениях. Так как на практике цифровые значения приобретают цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно. Однако близкие значения оттенка к нейтральному, активно используются маркетологами и рекламщиками.

Применение оттенков светодиодного свечения ламп

Самый широкий спектр тёплых и холодных цветов среди всех остальных имеют светодиодные лампы. И этим активно пользуются дизайнеры, маркетологи и рекламщики для продвижения своего товара. Основываясь на психологии человека и всех возможностей спектра светодиодных ламп можно сделать вывод, где наиболее удачно будет вписываться тот или иной вид освещения.
Так, например, тёплый светодиодный свет подходит больше для помещений с большим количеством посетителей: гостиные, детские сады, библиотеки, кофейни. В таких местах посетителю или клиенту захочется остаться подольше.

Однако не всегда вариант с тёплым спектром излучения является выигрышным. Как показывает практика, на предприятиях светодиодные лампы тёплый белый цвет, как основной источник освещения в помещении, будет отвлекать работников от трудового процесса. Там больше подходит холодный свет.

Не мешает добавлять яркие элементы в интерьере и на на местах первой важности (выставки, стенды, расписание, план эвакуации и т.д.).

Светодиодные лампы обеспечивают не только экономическую выгоду со стороны потребителя, но также с их помощью можно дополнять интерьер помещения, продвигать товар и даже воздействовать на людей.
Советы по подбору освещения для дизайна помещений видео:

Применение нейтрального 4000-4500К и холодного 6000-6500К освещения в помещениях

Уважаемые посетители сайта, рады представить вам статью об особенностях применения общего света в мебели.

Преимущества светильников с нейтральным белым светом:

1. Выше цветоперадача

Если цветовая температура находится в пределах 4000-5000К, спектральный состав света более сбалансирован и по своему составу практически идентичен дневному солнечному свету, и цветопередача (индекс CRI по методике CIE (1995) ) будет высокой, т.к. чем выше цветовая температура, тем больше доля зеленого и синего цветов . Выше 5000К искажения настолько велики , что измерения по стандартной методике не дают корректных результатов (слишком сливаются цвета цветовых табличек-индикаторов). Рекомендуемое значение в Cri(Ra)>80(0,8) эффективно достигается как раз при цветности 4000-5000К. Европейская комиссия приняла решение стремится к Cri>95 , путём улучшения характеристик светодиодов, что также свидетельствует о важности этого показателя.

В реалиях конечного применения продукта — освещения мебели для ванных комнат, это означает что потребитель при нанесении косметических средств, вносящих корректировки цвета кожи (макияж) получит одинаково воспринимаемый результат на улице, в домашних условиях и под качественными источниками искусственного света (к примеру фото студия, театр).

2. Намного благоприятней для зрения (меньше слепят)

Чип-светодиод, покрытый люминофором, при возбуждении электрическим током излучает свет с длиной волны 380-780nm. Как мы обозначили ранее, распознавание цвета глазом оптимально при дневном солнечном свете. Спектры различных источников света представлены на рис.1.

Рис.1 Спектр солнечного света, светодиода, лампы накаливания, люминесцентной лампы.

На графике на рис. 1 хорошо виден провал в области 480нм, что является главным отличием LED-источника от солнечного света. В этой зоне находятся максимумы чувствительности светового рецептора глаза – меланопсина , управляющего зрачком глаза на закрытие (уменьшает энергетическую освещенность сетчатки глаза, защищая её от воздействия большой дозы синего света).

Рис. 2 График зависимости относительной мощности излучения от длины волны.

Как видно из графика на рис. 2, спектральная плотность мощности излучения в области 480nm при цветовой температуре 4000К в два раза выше чем при холодном свете (6000К), что означает в 2 раза меньший ослепляющий эффект .

Основное LED освещение, поставляемое нашей компанией (например, светильники типа дуга Fagus, светильники типа спот Polus, трековое освещение) - нейтрального дневного света (4000-5000К). Также отмечаем, что например, светодиодная лента 6500К чаще используется в качестве декоративного освещения, чем для организации освещения в спальнях или для чтения.

К примеру, ведущие европейские поставщики и производители светодиодного освещения, в частности, ламп, такие как OSRAM и PHILIPSне выпускают новых моделей изделий с цветностью выше 5000К для использования в домашних условиях .

Также отмечаем, что по нашей статистике, полученной от поставщиков, в странах северных широт (Финляндия, Норвегия, Швеция) более популярен теплый свет, а в странах южных широт (Индия, Австралия, Португалия) – клиенты отдают предпочтение более холодному белому.

Светильники нейтральной цветности, эффективные и безопасные для зрения, увеличат Ваши продажи.


International Commision on Illumination (CIE) CIE Central Bureau Publication 13.3, Vienna: Commission Internationale de l’Eclairage, ISBN 978-3-900734-57-2 (A verbatim re-publication of the 1974, second edition. Accompanying disk D008: Computer Program to Calculate CRIs cie.co.at/

Schanda, János; Sándor, Norbert (2005), «Visual colour rendering based on colour difference evaluations», Lighting Research and Technology, 38 (3): 225–239, doi:10.1191/1365782806lrt168oa. A conference version of this article can be accessed for free: Schanda, János; Sándor, Norbert (2005), «Visual colour-rendering experiments», AIC Colour ’05: 10th Congress of the International Colour Association, pp. 511–514 knt.vein.hu/staff/schandaj/SJCV-Publ-2005/521.pdf

Color Quality of Semiconductor and Conventional Light Sources. By Tran Quoc Khanh, Peter Bodrogi, Trinh Quang Vinh John Wiley & Sons, Apr 10, 2017 c.334 со ссылкой на немецкий стандарт освещения DIN EN 12464-1 Beiblatt 1 издание 2016 din.de/en/getting-involved/standards-committees/fnl/drafts/wdc-beuth:din21:263720062

Nanostructured Efficient White LEDs based on short-period superlattices and quantum dotscordis.europa.eu/project/rcn/104783_en.html

Ultimate Light Bulb test: Incandescent vs. Compact fluorescent vs. LED, Popular Mechanics, November 25, 201

popularmechanics.com/technology/gadgets/reviews/g164/incandescent-vs-compact-fluorescent-vs-led-ultimate-light-bulb-test/

“Кабель-news”, Информационно-аналитический журнал №2 март-апрель 2013 Реферируется ВИНИТИ РАН, Радуга цветов изоляции проводов в свете светодиодного освещения, Дейнего Виталий, руководитель проекта Ensuring safety in LED lighting – 11\8\12 electronicsweekly

electronicsweekly.com/news/products/led/ensuring-safety-in-led-lighting-2012-11/

OSRAM LEDVANCE GmbH osram-lamps.com/

Philips Lighting Holding B.V. lighting.philips.com

Светодиодные лампы обещают в корне изменить растениеводство

Помидоры и огурцы, баклажаны, сладкий перец, сельдерей и капуста… Какие только культуры не выращивают огородники ранней весной через рассаду! Думаю, их перечень был бы намного больше, если бы не короткий световой день и необходимость досветки.


Для дополнительного освещения чаще всего используют люминесцентные, металлогалогенные, натриевые лампы высокого давления (к примеру, ДНаТ). И конечно же, светодиодные. Самый первый светодиод появился в 1962 году. И он был настолько крохотный, что создателю и в голову не приходило использовать его для освещения. Разве только как индикаторную лампочку. Сегодня же светодиодные лампы обещают в корне изменить растениеводство. Работают в этом направлении и белорусские ученые. И уже доказали, что обладатель «правильного света» первым вне сезона получит урожай.

Светодиодная эра, как считает заведующая лабораторией водного обмена и фотосинтеза растений Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси, кандидат биологических наук, доцент Ольга Молчан, только начинается:


— Около пяти лет назад мы совместно с Центром светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси начали исследования по применению светодиодного освещения в теплице и разработку регламентов освещения культур закрытого грунта с использованием инновационных LED-технологий. LED (light-emitting diode — светоизлучающий диод) напрямую преобразует электрический ток в световое излучение. В рамках программы был создан специализированный «Биотехнологический LED-комплекс»: модельная теплица с семью изолированными модулями-боксами, оснащенными автоматизированными системами регуляции микроклимата и питания. В них можно варьировать освещенность в пределах каждой части спектра, чтобы определить самый благоприятный режим для той или иной культуры на определенной фазе роста.

Например, для лучшего цветения нужны красные лучи, а для синтеза полезных антиоксидантов — синие. Используя светодиоды, можно стимулировать прорастание семян, влиять на цветение, выращивать рассаду, ускорять плодоношение, увеличивать сроки хранения. И даже усиливать сопротивляемость бактериальным и грибковым заболеваниям. Светодиоды — благодатный для воплощения интересных идей инструмент.

— Ольга Викторовна, что же такое привычный нам белый дневной свет?

— Это электромагнитные волны различной длины, в совокупности и составляющие спектр. В окружающей нас среде есть как видимые (красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые), так и невидимые (ультрафиолетовые и инфракрасные) лучи. 

Каждая растительная клетка — сложная регуляторная система, оперативно реагирующая на количество (интенсивность) и качество (длину волны) света. Во время фотосинтеза из углекислого газа и воды образуются углеводы, а затем синтезируются белки, липиды и биологически активные вещества. Чем активнее фотосинтез, тем выше и урожайность, хотя и не всегда. У растений за усвоение света отвечают специальные молекулы-пигменты — хлорофиллы, которые поглощают свет синего и красного диапазонов, и каротиноиды — им в основном нужен синий свет. Также растительная клетка содержит белки-фоторецепторы — фитохромы, которые поглощают красный и дальний красный свет, а также криптохромы и фототропины — им предпочтительнее синие, зеленые и УФ-лучи. Все эти молекулы и нужны растению, чтобы правильно реагировать на количество и качество света.

Растение будет расти абсолютно под любым светом. Но только вот как? Товарной спелости плоды вы вряд ли получите. Поэтому ученые и ищут спектр, способный существенно повысить урожайность.

— Какой же все-таки свет нужен растениям?

Вопрос этот все еще открыт, хотя ответ на него ученые ищут уже не одно десятилетие. У каждого цвета свой характер действия, влияющий на определенные процессы роста. 


Синие лучи стимулируют биосинтез белка и деление клетки, контролируют закрытие и открытие устьиц и, соответственно, поглощение воды и минеральных элементов из грунта и, таким образом, питание самих растений. Кстати, из-за обилия сине-фиолетового света на высокогорных лугах много низкорослых и розеточных форм с укороченными междоузлиями. Благодаря же красным лучам в тканях растений накапливаются углеводы, клетки удлиняются, побеги вытягиваются, стебли и листья быстрее растут. Зеленая и желтая части спектра практически не поглощаются. Но это не значит, что они растению совсем не нужны. Желто-оранжевые лампы ДНаТ в тепличных комбинатах доказали свою эффективность, и реальной замены им пока нет. Да и фоторецепторные системы способны дублировать и заменять друг друга. Если нет синего, растение будет использовать красный свет. Недостает красного, выручит оранжевый…

— А зеленый зачем? Ведь зеленые лучи практически отражаются от листовых пластинок.

— Да, они зеленые потому, что эту часть спектра отталкивают. Под действием же только одних зеленых лучей листья вытягиваются и становятся очень тонкими, а само растение вырастет хилым и болезненным. Но, с другой стороны, зеленая часть спектра полезна для фотосинтеза плотных листьев и листьев нижних ярусов, куда синие и красные лучи почти не доходят. И нижний ярус очень часто адаптирован именно к зеленому свету, который отражается от верхней листвы. Да и в самом листе несколько слоев клеток. Те, что расположены внизу и поглубже, хорошо себя чувствуют только тогда, когда поглощают зеленый свет.

В последнее время появились уникальные работы, подтверждающие важность зеленого света не только для фотосинтеза, но и для большей устойчивости к внешним воздействиям, в том числе к болезням и вредителям.

За миллионы лет растения эволюционно приспособились к тому свету, который нас окружает. И именно из него поглощают нужные им лучи всех цветов радуги. Я сторонник полноспектрального освещения. И, как показывают наши исследования, именно такой свет для растений наиболее предпочтителен. Если использовать одни лишь цветные (красно-синие) лампы, то урожай вряд ли будет богатым, особенно если речь идет о цветении и плодоношении. При обычных интенсивно горящих белых лампах растения получат намного больше света. В том числе нужного им в данный момент спектра.

Интенсивность же сине-красных светодиодных светильников, как правило, не очень высока: около 50 мкмоль квантов на 1 кв. м в секунду. Белый светильник, в спектре которого все цвета, может выдавать на те же площадь и время 300 мкмоль. Значит, растение получит в 6 раз больше света, в том числе синего и красного, чем только из одного цветного светодиода.

— А как быть с культурами длинного и короткого дня? 

— Для развития растений действительно очень важна продолжительность дня и ночи. Одни культуры завезены к нам из жарких экваториальных стран, где длина дня и ночи одинакова, другие — из высоких широт с длинными летними днями и зимними ночами. На самом деле растение реагирует не на длину дня, а на длину ночи. 


Утром солнце встает, и в спектре дальний красный свет сменяется просто красным. Вечером солнце садится — и все уже наоборот: на смену красным лучам приходят дальние красные, и растение засыпает. Но если длинную ночь прервать, переключив дальний красный свет на красный, то культуры воспримут это как рассвет. У них сразу же изменятся морфология и динамика роста. Если такое практиковать часто, то в итоге растения зацветут намного быстрее. В науке это называется фотопериодом.

— Зависит ли цвет спектра от фазы развития растения?

— Конечно. При прорастании семян, первоначальном активном росте и наборе зеленой массы полезнее синяя составляющая спектра, а в фазе цветения и плодоношения — красная. Для рассады важно, чтобы она была крепкой, с толстым стеблем и хорошим корнем. Поэтому предпочтение и отдается лампам с более высоким содержанием синих и фиолетовых лучей, которые задерживают растяжение клеток, и растения не вытягиваются. И если при выращивании рассады соотношение доминирующих в светодиодах цветов (синего и красного) должно быть 1 к 1, то для взрослых цветущих и плодоносящих растений пропорция меняется — 1 к 4.

— Микроклональное размножение сегодня очень востребовано. Но сеянцы, выращенные в пробирках, очень часто погибают. Могут ли им помочь светодиоды? 

— В культуре in vitro растения живут на готовых сахарах. Соответственно, находясь в замкнутой среде, они сами не могут и не умеют их производить. У них не развит устьичный аппарат, очень слабая и проводящая система, в том числе корешки. Большая проблема при работе с такими растениями — их адаптация, выход в открытый грунт. Им очень трудно сразу перестроиться, поэтому и такие большие выпады. Но светодиоды способны помочь. Как оказалось, при соотношении синего и красного света 1 к 2 или 1 к 1 сеянцы из пробирок быстрее укореняются, раскрывают устьица и наращивают листовой аппарат.

— Очень многие огородники снимают томаты слегка недозрелыми. Да, срок их хранения увеличивается, но качество, увы, ухудшается. Буро-зеленые помидоры в 2 — 3 раза беднее витаминами, сахарами и аминокислотами. И при дозаривании в хранилище не накапливают полезных веществ в тех же количествах, как на грядке.

— Наши исследования, проведенные в тепличных хозяйствах, доказали, что под правильно подобранными светодиодами не только увеличивается количество, но и улучшается качество плодов. В томатах заметно больше становится антиоксидантов (особенно ликопина, расщепляющего жиры и снижающего риск заболевания раком), а также сухих веществ и сахаров. А это значит, что такие помидоры слаще и вкуснее, чем выращенные при традиционном освещении. 

Базилик, росший под лампами с разными спектрами.

Красный свет индуцирует синтез растворимых углеводов, а со временем и крахмала. На синем же свету преимущественно образуются органические кислоты и аминокислоты, а затем и белки. При созревании плодов ставку надо делать на красный свет. И его соотношение с синим спектром — от 1 к 2 до 1 к 4 или даже 1 к 6. Все будет зависеть от других условий выращивания (есть или нет естественное освещение, какая температура и обеспеченность минеральными элементами и т.д.). Используя светодиоды, можно уменьшить и содержание нитратов. 

— А от чего зависит конечный результат?

— От того, как на уровне клетки сыграет взаимодействие цветов, их соотношение. Только каким оно будет? Если вы дадите много синего, скорее всего, растение не зацветет и останется низкорослым. Доминирующий красный вытянет стебель и, вполне возможно, также не допустит цветения.

Да и свет в одной красно-синей гамме растения долго не выдержат. Разве только салаты, которым для роста надо совсем немного времени.

— Выходит, каждой культуре для нормального роста и развития нужен свой набор лучей?

— Абсолютно верно. Помидоры и огурцы, как оказалось, несмотря на то что лианы, — приверженцы разного спектра. Томату больше нравится синий-красный 1 к 4, а огурцу — 1 к 2. Но это не значит, что, взяв только два этих цвета, вы получите достойный урожай. Растению еще нужны и зеленый, и УФ-свет. И опять же, в своей пропорции, своей цветовой комбинации. 

Салату же, по большому счету, все равно, под каким светом расти. Четыре варианта, в которых синие и красные лучи соотносились 1 к 1, 1 к 2, 1 к 3, 1 к 4, дали практически одинаковый результат. А вот базилику и руколе красного надо побольше — 1 к 4. У земляники и базилика под светодиодами увеличивается количество антиоксидантов и снижается содержание нитратов.

В экспериментах, которые мы проводили на Минской овощной фабрике, зеленные культуры, досвечиваемые LED-облучателями, достигали товарной спелости на 6 суток раньше, чем при досветке ДнаТ. Это более чем на 20% сократило время выращивания. Сейчас довольно успешно в тепличных хозяйствах проходят испытания энергосберегающие LED-светильники отечественного производства. Мы смогли получить свет с хорошим спектром и довольно высокой интенсивности. 

— Тестировались ли светодиоды на цветах?

— Качество роз специалисты оценивают по нескольким параметрам — длина цветка, диаметр бутона, окраска, стойкость. Но главный критерий — количество цветов на 1 кв. м. На экспериментальном участке нам удалось эту цифру увеличить вдвое. Отлично среагировали на разноцветный спектр и декоративные однолетники. Здесь соотношение сине-красной гаммы было 1 к 1. Эксперименты продолжаются.

— Если светодиоды увеличивают количество полезных веществ в овощах и фруктах, так, может, и с лекарственными растениями они могут поработать?

— Влияние светодиодов различного спектра на синтез вторичных метаболитов (то есть биологически активных соединений) — наш новый проект. Мы научились выращивать в искусственных условиях одно из самых дорогих лекарственных растений в мире — тропический катарантус розовый, используемый в лечении рака. В нем образуются очень ценные противоопухолевые алкалоиды, которые нельзя получить химическим синтезом. Разработанная нами светодиодная комбинация существенно увеличила в катарантусе содержание целебных веществ, даже в большей степени, чем если бы он рос в естественной среде.

Рассада: с досветкой светодиодами и без.

— Можно ли включать светодиоды на сутки?

— Подсвечивать — не значит светить все 24 часа. Непрерывное освещение растениям не нужно. Для фотосинтеза необходима и темнота, во время которой «переваривается» накопленная за день энергия. Непрерывный же свет может вызывать у растений, особенно у томата, многочисленные физиологические расстройства. И в первую очередь хлороз. Для сеянцев томатов достаточно 16-часового светового дня, для рассады огурца — 13 — 15 часов, томата — 14 — 16, перца — 9 — 10, белокочанной капусты — 16 часов.

— Ольга Викторовна, что в ближайших планах?

— Хочется лучше понять физиологию растений и научится ею управлять с помощью света. Повысив их иммунитет, мы можем снизить пестицидную нагрузку и уменьшить гормональную составляющую. Также, используя оптимальный спектр освещения, можно будет регулировать поглощение воды и минеральных элементов, т.е. более эффективно распоряжаться ресурсами, стимулировать формирование корней, побегов и листьев, ускорять прорастание семян, цветение и плодоношение, управлять биосинтезом сахаров, витаминов и антиоксидантов, повышать устойчивость к болезням и вредителям. Все это открывает широчайшие перспективы. У светодиодов действительно большое будущее.

КСТАТИ

Преимущества светодиодов по сравнению с традиционными источниками освещения

• Экономичны — используют в 8 раз меньше электроэнергии, чем стандартные лампы. 

• Долговечны — могут работать до 50.000 часов. 

• Ремонтируются — неисправный светодиод легко заменить, не меняя сам светильник. 

• Позволяют получить освещение той мощности и спектра, которые нужны растению в данный момент. 

• Включаются мгновенно и дают ровное свечение без мерцания. 

• Нагреваются очень мало, что позволяет размещать их низко над растениями, не боясь обжечь листву. 

• Безопасны — работают на слабом напряжении. 

• Экологичны — не содержат вредных химических веществ.

• Обладают ударной и виброустойчивостью, низкой пожароопасностью, влагоустойчивостью и стойкостью к воздействию агрессивных сред. 

• Универсальны — стимулируют укоренение и прорастание, ускоряют цветение и созревание плодов, увеличивают урожайность.

СОВЕТ «СБ»

При выборе подсветки для растений отдавайте предпочтение той, у которой равномерное световое поле. Лампа не должна излучать много тепла: оно лишь вызовет преждевременное цветение, старение, ускорит плодоношение и снизит урожайность.

СПРАВКА «СБ»

КРАСНЫЙ цвет спектра важен для фотосинтеза: он активизирует прорастание семян, образование корневой системы, цветение и плодоношение.

ДАЛЬНИЙ КРАСНЫЙ, наоборот, тормозит прорастание семян. 

ОРАНЖЕВЫЙ увеличивает количество завязей и ускоряет созревание.

ЖЕЛТО-ЗЕЛЕНЫЙ хорошо проникает к нижним листьям. 

СИНИЙ тормозит растяжение клеток, но в то же время активирует их деление. Это позволяет стебелькам рассады утолщаться и не крениться в сторону источника света. 

ФАКТ

К.А.Тимирязев еще в XIX веке доказал благотворное влияние синего и особенно красного цветов на растения. В таких условиях быстрее развивается рассада, в плодах увеличивается содержание витаминов и аминокислот, сокращаются сроки вегетации и повышается урожайность: у томатов — на 25 — 50%, огурцов — на 15 — 50, салата — на 20, кабачков — на 10, арбузов — на 60%. Розы под такими пленками растут в 2 раза быстрее и дают в 1,5 раза больше цветков.

[email protected]

Светодиодные лампы таблица цветовой температуры

Цветовая температура характеризуется длиной волны, которую может излучать источник освещения, допустим светодиодная лампа (сведем все данные в таблицу). Измеряется она в Кельвинах. Наши глаза могут воспринимать свет в диапазоне 800-25000 К, но цвет в разном диапазоне по-разному воспринимается. Рассмотрим, какое освещение субъективно лучше воспринимается организмом и какая температура света лучше всего подходит для определенных помещении.

Понятие температуры свечения светодиодных ламп

Цветовая температура – важнейшая характеристика светодиодных электроосветительных изделий. Именно от нее зависит то, насколько комфортно вы будете ощущать себя в интерьере, освещаемом светодиодными лампами, лентами или светильниками.

Светодиодными лампами оснащаются новые авто, освещаются дома, помещения предприятий и стенды наружной рекламы. Они применяются в прожекторах, уличных и офисных светильниках, а также во множестве других изобретений человека.

Понятие цветовая температура светодиодных ламп даже не подразумевает количество отдаваемого ими тепла, а имеет совершенно другое значение. Это – визуальный эффект восприятия источника освещения человеческим глазом. По мере приближения цветового спектра света к солнечному (желтому) определяют «теплоту» каждой лампы.

Можно также привести ассоциацию с пламенем свечи, и вы тут же поймете, как это явление описывается. Напротив, голубоватый оттенок света ассоциируется с пасмурным небом, снежным ночным сиянием. Этот свет вызывает у нас холодные, бледные образы. Но всему есть определенное научное объяснение.

При нагреве куска металла у него появляется характерное свечение. Сначала диапазон цвета находится в красных тонах. При повышении температуры цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко синему и фиолетовому.

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Каждому цвету свечения металла соответствует свой температурный диапазон, что позволяет описать явление при помощи известных физических величин. Это помогает дать характеристику цветовой температуре не как случайно взятой величине, а как определенному промежутку нагрева до получения требуемого цвета спектра.

Спектр цвета свечения светодиодных кристаллов несколько иной. Он отличен от возможных цветов свечения металла благодаря другой методике своего происхождения. Но общая суть остается той же: для получения выбранного оттенка потребуется определенная цветовая температура.

Стоит отметить, что этот показатель никак не связан с количеством тепла, выделяемым осветительным прибором.

Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К).

    По европейским нормам все источники света по цветности разделены на три группы:
  • теплый белый (Тц = ниже 3500 K)
  • нейтральный белый или дневной (Тц = 3500-5300 K)
  • холодный белый (Тц = выше 5300 K)

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 К, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

Для большинства видов работ и помещений рекомендуются «нейтральные» источники света (Тцв = 4000-4500 К). Если говорить о влиянии цветовой температуры на человека, то теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта, а более холодные тона помогают организму концентрироваться и настраивают на рабочий лад.

Еще раз хочу отметить, не стоит путать цветовую температуру и физическую температуру (количества тепла) которую выделяет ваша лампа – это разные показатели.

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачное решение покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

  1. Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500-3000 К).
  2. Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000-4000 К).
  3. Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000-6500 К).
  4. Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
  5. Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
  6. Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера. Наши глаза различают около 10 миллионов различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что измеряется в Кельвинах

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

  • Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
  • Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
  • Оранжевый цвет – 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
  • Жёлтый цвет – 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
  • Белый цвет – 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
  • Голубой цвет – 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел. Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах – сравнительный условный показатель.

Цветовая температура светодиодных ламп таблица

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, KОттенокПрименение
2500–3000Тёплый оранжевыйУютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000Тёплый желтоватыйКомфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000Нейтральный белыйДневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500ГолубоватыйТакую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.

Шкала цветовой температуры

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах.

Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения.

Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200 К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта.

Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

ХарактеристикаКоэффициентПримеры ламп
Эталон99–100Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошаяБолее 90Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая80–89Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая70–79Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая60–69Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная40–59Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
ПлохаяМенее 39Лампы ДНат (натриевые)

Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Маркировка цветовой температуры

На упаковке каждой лампы освещения производители указывают ее технические характеристики. Среди всех прочих характеристик, таких как мощность, напряжения, частота сети, обязательно указывается цветовая температура светодиодных ламп (это относится не только к LED лампам).

На этот основной фактор обязательно стоит обращать внимание перед покупкой лампы.

Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе. Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000 К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

А вот еще один пример обозначения на светодиодном точечном светильнике для гипсокартонных потолков, температура 2800 Кельвинов. Светильники с такой цветовой температурой светят теплым светом похожим на лампу накаливания и были установлены в спальной комнате на одном из объектов.

Связь цветовой температуры и освещения

Четкое знание табличных значений данной характеристики помогает осознать, о каком цвете будет идти дальше речь. Каждый из нас отличается своим цветовосприятием, поэтому определить визуально холодность или теплоту светового потока удается лишь единицам.

За основу принимают усредненные показатели группы изделий, работающих в заданном спектре, а при окончательном выборе светодиодных светильников учитывают конкретные условия их эксплуатации (место установки, освещаемое пространство, назначение и др.).

    Сегодня все источники освещения в зависимости от их диапазона свечения относят к трем основным группам:
  1. теплого белого света – работают в температурном диапазоне от 2700 K до 3200K . Излучаемый ими спектр белого теплого света сильно схож со свечением обычной лампы накаливания. Лампы с такой цветовой температурой рекомендованы к использованию в жилых помещениях.
  2. дневного белого света (нормального белого) – в диапазоне от 3500 K до 5000 K. Их свечение визуально ассоциируется с солнечным утренним светом. Это световой поток нейтрального диапазона, который можно использовать в квартирных технических помещениях (прихожей, ванной, туалете), офисах, учебных классах, производственных цехах и так далее.
  3. холодного белого света (дневного белого) – в диапазоне от 5000 K до 7000 K. Напоминает яркий дневной свет. Им освещают больничные корпуса, технические лаборатории, парки, аллеи, парковки, рекламные щиты и др.

Казалось бы, для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400-3000 К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фару. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение.

Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Какие лампы выбрать для офиса

В нормативном документе СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» рекомендует использовать различные источники излучения в зависимости от их типа, мощности, построения и характеристик светового потока.

Помещения жилого фонда предписывается оборудовать небольшими и низкотемпературными «теплыми» световыми приборами, а в нежилом фонде устанавливать более крупные светильник нормального «белого» света.

Доказано, что белое освещение оптимально для рабочего процесса, так как содержащаяся в нем часть синего спектра благотворно влияет на человека, помогает ему сконцентрироваться, ускоряет реакцию и рабочие процессы организма.

Хорошо выбирать источники излучения именно от 3500 K до 5600 K, с белым или нейтральным светом, с чуть синеватым оттенком. Такое освещение даст возможность увеличить работоспособность до максимальной отметки.

Подойдут как люминесцентные, так и светодиодные светильники, хоть последние дадут существенную экономию энергоресурсов.

Напротив, большой ошибкой будет установка в таком месте светильников холодного белого света с диапазоном, близким к 6500 K. Это приведет к быстрой утомляемости работников, жалобам на головную боль и резкому снижению работоспособности.

На рабочем месте цветовая температура должна быть максимально близка к цвету естественного освещения.

Если при белом свете и длительной работе человека принять его выработку за 100 %, то при желтом свете она составит лишь 93 %, при зеленом 92 %, при голубом 78 %, при красном и оранжевом 76 %. Т.е. на рабочем месте дневной свет будет более полезным (примерно 4000-4500 К).

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

  • Теплый белый свет (2700-3200 К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

  • Нейтральный белый свет (3200-4500 К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

  • Холодный белый свет (более 4500 К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.

Какой это цвет

Как бы странно это не звучало, свет имеет свою цветовую температуру! В вашей квартире, доме, офисе или продуктовом супермаркете через дорогу установлены лампы и устройства освещения.

И от того, какую цветовую температуру они имеют, зависит ваше восприятие объектов и даже настроение. Давайте же разберемся в этих цифровых значениях, сколько Кельвинов какое свечение.

  1. 2700 К – в народе звучит как теплое свечение или теплый белый.
  2. 4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.
  3. 5500-6000 К – яркий белый или близкий к дневному свету.

В интерьере и экстерьере используют разные типы ламп, исходя из задач, условий и личных предпочтений человека.

В классическом дизайне интерьера в основном используют теплый или теплый белый свет(2700 К). Для этих нужд идеально подойдут светодиодные лампы. В графе цветовая температура поставьте галочку «теплое свечение».

Для быстро развивающего мира все больше подходит температура свечение в 4000-4200 К, так в Hi-tech дизайн-интерьерах используют естественно белый свет.

Для офисов, конференц-залов, лабораториях и для других высокоточных работ, выполняющихся в помещениях, используют яркий белый от 6000 К и выше.

Теплый свет сколько Кельвинов

Тёплый оранжевый: 2500–3000 Кельвинов – поможет создать уютную вечернюю атмосферу в спальне и гостиной. Применяется в торшерах, бра, прикроватных светильниках, для освещения обеденного стола.
Тёплый желтоватый: 3000–4000 Кельвинов – расслабляющий и комфортный свет для жилых комнат. Обычно используют в настенных и потолочных светильниках.

Холодный белый свет сколько Кельвинов

Холодный белый – цветовая температура выше 5300 K. Если на рабочем месте более уместен дневной свет (примерно 4000-4500 К), то для чтения же полезен более холодный белый свет (но только до 6500 К).

2700 Кельвинов какой свет

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 Кельвинов, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

3000 Кельвинов какой цвет

Цветовая температура желтого цвета примерно 3000 К – это лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа.

Цветовая температура 4000 K – какой это цвет

4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.

4300 Кельвинов цвет

4300-4500 K – утреннее солнце и солнце в обеденное время. Если говорить об автомобилях, штатный ксенон, который ставится непосредственно на заводе, имеет цвет свечения 4300 Кельвинов. При замене автомобильных ламп с целью максимально добиться лучшей видимости специалисты советуют ставить ксенон с цветом 4300 К.

6000 Кельвинов какой свет

Цвет излучения при 6000 К становится голубоватым. Так светит люминесцентная лампа с цветностью дневного света 6000 К.

6500 Кельвинов какой свет

6500 К – стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету. Для рабочей кухонной зоны рекомендуется использовать лампочки холодного света (выше 6500 К), такой свет будет бодрить.

Какой свет лучше: теплый или холодный

Лампы холодного и теплого света

Свет принято разделять на теплый и холодный. Теплый лучше всего подходит для вечера, в дневное же время наиболее естественен холодный свет. Играя важную роль в формировании циркадных ритмов человека, теплый свет помогает нам расслабиться, забыть о дневных заботах и подготовиться ко сну.

Холодный же, наоборот, держит нас в тонусе, заставляет быть бодрее и энергичнее. Но и холодный, и теплый свет могут нарушить работу наших внутренних часов, застав нас в неподходящее время.

Цвет света выражается в цветовой температуре (измеряемой в Кельвинах), равной температуре абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение такого же цвета. Вас может смутить, что теплому свету соответствует низкая температура, а холодному – более высокая, но, к сожалению, это именно так.

Так, свет с цветовой температурой 2700-3000 K называется теплым, имеет желтоватый оттенок и является типичным для ламп накаливания. Как видно из их названия, светятся они за счет раскаленной вольфрамовой спирали, фактическая температура которой напрямую связана с температурой цвета.

Люминесцентные лампы бывают как мягкого белого света с температурой 3000 K, так и с холодным светом – от 4000 до 6500 К.

Во время восхода и заката солнечный свет чуть теплее, чем свет лампы накаливания – около 1800 К, в полдень в ясную погоду – 6500 К. Именно поэтому теплый свет от искусственных источников ассоциируются у нас с вечером, а холодный – с ярким солнечным днем.

Стоит заметить, в пасмурный день рассеянный солнечный свет может достигать температуры 10000 К, что наряду с отсутствием видимых теней действует на человека угнетающе. К счастью, лампы с такими характеристиками практически не встречаются (разве что у фотографов).

От Луны по ночам исходит голубоватый холодный свет с температурой 4100 K. Свет пламени спички или свечи обычно имеет температуру в диапазоне 1700-1900 K.

При теплом освещении мы воспринимаем цвета предметов, как правило, немного не так, как при обычном дневном. Лампа накаливания, например, усиливает теплые тона, и приглушает холодные.

На это стоит обратить внимание при покупке мебели и деталей интерьера. Во избежание неприятных сюрпризов их следует выбирать при освещении, максимально приближенном к имеющемуся у вас в квартире. Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели.

С возрастом хрусталики в наших глазах могут немного желтеть, поэтому мы начинаем видеть все в более теплых тонах. Добавление холодного света в освещение может помочь в такой ситуации.

Теплый или мягкий белый свет отлично подходит для создания ощущения уюта в жилых пространствах, где мы хотим чувствовать себя расслабленно и комфортно. Избыток теплого света на рабочем месте может влиять на вас усыпляюще и мешать сосредотачиваться на нужных задачах. Именно поэтому в офисных помещениях обычно преобладают светильники с холодным светом.

Тёплый свет в Кельвинах

Теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта. Теплый белый: цветовая температура ниже 3500 K. Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, так как у разных производителей понятия «теплый» могут различаться.

Так что же лучше

Чаще всего лучшим вариантом будет сочетание холодного и теплого света, а также возможность управления осветительными приборами по отдельности для создания определенного настроения во всем помещении или его части.

Таким образом, вы сами всегда сможете получить атмосферу тепла и комфорта, используя освещение теплого диапазона. Или, наоборот, использовать холодный свет для решения задач, требующих внимательности и концентрации.

Вечером можно включить лампы накаливания, разжечь камин, чтобы расслабиться и отдохнуть в атмосфере теплого света. А если вдруг захотелось почитать книгу, воспользуйтесь отдельным светильником, который дает более холодный свет.

Теплое освещение отлично впишется в небольшую квартиру, оформленную в винтажном стиле с преобладанием теплых тонов в интерьере, а холодный свет выгодно подчеркнет современные дизайнерские решения в просторном помещении с предметами ярких цветов и светлыми стенами.

Все, что вам нужно знать Цветовой спектр светодиода и индекс цветопередачи (CRI)

Все, что вам нужно знать Цветовой спектр светодиода и индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи (CRI)

CRI определяется как как источник света делает цвет объекта видимым человеческому глазу и насколько хорошо проявляются тонкие вариации цветовых оттенков. Это действительно то, насколько хорошо лампочка отображает истинные цвета. Индекс цветопередачи (CRI) представляет собой шкалу от 0 до 100 процентов. Он показывает, насколько точен данный источник света, когда дело доходит до цветопередачи, по сравнению с эталонным источником света.Лучшая цветопередача зависит от более высокого CRI.

Цветовая температура или Кельвин света

Прежде чем мы узнаем о цветовом спектре источников света, мы должны узнать о цветовой температуре. Цветовая температура светодиода измеряет цвет светодиодной лампочки. Он определяет количество чистого белого, желтого, красного и синего цвета в свете. Еще один способ думать о цветовой температуре — это то, насколько «теплой» или «прохладной» является белая светодиодная лампа. Цветовая температура измеряется в градусах Кельвина и является мерой той части цветового спектра, которая находится в свете.

В Кельвине нет правильного или неправильного, это личный выбор. Обычно в домах используется теплее 3000К. 4000К — это офисы и большие площади, а 5000К — складские помещения и на открытом воздухе. Мы больше не рекомендуем выше 5000K. Американская медицинская ассоциация заявила, что это опасно для вашего здоровья.

Цветовой спектр источников света

Свет, излучаемый солнцем, включает широкий диапазон цветов. В то время как солнечный свет кажется нам белым, этот солнечный свет, если смотреть через призму, создает спектр цветов, включая фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный.Они перечислены по длине волны от короткой до самой длинной. Эти цвета сливаются, создавая видимый нам белый свет. Солнце также включает невидимый свет ультрафиолетового излучения.

Лампочки создают цвета по-разному, большинство из них используют комбинацию 6 цветов для создания света. Почти никто из них не использует все 6. Большинство создают свет с помощью нескольких, а затем могут добавлять рассеиватели других цветов.

Светильники с широким спектром действительно важны только для светильников для выращивания растений, и даже в этом случае вам обычно требуется несколько разных светильников для создания полного спектра.

Важность CRI

Важность CRI можно определить по тому факту, что он делает цвет более естественным. Благодаря CRI вашим глазам будет легче видеть эти цвета. Это также помогает идентифицировать различные цвета на глубине, что улучшает восприятие глубины. Светодиодные даунлайты с более высоким индексом цветопередачи в вашем доме, как правило, более приятный свет. Хороший индекс цветопередачи в светодиодных прожекторах по-прежнему важен.

Диапазоны CRI

У каждого типа лампы свой диапазон. Лампы накаливания имеют рейтинг 98+.Лампы HID, однако, имеют самый низкий диапазон, который составляет всего 20. Металлогалогенные лампы имеют оценку примерно 60. Старые светодиоды имеют оценку около 50. Современные светодиодные лампы кукурузы, однако, также являются лучшими в этом отношении. . Сегодня светодиоды имеют рейтинг от 80 до 90 и более, что делает их отличной заменой металлогалогенным лампам мощностью 400 Вт.

90+ CRI = Отлично

80-89 CRI = Очень хорошо

70-79 CRI = Хорошо

40-69 CRI = Плохо

0-39 CRI = Очень плохо

Цветовой спектр vs.CRI

CRI — это обширный термин, который фокусируется на цветопередаче. CRI — это мера способности источника света точно конденсировать все частоты своего цветового спектра по сравнению с идеальным эталонным светом аналогичного типа. Цветовой спектр фокусируется на длине волны света и менее важен для домашнего или коммерческого освещения.

при выборе светодиодного освещения наличие полного цветового спектра не так важно, как хороший индекс цветопередачи и уровень Кельвина, который вам нравится.

светодиода — это самая совершенная форма лампочки.Они способны производить больше люменов света и доступны при различных температурах. Сегодня у них высокие показатели CRI и постоянно улучшающийся цветовой спектр.

Светодиодные лампы для выращивания растений — получение правильного цветового спектра

В этом посте я рассмотрю один из наиболее важных критериев, который вы должны учитывать при покупке светодиодного светильника для выращивания растений, — цветовую гамму. Если вы не получите нужный цвет света, растения просто не будут хорошо расти, сколько бы вы ни тратили.

Если вы хотите приобрести новую лампу для выращивания растений, вам действительно стоит подумать о светодиодных лампах, поскольку они намного более энергоэффективны. Это хорошо для вашего бумажника, а также для окружающей среды. Проблема в том, что выбрать правильный тип света нетривиально. Рынок полон продуктов в широком ценовом диапазоне, и многие производители делают заявления, которые призваны сбить вас с толку.

Если вы просто хотите получить быстрый ответ, перейдите к последнему разделу под названием «: лучший цветовой спектр для светодиодных светильников для выращивания растений» .Если вы хотите понять, что делаете, и сделать разумный выбор, прочитайте весь пост. Обещаю, я не буду вдаваться в подробности о вас.

Светодиодные лампы для выращивания растений — получение правильного цветового спектра, предоставлено Green Relief

Что такое цветовой спектр?

Растения генетически запрограммированы на рост с использованием солнечного света, который мы считаем белым или желтовато-белым светом. Этот свет выглядит белым, потому что он содержит все цвета радуги, и когда все эти цвета смешиваются вместе, они выглядят белыми.

Цветовой спектр — это графическое отображение каждого цвета света.

Цветовой спектр солнечного света, изображение от Yuji LED

Ученые используют числа длины волны для обозначения цветов вместо названий цветов, что является гораздо более точным способом измерения цвета. Итак, красный цвет может иметь длину волны 630 или 660. Оба они кажутся нам красными, но на самом деле это разные цвета.

Выращивайте лампы с люминесцентными лампами, называйте цвет лампы холодным белым (в нем больше синего) или теплым белым (в нем больше красного).Это было полезно для люминесцентных ламп, но такие обозначения не подходят для светодиодных фонарей. Когда дело доходит до светодиодов, точнее говорить о длинах волн и отображать реальный цветовой спектр.

Цветовой спектр Солнца

Свет от солнца содержит все цвета, как вы можете видеть на изображении выше. В нем больше синего света (более высокая относительная интенсивность), чем красного.

Какие цвета используют растения?

Цвета, поглощаемые чистым хлорофиллом a и b

Растения используют свет в основном для фотосинтеза, и это делается с помощью определенных химических веществ, содержащихся в листьях.Примеры наиболее важных химических веществ включают хлорофилл A и B. В спектре поглощения (измеряет, сколько света поглощается) вы можете четко видеть пики в синей и красной областях, что означает, что эти цвета используются для фотосинтеза.

В зеленом диапазоне свет почти не поглощается.

Это привело к неправильному выводу, что растениям нужен только синий и красный свет.

Миф о синем и красном

Световые волны, поглощаемые растениями для фотосинтеза

Идея о том, что растения хорошо растут только при синем и красном свете, на самом деле является мифом.Приведенная выше цветовая гамма предназначена для очищенного хлорофилла в пробирке и не показывает, что происходит с листом растения. Фотосинтез более сложен и включает другие химические вещества, такие как каротин и ксантофилл. Цветовой спектр света, поглощаемого всем листом, показывает, что растения на самом деле используют более широкий диапазон длин волн, включая зеленый.

Это правда, что синий и красный важны и представляют большую часть света, используемого растениями, но другие цвета, включая зеленый и желтый, также используются для фотосинтеза.

Разные цвета делают разные вещи

НАСА провело обширную работу по освещению, используемому растениями, и они определили следующее.

  • Красный свет (630-660 нм) необходим для роста стеблей, а также для расширения листьев. Эта длина волны также регулирует цветение, периоды покоя и прорастание семян.
  • Синий свет (400-520 нм) необходимо тщательно смешивать со светом в других спектрах, поскольку чрезмерное воздействие света с этой длиной волны может задержать рост некоторых видов растений.Свет в синем диапазоне также влияет на содержание хлорофилла в растении, а также на толщину листьев.
  • Green Light (500 — 600 нм) проникает через толстые верхние навесы, чтобы поддерживать листья в нижнем навесе.
  • Дальний красный свет (720-740 нм) также проходит через плотные верхние навесы, чтобы поддерживать рост листьев, расположенных ниже на растениях. Кроме того, воздействие инфракрасного света сокращает время, необходимое растению для цветения.Еще одно преимущество дальнего красного света заключается в том, что растения, подвергающиеся воздействию этой длины волны, имеют тенденцию давать более крупные листья, чем те, которые не подвергаются воздействию света в этом спектре.

Наилучший цветовой спектр зависит от ваших целей

По мере того, как растения созревают и проходят цикл роста от всходов до взрослых, а затем цветения и плодоношения, они используют разные цветовые спектры, поэтому идеальный светодиодный свет отличается для каждой стадии роста.

Наилучшая цветовая гамма также зависит от типа растения, которое вы пытаетесь выращивать.

Это может оказаться очень сложным и действительно важно только для коммерческих производителей, которые хотят добиться максимальных результатов.

Как правило, растения лучше всего справляются со светом всех длин волн, но им не нужно равное количество каждого из них.

Цветовой спектр светодиодных ламп

Важно различать светодиодные лампы и светодиодные фонари. Светодиодная лампа — это комплектное приспособление, которое может содержать одну или несколько светодиодных лампочек; обычно более одного. Светодиодная лампа — это небольшой отдельный компонент, излучающий свет.

Спектры отдельных светодиодных лампочек; синий, желтый и красный

Для определенных длин волн существует

светодиодных ламп. На этом изображении показаны спектры трех лампочек; синий, желтый и красный. Обратите внимание, что каждая лампочка дает довольно узкий спектр. Например, синяя лампочка имеет ширину около 60 нм и содержит только синий свет.

Поскольку многие люди считают, что растениям нужен только синий и красный свет, многие из недорогих светодиодных ламп предлагают только синие и красные светодиодные лампы. Это кажется идеальным решением, тем более что синие и красные светодиодные лампы более эффективны и дешевле, чем другие цвета.

Многие изображения светодиодных ламп для выращивания растений в Интернете демонстрируют «всплеск» — промышленное название цвета, получаемого с использованием комбинации синих и красных светодиодных ламп.

светодиодных ламп теперь доступны более чем в десятке различных цветов.

Как сделать белый свет с помощью светодиода?

Как описано выше, каждая светодиодная лампа имеет определенную длину волны, но ни одна из них не дает полного белого спектра, как солнце.

Светодиод с люминофорным покрытием, излучающий белый свет, очень похожий на солнечный свет, изображение Yuji LED

Одним из решений для обеспечения белого света является объединение ламп разного цвета в один светильник.Базовые единицы сочетают синий и красный цвета. Более продвинутые юниты будут включать желтые и зеленые лампочки. Поскольку типичный прибор содержит много лампочек, его можно настроить для получения разного количества каждого цвета. Смешайте достаточное количество разноцветных лампочек, и у вас будет белый свет.

Другой способ получить белый свет — это покрытие линзы лампы люминофором. В таких лампах обычно используется синий свет, который попадает на люминофор и излучает белый свет. Это похоже на то, как работают люминесцентные лампы.

Белые светодиодные лампы кажутся лучшей альтернативой, но есть одна загвоздка.Всякий раз, когда свет преобразуется в другие цвета, часть интенсивности теряется во время преобразования. Это означает, что белые лампы излучают меньше света, чем эквивалентные светодиодные лампы без люминофорного покрытия. Белые лампочки тоже дороже. Даже с этими ограничениями они становятся популярным вариантом для светильников для выращивания растений.

Миф о том, что белый свет — это хорошо

Солнце излучает белый свет, и растения лучше всего чувствуют себя, когда они получают все цвета видимого спектра, поэтому кажется разумным сделать вывод, что лучшие светодиодные фонари — это белые огни.И многие производители пытаются убедить покупателей в том, что это правда, такими комментариями, как:

«Наши светодиоды обеспечивают оптимальный полный спектр, который обеспечивает растения, овощи и цветы на всех стадиях роста всем необходимым от естественного солнечного света»

или

«Наши светодиодные фонари воспроизводят спектр солнца»

Проблема этой логики в том, что растениям не нужен свет, который нам кажется белым, и им не нужен свет, имитирующий солнце.Для растений лучше всего подходит свет, в котором много красного и синего и меньше зеленого и желтого.

Белый свет не важен для растений — важно иметь правильное количество каждой длины волны.

Создание большого количества белого света, чтобы произвести на нас впечатление, — пустая трата энергии.

Интенсивность также важна

До сих пор мы сосредоточились на цветовом спектре, который очень важен, но также важна интенсивность света. В течение многих лет основным источником света для теплиц были натриевые лампы высокой интенсивности.Я использую его в течение многих лет, и он отлично подходит как для рассады, нуждающейся в более низком уровне света, так и для цветущих орхидей, которым требуется высокий уровень освещения. Это очень желтый свет с небольшим количеством синего, но при мощности 400 Вт он имеет очень высокую интенсивность. Высокая интенсивность означает, что даже несмотря на то, что синий цвет является второстепенным компонентом света, его все же достаточно для выращивания растений.

Белые светодиоды, упомянутые выше, кажутся идеальным решением, но они имеют меньшую интенсивность, чем лампы без покрытия. По этой причине лампы без покрытия по-прежнему являются хорошим вариантом.

Не рассчитывайте на люмен

Интенсивность важна, но как ее измерить?

Обычный способ сделать это — измерить люмены, которые являются мерой яркости света. Проблема с люменом заключается в том, что он измеряет, насколько яркий свет кажется человеческому глазу, и наши глаза видят зеленый и желтый свет намного лучше, чем синий и красный.

Свет, излучающий в основном синий и красный, не будет казаться нам ярким, и поэтому он будет иметь малое число люмен. Желто-зеленый свет, излучающий такое же количество фотонов, кажется нам ярким, поэтому он имеет высокий световой поток.Но этот свет с высоким световым потоком не имеет оптимального цветового спектра для выращивания растений. Люмены отлично подходят для выбора света для дома, но в большинстве случаев бесполезны для выбора светодиодных светильников для выращивания растений.

Вы можете задаться вопросом, какое отношение люмены имеют к LUX и фут-свечам. Люкс — люмен / м 2 , а футовая свеча — люмен / фут 2 .

PAR и PPDF

Ученые придумали лучший способ измерения света для роста растений, получивший название PAR ( фотосинтетически активное излучение) .PAR определяет относительное количество света, используемого растениями для фотосинтеза в диапазоне от 400 до 700 нм.

Спектры

PAR, используемые для светодиодных ламп, Fluence Bioengineering

Термин часто используется неправильно для измерения количества света, например:

«PAR — это количество света, которое можно использовать для растений»

или

«Это система с высоким выходным параметром PAR, что означает, что прибор излучает в 2–3 раза больше интенсивности, чем другие лампы для выращивания растений».

Эти утверждения не имеют смысла, поскольку PAR определяет рассматриваемые спектры, а НЕ количество света.

Количество света фактически измеряется как PPFD (плотность потока фотосинтетических фотонов), иногда сокращенно PFD. Промышленность и садоводы склонны заменять эти два термина, используя термин PAR, когда они должны сказать PPFD.

PPFD — лучший способ измерить количество света для светодиодных светильников для выращивания растений, чем люмен.

Даже у этого есть проблема. Поскольку он смотрит только на основные визуальные спектры (400-700 нм) и игнорирует ближний УФ и ближний ИК-спектр, он пропускает некоторые длины волн, которые могут использовать растения.Но это лучшая и самая распространенная система, которая у нас есть на данный момент для оценки освещения для выращивания растений.

Лучший цветовой спектр для светодиодных светильников для выращивания растений

Какая цветовая гамма лучше всего подходит для светодиодных фонарей? Он должен быть близок к спектрам, используемым растениями. Много синего и красного, немного зеленого и желтого. Добавьте немного ближнего ИК и, возможно, даже ближнего УФ, и это даже лучше.

Не беспокойтесь о соответствии солнечного или белого света.

Я считаю, что перед покупкой важно увидеть выходные спектры света, но большинство производителей их не показывают.Новые предлагаемые этикетки для светодиодных светильников для выращивания растений будут показывать PPFD (называемый PFD) для различных диапазонов длин волн, включая диапазон PAR.

Лучше всего сравнивать значения PPFD. Более высокий PPFD обеспечит больше света для роста растений.

Артикул:

  1. Источник фото, изображение Aquaponics; https://www.greenrelief.ca/
  2. Источник фото, спектры светодиодных ламп; Deglr6328
  3. Photo Source, LED PAR Spectra, https: // fluence.наука / наука / руководство по фотосинтезу /

Как получается белый свет с помощью светодиодов? | Системы светодиодного освещения | Ответы на освещение

Как получается белый свет с помощью светодиодов?

В настоящее время существует два подхода к созданию белого света.

Смешанный белый свет: один из подходов состоит в смешивании света от нескольких цветных светодиодов (рис. 4) для создания спектрального распределения мощности, которое выглядит белым.Точно так называемые трехфосфорные люминесцентные лампы используют три люминофора, каждый из которых излучает относительно узкий спектр синего, зеленого или красного света при получении ультрафиолетового излучения от ртутной дуги в ламповой трубке. Поместив красный, зеленый и синий светодиоды рядом друг с другом и правильно смешав количество их выходного сигнала (Zhao et al. 2002), полученный свет станет белым по внешнему виду.

Рисунок 4. Спектральное распределение мощности нескольких типов светодиодов.

Белый свет с преобразованием люминофора: Другой подход к созданию белого света заключается в использовании люминофоров вместе с коротковолновыми светодиодами. Например, когда один люминофор, используемый в светодиодах, освещается синим светом, он излучает желтый свет, имеющий довольно широкое спектральное распределение мощности. За счет включения люминофора в корпус синего светодиода с максимальной длиной волны от 450 до 470 нанометров, часть синего света будет преобразована люминофором в желтый свет.Оставшийся синий свет, смешанный с желтым светом, дает белый свет. Новые люминофоры разрабатываются для улучшения цветопередачи, как показано на рисунке 5.

Рис. 5. Спектральное распределение мощности первых белых светодиодов на основе люминофора (слева) и белых светодиодов с использованием недавно разработанных люминофоров (справа) с увеличенной выходной мощностью от 600 до 650 нанометров.

Светодиоды: Праймер | источники света | Справочник по фотонике

Светодиоды (светодиоды) — это полупроводники, которые преобразуют электрическую энергию в энергию света.Цвет излучаемого света зависит от материала и состава полупроводника, при этом светодиоды обычно подразделяются на три длины волны: ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный.

Расс Даль, Opto Diode Corporation


Диапазон длин волн серийно выпускаемых светодиодов с одноэлементной выходной мощностью не менее 5 мВт составляет от 275 до 950 нм. Каждый диапазон длин волн сделан из определенного семейства полупроводниковых материалов, независимо от производителя. В этой статье будет представлен обзор работы светодиодов и краткий обзор отрасли.Также будут обсуждаться различные типы светодиодов, соответствующие длины волн, материалы, используемые в их составе, и некоторые применения для конкретных ламп.

Ультрафиолетовые светодиоды (УФ-светодиоды): от 240 до 360 нм

УФ-светодиоды специально используются для промышленного отверждения, дезинфекции воды и медицинских / биомедицинских целей. Уровни выходной мощности более 100 мВт были достигнуты на длинах волн всего 280 нм. Материал, в основном используемый для УФ-светодиодов, — это нитрид галлия / нитрид алюминия-галлия (GaN / AlGaN) с длинами волн 360 нм или более.Для более коротких волн используются запатентованные материалы. В то время как рынок длин волн 360 нм и более стабилизируется из-за более низких цен и большого количества поставщиков, более короткие длины волн производятся лишь несколькими поставщиками, и цены на эти светодиоды все еще очень высоки по сравнению с остальными предложениями светодиодной продукции.

Светодиоды от ближнего УФ до зеленого: от 395 до 530 нм

Материалом для изделий этого диапазона длин волн является нитрид индия-галлия (InGaN). Хотя технически возможно получить длину волны от 395 до 530 нм, большинство крупных поставщиков концентрируются на создании синих светодиодов (от 450 до 475 нм) для получения белого света с помощью люминофоров и зеленых светодиодов в диапазоне от 520 до 530 нм для светофор зеленый свет.Технология для этих светодиодов обычно считается зрелой. Повышение оптической эффективности замедлилось или прекратилось за последние несколько лет.

Светодиоды от желто-зеленого до красного: 565–645 нм

Фосфид алюминия, индия, галлия (AlInGaP) — это полупроводниковый материал, используемый для этого диапазона длин волн. Он преимущественно выполнен в желтом цвете светофора (590 нм) и красном сигнале светофора (625 нм). Лимонно-зеленый (или желтовато-зеленый 565 нм) и оранжевый (605 нм) также доступны в этой технологии, но имеют ограниченную доступность.

Интересно отметить, что ни технологии InGaN, ни AlInGaP не доступны в виде чисто зеленого (555 нм) излучателя. В этом чисто зеленом регионе действительно существуют более старые, менее эффективные технологии, но они не считаются эффективными или яркими. Это в значительной степени связано с отсутствием интереса / спроса со стороны рынка и, следовательно, с отсутствием финансирования для разработки технологий альтернативных материалов для этого диапазона длин волн.

От глубокого красного до ближнего инфракрасного (IRLED): от 660 до 900 нм

В этой области существует множество вариантов конструкции устройства, но все они используют арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) или арсенид галлия (GaAs) .Применения включают инфракрасное дистанционное управление, освещение ночного видения, промышленное фотоуправление и различные медицинские приложения (на 660–680 нм).

Теория работы светодиодов

Светодиоды — это полупроводниковые диоды, которые излучают свет, когда электрический ток подается в прямом направлении к устройству — электрическое напряжение, которое достаточно велико для того, чтобы электроны могли перемещаться через область истощения и объединяться с отверстие на другой стороне для создания пары электрон-дырка должно быть применено.Когда это происходит, электрон высвобождает свою энергию в виде света, и в результате излучается фотон.

Ширина запрещенной зоны полупроводника определяет длину волны излучаемого света. Более короткие длины волн равны большей энергии, и поэтому материалы с большей шириной запрещенной зоны излучают более короткие длины волн. Материалы с более широкой запрещенной зоной также требуют более высоких напряжений для проводимости. Коротковолновые УФ-синие светодиоды имеют прямое напряжение 3,5 В, в то время как светодиоды ближнего ИК-диапазона имеют прямое напряжение от 1,5 до 2,0 В.

Доступность длины волны и соображения эффективности

Главный фактор, определяющий, является ли конкретная длина волны, имеющаяся в продаже, связана с рыночным потенциалом, спросом и длинами волн промышленного стандарта.Это особенно заметно в областях от 420 до 460 нм, от 480 до 520 нм и от 680 до 800 нм. Поскольку для этих диапазонов длин волн нет массовых приложений, нет крупных производителей, предлагающих светодиодную продукцию для этих диапазонов. Тем не менее, можно найти мелких или средних поставщиков, предлагающих продукты для этих конкретных длин волн на индивидуальной основе.


Рис. 1. Текущее значение находится по формуле I = (V cc — V F ) / R L .Чтобы быть абсолютно уверенным в протекании тока в цепи, необходимо измерить каждый светодиод V F и указать соответствующий нагрузочный резистор. В практических коммерческих приложениях V cc разработан так, чтобы быть намного больше, чем V F , и поэтому небольшие изменения в V F не влияют на общий ток в значительной степени. Отрицательный момент этой схемы — большие потери мощности через R L .

У каждой технологии материалов есть точка в диапазоне длин волн, где она наиболее эффективна, и эта точка находится очень близко к середине каждого диапазона.По мере того, как уровень легирования полупроводника увеличивается или уменьшается от оптимального уровня, страдает эффективность. Вот почему синий светодиод имеет гораздо большую мощность, чем зеленый или ближний УФ, желтый — больше, чем желто-зеленый, а ближний ИК — лучше, чем 660 нм. Когда у вас есть выбор, гораздо лучше проектировать для центра диапазона, чем для краев. Также проще закупить изделия, которые не попадают в технологический край материала.

Подача тока и напряжения на светодиоды

Хотя светодиоды являются полупроводниками и требуют минимального напряжения для работы, они по-прежнему являются диодами и должны работать в токовом режиме.Есть два основных способа работы светодиодов в режиме постоянного тока: Самый простой и наиболее распространенный — использование токоограничивающего резистора. Недостатком этого метода является большое тепловыделение и тепловыделение резистора. Чтобы ток был стабильным при изменении температуры и от устройства к устройству, напряжение питания должно быть намного больше, чем прямое напряжение светодиода.

В приложениях, где диапазон рабочих температур узкий (менее 30 ° C) или выходная мощность светодиода не критична, можно использовать простую схему, использующую токоограничивающий резистор, как показано на рисунке 1.


Рисунок 2. Пример точной и стабильной схемы. Эту схему обычно называют источником постоянного тока. Обратите внимание, что ток питания определяется напряжением питания ( В куб.см ) минус В в , деленное на R 1 , или (В куб.см — В в ) / R 1 .

Лучше управлять светодиодом с помощью источника постоянного тока (рис. 2). Эта схема будет обеспечивать одинаковый ток от устройства к устройству и при перепадах температуры.Он также имеет меньшую рассеиваемую мощность, чем простой токоограничивающий резистор.

Стандартные коммерческие драйверы светодиодов доступны из различных источников. Обычно они работают с использованием принципов широтно-импульсной модуляции для управления яркостью.

Импульсные светодиоды в сильноточном и / или высоковольтном режиме для массивов в последовательно-параллельной конфигурации создают уникальный набор проблем. Для начинающего разработчика непрактично разработать импульсный привод с управлением по току, способный выдавать 5 А и 20 В.Есть несколько производителей специального оборудования для импульсных светодиодов.

Светодиоды в приложениях, видимых человеком

В приложениях, где светодиоды просматриваются напрямую или используются в качестве осветителей, точный цвет гораздо важнее, чем точный световой поток в люменах или канделах. Человеческий глаз относительно нечувствителен к изменениям интенсивности света, а мозг достаточно хорошо компенсирует происходящие изменения интенсивности. Например, глядя на светодиодный видеоэкран в здании, средний человек не заметит падения интенсивности на 20%, поскольку части экрана рассматриваются под углом от 10 ° до 20 ° от оси, по сравнению с частью, находящейся непосредственно на- оси, так как это постепенное изменение, приближающееся к краю поля зрения и не воспринимаемое.Напротив, если светодиоды в одном месте отличаются по длине волны на 10 нм от других участков, человеческий глаз легко заметит эту разницу в цвете и найдет ее отвлекающей.

Большинство белых светодиодов, которые используются сегодня, сделаны из синего светодиода, излучающего более длинноволновый видимый люминофор. Индекс цветопередачи (CRI) — это мера спектрального соответствия солнечному свету. 100 считается таким же, как солнечный свет, и большинство светодиодов, используемых в настоящее время для общего освещения, имеют индекс цветопередачи более 80.Улучшения CRI наряду с лучшей оптической эффективностью позиционируют белые светодиоды как наиболее желательный продукт для большинства приложений освещения.

Преимущества и применение светодиодов

Светодиоды для монохроматических применений имеют огромные преимущества перед лампами с фильтром — спектры длин волн определены лучше, чем то, что можно получить с помощью источника белого света и фильтра. Для общего освещения экономия энергии может легко в 100 раз превышать эксплуатационные расходы при использовании лампы накаливания с фильтром.Это приносит огромные дивиденды в таких приложениях, как архитектурное освещение и светофоры. Маломощные портативные светодиодные вывески для шоссе могут легко питаться от небольшой солнечной панели вместо большого генератора, что дает явное преимущество.

Светодиоды

более надежны, чем лазеры, обычно дешевле и могут работать с более дешевыми схемами. Европейский Союз теперь вместе с США классифицирует светодиоды как отдельную единицу. К счастью, светодиоды не несут той же проблемы безопасности глаз или предупреждений, что и лазеры и лазерные диоды.С другой стороны, светодиоды нельзя превратить в очень маленькие, сильно коллимированные и оптически плотные пятна. В приложениях, где требуется чрезвычайно высокая плотность мощности на небольшой площади, почти всегда требуется лазер.

Светодиоды

сейчас используются в большом количестве разнообразных рынков и приложений (Таблица 1). Их высокая надежность, высокая эффективность и более низкая общая стоимость системы по сравнению с лазерами и лампами делают эти устройства очень доступными и привлекательными как для потребительского, так и для промышленного сегментов.Каждая отдельная светодиодная технология и / или цвет были разработаны для решения конкретных задач и требований.


Расчет спектра излучения от обычных источников света

Мне очень нравится моя система освещения Philips Hue, которую я купил более года назад. Система позволяет с помощью смартфона установить миллионы различных цветов и тысячи уровней яркости для 18 лампочек. Вы также можете запрограммировать автоматическое включение системы при приближении к дому, известное как геозона, или в определенное время дня.Но как качество света по сравнению с другими технологиями освещения?

Интуитивно понятная система домашнего освещения

Система Philips Hue работает, изменяя количество излучаемого синего, зеленого и красного света, которое вы можете установить прямо со своего смартфона. Если вы чувствительны к определенному цвету света, вы можете просто избегать его. Вы можете настроить освещение в зависимости от вашего настроения, чтобы сосредоточиться, зарядиться энергией, прочитать или расслабиться. Например, есть режим «Концентрация», который предпочтительно выделяет больше синего света, что, как было показано, улучшает способность концентрироваться.Отдыхая по вечерам, я использую режим «Закат», который дает больше красных и оранжевых оттенков.

Побывав с этой системой какое-то время, я также обнаружил некоторые долгосрочные преимущества:

  • Я засыпаю ночью легче, чем когда у меня были старые люминесцентные лампы.
  • С момента обновления системы мой счет за электроэнергию снизился примерно на 21 доллар в месяц. Это связано с тем, что светоизлучающая лампа (LED) мощностью 12 Вт может давать такой же оптический выход, как лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Сравнение некоторых настроек системы освещения в моей квартире. Слева: мягкий белый. В центре: красный. Справа: синий дождь.

Я пытался убедить своих родителей купить систему, но мой коммерческий аргумент не повлиял на них. Я недавно купил им систему в качестве рождественского подарка, так как я такой хороший сын. Первый комментарий, который я услышал при демонстрации системы, был: «Ого, свет такой естественный». Это побудило меня выяснить, почему это так, и можно ли использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для исследования лежащих в основе физики.Ответ кроется в спектре излучения высокоэффективных светодиодных ламп. Сравнивая спектр излучения естественного света со спектром излучения ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп, мы можем лучше понять это явление.

Построение спектров излучения в COMSOL Multiphysics

Спектры излучения естественного дневного света, а также ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп представлены ниже. Как вы увидите, спектры излучения очень разные, и ни один из них не может идеально воспроизводить естественный дневной свет.

Естественный дневной свет

Начнем с дневного света, приходящего на поверхность земли от солнца. В настоящее время нет возможности воспроизвести спектр излучения искусственным источником света. Однако световые трубки (или световые трубки) можно использовать для перенаправления поступающего дневного света в подземные места, например, станции метро. Один из примеров — подземный вокзал в Берлине. Световая труба проходит над станцией (показано ниже, на левом изображении) и собирает свет, который передается через специальную трубу вниз в подземную станцию ​​(показано ниже, справа).

Слева: световая трубка у входа на вокзал в Берлине. Изображение Даббелю — Собственная работа. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons. Справа: световая трубка передает свет в подземный терминал. Изображение Тилля Креча — Flickr. Под лицензией CC BY 2.0 через Wikimedia Commons.

Световод создает более естественное освещение вокзала в дневное время. Очевидным недостатком этого подхода является то, что он не работает ночью, что создает необходимость в искусственном освещении, имитирующем естественный дневной свет.

Спектр излучения естественного света обычно соответствует распределению Планка в видимой части спектра, как мы можем видеть ниже. Ни один цвет не имеет существенного преимущества перед другим, хотя интенсивность наиболее высока в голубой области, около 460 нм.


Спектр излучения видимого света, приходящего на поверхность Земли от Солнца.

Лампы накаливания

Лампа накаливания содержит вольфрамовую нить, которая резистивно нагревается, когда через нее проходит ток.При температуре около 2000 К нить накала начинает излучать видимый свет. Чтобы вольфрамовая проволока не загорелась, колбу наполняют газом, обычно аргоном. Тепло, выделяемое в нити накала, переносится в окружающую среду посредством излучения, конвекции и теплопроводности. Лампа накаливания излучает больше красного света, чем естественный дневной свет. Излучение распространяется даже в инфракрасную часть электромагнитного спектра, что тратит впустую энергию и снижает общую эффективность лампы.


Спектр излучения в видимом диапазоне типичной лампы накаливания.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа обычно состоит из длинной стеклянной трубки, содержащей смесь ртути и инертного газа, такого как аргон, под низким давлением. Внутри этой трубки образуется неравновесный разряд (плазма). Это означает, что температура электронов отличается от температуры окружающей газовой смеси. Например, температура электронов может быть порядка 20000 К, но температура газа остается относительно близкой к комнатной температуре 300 К.Поскольку плазма находится в неравновесном состоянии, реакции электронного удара изменяют химический состав газовой смеси в соответствии с процессами столкновений. Эти столкновения могут создавать электронно-возбужденные нейтралы, которые впоследствии могут вызывать спонтанное излучение фотонов с определенными длинами волн.

Видимый свет создается двумя способами: оптическим излучением непосредственно из разряда или возбуждением люминофором на поверхности трубки. Флуоресцентное освещение часто вызывает проблемы у людей, страдающих расстройством зрения, называемым синдромом Ирлена, и, как ни странно, люди часто жалуются на головные боли и мигрень при длительном воздействии флуоресцентного света.

Как вы можете видеть на графике ниже, спектр излучения флуоресцентного источника света выглядит довольно странно. Квантование происходит из-за прямого излучения плазмы или люминофора, но человеческому глазу излучаемый свет все еще кажется белым. Как и лампы накаливания, люминесцентные лампы могут быть неэффективными, потому что плазму нужно поддерживать, и она испускает излучение в невидимом диапазоне.


Спектр излучения типичной люминесцентной лампы.

Светодиодные лампы
Светодиоды

производят революцию в индустрии освещения, поскольку они часто намного эффективнее с точки зрения световой отдачи и более долговечны, чем традиционные технологии ламп накаливания.Например, обычные потребительские светодиодные лампы работают на 10-20% мощности, необходимой для работы лампы накаливания сопоставимой яркости. У них также есть срок службы более 25 000 часов, по сравнению с только 1000 часами для ламп накаливания.

Светодиоды

намного эффективнее ламп накаливания, потому что они работают совершенно по-другому. Светодиоды — это полупроводниковые устройства, которые излучают свет, когда электроны в зоне проводимости переходят через запрещенную зону посредством излучательной рекомбинации с дырками в валентной зоне.В отличие от ламп накаливания, светодиоды излучают свет в очень узком диапазоне длин волн.

Изначально красные, зеленые и желтые светодиоды были разработаны в 1950-х и 1960-х годах. Однако именно изобретение синего светодиода привело к созданию новых эффективных источников белого света. Синий свет, излучаемый такими светодиодами, можно использовать для стимулирования более широкого спектра излучения слоя люминофора вокруг корпуса светодиода или можно напрямую комбинировать с красными и зелеными светодиодами для создания белого света.

Как показано на графике ниже, спектры светодиодов для желтого люминофора становятся ближе к спектрам естественного дневного света.Синего света больше, чем у лампы накаливания, и почти вся энергия излучается в видимом спектре.


Спектр излучения типичной светодиодной лампы с теплым белым светом.

Комбинированные источники света

Различные спектры излучения отложены на одной оси ниже. Хотя ни одна из ламп точно не воспроизводит естественный дневной свет, очевидно, что светодиодная лампа является лучшим приближением. Все излучение происходит в видимом диапазоне, что делает устройство очень эффективным.


Спектры излучения дневного света и обычных ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп.

Обычно лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют фиксированный оптический выход. Также доступны светодиодные лампы с фиксированным спектром излучения. Построив спектры излучения различных источников света, мы можем сделать вывод, что светодиодные лампы наиболее точно воспроизводят естественный дневной свет.

Узнайте больше о способах моделирования источников света

Как мы видели в этой записи блога, существует множество различных способов создания искусственного света.Все описанные выше методы можно смоделировать на различных уровнях детализации с помощью COMSOL Multiphysics с модулями полупроводников, плазмы, теплопередачи или лучевой оптики.

  • Прочтите сообщение в блоге:
  • Скачать учебную модель:

PHILIPS — зарегистрированная торговая марка Koninklijke Philips N.V. и ее дочерних компаний.

Идеальный светодиодный спектр для растений

В последнее время наблюдается значительный рост использования светодиодных светильников для выращивания растений в растениеводстве.Однако выбор правильного светового спектра для растений и знание того, как они влияют на фотосинтез, могут быть сложными и часто сбивающими с толку.

Эта статья призвана помочь вам понять световые спектры, необходимые для роста растений, и то, как сейчас широко используется светодиодное освещение полного спектра для растениеводства. Мы обсудим, что такое широкополосное освещение, как разные спектры растительного света влияют на разные стадии роста растений и его влияние на производство каннабиса.

Что такое спектр растущего света?

Спектр света для выращивания относится к длинам электромагнитных волн света, производимых источником света для стимулирования роста растений.Для фотосинтеза растения используют свет в области PAR (фотосинтетическое активное излучение) с длинами волн (400-700 нм), измеряемыми в нанометрах (нм).

Нанометры являются универсальной единицей измерения, но также используются для измерения спектра света — люди могут обнаруживать только видимых длин волн светового спектра (380-740 нм). Растения, с другой стороны, обнаруживают длины волн , включая видимого света и выше, включая УФ и дальний красный спектр.

Важно отметить, что световой спектр по-разному влияет на рост растений в зависимости от таких факторов, как условия окружающей среды, виды сельскохозяйственных культур и т. Д.Как правило, хлорофилл, молекула в растениях, отвечающая за преобразование световой энергии в химическую энергию, поглощает большую часть света в синем и красном спектрах для фотосинтеза. И красный, и синий свет находятся в пиках диапазона PAR.

Светодиодные лампы для выращивания растений

Светодиодные лампы для выращивания

— это энергоэффективные лампы, которые используются домашними и тепличными фермерами, а также производителями каннабиса. Используемые как единственный источник света (в помещении) или как дополнительный (теплицы), светодиоды помогают растениям расти с использованием полного спектра освещения по более низкой цене, чем традиционные лампы HPS (1).

Многие производители используют светодиодные фонари для увеличения масштабов производства благодаря их возможностям полного светового спектра, низким тепловым отходам и техническому обслуживанию, а также увеличенному сроку службы. А учитывая, что на физиологию и морфологию растения сильно влияют определенные спектры, светодиодные лампы для выращивания могут эффективно способствовать росту сельскохозяйственных культур (2) в определенные периоды цикла роста. Благодаря возможности внимательно следить за качеством, выработку энергии можно легко оценить для масштабирования растениеводства.

Диаграмма светового спектра

Grow

На приведенной выше диаграмме показан диапазон PAR — спектр света, используемого растениями для фотосинтеза.Подобные диаграммы светового спектра для выращивания включают как диапазон PAR, так и другие спектры, поскольку было обнаружено, что длины волн вне диапазона PAR также полезны для роста растений.

Пик фотосинтетической эффективности (поглощения света) приходится на красный и синий световые спектры диапазона PAR. Красное излучение (около 700 нм) считается наиболее эффективным для стимулирования фотосинтеза, особенно на стадии цветения для роста биомассы (что важно для производителей каннабиса). Синий свет необходим как для вегетативных стадий цветения растений , так и , но в основном для установления вегетативного и структурного роста.

Каков идеальный спектр света для выращивания растений?

Идеальный спектр света для выращивания растений зависит от нескольких факторов. К ним относятся то, как определенные растения используют свет спектра PAR для фотосинтеза, а также длины волн за пределами диапазона 400-700 нм. Этот свет может помочь ускорить цветение, улучшить питание, ускорить рост и т. Д. Если источник света единственный (в помещении) или дополнительный (теплицы), то также влияет на то, какие световые спектры для выращивания следует использовать.

Как правило, фотосинтетическая эффективность происходит на красном и синем пиках, что означает, что растения поглощают эти спектры больше всего при росте. Вы можете подумать, что идеальный спектр света для выращивания равен солнечному свету — в конце концов, у этого есть миллионы лет опыта — однако он более подробный, чем этот.

Солнечный свет дает много зеленого, желтого и оранжевого цветов — это наиболее доступные спектры света. Фактически, исследования (3) говорят нам, что зеленый свет, хотя он не поглощается хлорофиллом, а также красный и синий (поэтому большинство растений кажутся зелеными), он абсолютно необходим для фотосинтеза.

Световые спектры за пределами синей и красной длин волн используются растениями меньше всего для роста, поскольку именно в красных и синих тонах происходит большая часть фотосинтетической активности — большая причина, по которой полноспектральные светильники для выращивания невероятно эффективны, потому что производитель может быть очень специфичным.

Что такое широкополосное освещение?

Освещение широкого спектра — часто называемое освещением полного спектра, означает полный спектр света, излучаемый солнечным светом. Это означает, что длины волн широкого спектра освещения включают диапазон 380-740 нм (который мы рассматриваем как цвет), а также невидимые длины волн, такие как инфракрасное и ультрафиолетовое.

Одним из преимуществ светодиодных светильников для выращивания растений является то, что они могут быть настроены на производство волн определенной длины в определенные периоды в течение дня или ночи. Это делает его идеальным для растений, потому что производители могут выделить определенные цвета спектра в зависимости от сельскохозяйственных культур и условий выращивания. Освещение полного спектра также может ускорить или замедлить рост, улучшить развитие корней, улучшить питание, цвет и т. Д.

Спектр света для выращивания и каннабис

Спектр освещения для выращивания каннабиса различается по сравнению с другими растениями, поскольку производители сосредоточены на максимизации урожайности, контроле уровней ТГК и других производств каннабиноидов, увеличении цветения и поддержании общей однородности.

Помимо видимых цветов, каннабис особенно хорошо реагирует на длины волн, выходящие за пределы диапазона PAR. Следовательно, дополнительным преимуществом использования светодиодов полного спектра является возможность использовать определенные дозы ультрафиолетовых длин волн (100-400 нм) и дальних красных длин волн (700-850 нм) за пределами диапазона PAR.

Например, увеличение дальнего красного (750-780 нм) может помочь стимулировать рост и цветение стеблей каннабиса — чего хотят производители, тогда как необходимый синий свет в минимальных количествах может предотвратить неравномерное удлинение стеблей и усадку листьев.

Итак, каков идеальный спектр света для выращивания каннабиса? Единого спектра не существует, поскольку разное освещение способствует определенной морфологии растений на разных стадиях роста. В приведенной ниже таблице поясняется концепция использования светового спектра по внешнему краю PAR.

Личный каннабис против коммерческого

Разница между индивидуальными и коммерческими светильниками для выращивания каннабиса может быть определена рядом факторов.Во-первых, доступные световые спектры в коммерческих светодиодных светильниках для выращивания растений будут включать полный диапазон PAR и за его пределами, что особенно выгодно для производителей каннабиса.

Коммерческие светильники для выращивания растений можно настроить по беспроводной сети для излучения волн определенной длины и интенсивности через определенные промежутки времени в 24-часовом цикле — настройки освещения для выращивания растений часто работают вместе с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

С персональными светодиодными лампами для выращивания растений, вероятно, будет меньше люмен на ватт, что делает их менее энергоэффективными с меньшей потенциальной урожайностью.Многие из них не имеют широкого спектра и могут давать только небольшие спектры синего и красного света. Кроме того, хотя персональные светильники для выращивания растений по-прежнему будут недорогими в эксплуатации, следует учитывать и другие факторы, в том числе более шумные вентиляторы, пластиковый корпус низкого качества, более короткий срок службы светодиодов и проблемы с перегревом.

Должен ли я использовать разный световой спектр для разных растений?

У некоторых культур синий свет может улучшить уровень питания и окраску, а более высокое соотношение красного и дальнего красного может помочь в размере листьев и цветении.Вот почему современные светодиоды полного спектра так совершенны — потому что, выбирая правильное количество красного и синего света (4), пигменты хлорофилла поглощают больше света, в котором они нуждаются.

Производители каннабиса, которые обращают внимание на UVB / синий из-за его различных структурных преимуществ и эффективности THC, о которых мы поговорим, в основном озабочены размером листьев и цветением. Следовательно, дальний красный и красный свет относительно более важны для повышения их урожайности.

Другие производители, выращивающие в помещении, также экспериментируют с контролируемым использованием дальнего красного спектра, например, фермеры, выращивающие салатные листья.Растения связывают этот спектр с затенением от прямого солнечного света, которое происходит ниже по кроне, вызывая растяжение листьев и стеблей, когда растение тянется к солнечному свету.

Это означает, что при стратегическом использовании более крупные листья и цветение могут происходить без излишнего стресса. Таким образом, хотя для какого-либо конкретного растения не существует определенного спектра света для выращивания светодиодов, соотношение красного и синего света очень важно для максимального роста и скорости фотосинтеза.

Спектр фотосинтеза, роста и урожайности

Для фотосинтеза и поглощения хлорофиллом максимального количества света для роста растений растения наиболее эффективно используют как синий свет , так и красный свет .Другие спектры света, такие как зеленый / желтый / оранжевый, менее полезны для фотосинтеза из-за количества хлорофилла b, , поглощаемого в основном синим светом, и хлорофилла a, , поглощаемого в основном красным и синим светом.

Стоит отметить, что фотосинтез — это более сложный процесс, чем просто абсорбция хлорофилла, но важно понимать фундаментальные принципы.

Для роста синий свет необходим, поскольку он помогает растениям производить здоровые стебли, увеличивать густоту и укоренять корни — и все это происходит на ранних стадиях вегетативного роста.Затем рост продолжается с повышенным поглощением красного света, в результате чего стебли становятся длиннее, листья, плоды / цветение увеличиваются и т. Д. Именно здесь красный свет играет доминирующую роль в созревании растений и, следовательно, в размере.

И, наконец, урожайность — это сводится к комбинации световых спектров и часто уникальна для производителей, в том числе для тех, кто выращивает несколько сортов одной и той же культуры (например, каннабиса). Не существует единого светового спектра, который дает или урожая — оптимальное освещение — это очень целостный, постоянно меняющийся процесс.

Grow Light Spectrum по типу

Определенные световые спектры вызывают характеристики роста растений. В целом, спектр синего света способствует вегетативному и структурному росту, а красный свет способствует цветению, росту плодов, листьев и удлинению стебля. Каждый тип сельскохозяйственных культур чувствителен к разным спектрам и количеству света в разное время в течение дневного цикла — это напрямую влияет на скорость фотосинтеза.

По сути, мы знаем, что контроль спектра света для выращивания может иметь значительное влияние на области роста, такие как цветение, аромат, цвет, компактность и т. Д.Однако важно понимать, что передача сигналов о конкретных факторах роста является частью гораздо большего и сложного цикла. Результаты также различаются в зависимости от окружающей среды (в помещении или в теплице), относительной температуры / влажности, вида сельскохозяйственных культур, интенсивности света (люмен на ватт), фотопериода и т. Д.

Давайте посмотрим на конкретные спектры света для выращивания растений и их применение в садоводстве.

Спектр УФ-излучения (100–400 нм)

УФ-световой спектр, невидимый человеческому глазу, находится за пределами диапазона PAR (100-400 нм).Около 10% солнечного света является ультрафиолетовым, и, как и люди, растения могут пострадать от чрезмерного воздействия ультрафиолета. Подразделяются на 3 типа: УФ-А (315-400 нм), УФ-В (280-315 нм) и УФ-С (100-280 нм).

В то время как преимущества использования ультрафиолетового света в садоводстве все еще изучаются, ультрафиолетовый свет часто ассоциируется с более темным пурпурным оттенком — на самом деле, небольшие количества могут благотворно влиять на цвет, пищевую ценность, вкус и аромат.

Исследования показывают, что воздействие окружающей среды, грибка и вредителей также можно уменьшить, используя контролируемое количество ультрафиолета.Появились исследования, которые предполагают, что увеличение количества каннабиноидов, таких как ТГК (5), в каннабисе может быть достигнуто с использованием света УФ-В (280-315 нм).

Спектр синего света (400–500 нм)

Спектр синего света широко отвечает за улучшение качества растений, особенно листовых культур. Он способствует открытию устьиц, что позволяет большему количеству СО2 проникать в листья. Синий свет способствует пиковому поглощению пигмента хлорофилла, необходимого для фотосинтеза.

Это важно для проростков и молодых растений на стадии вегетации, поскольку они создают здоровую структуру корней и стебля — и особенно важно, когда необходимо уменьшить растяжение стебля.

Спектр зеленого света (500–600 нм)

Зеленые длины волн были в некоторой степени списаны как менее важные для фотосинтеза растений, учитывая их (не) способность легко поглощать хлорофилл по сравнению со спектрами красного или синего света. Тем не менее, зеленый цвет — это , все еще поглощаемый и используемый для фотосинтеза; фактически отражается только 5-10% — остальное поглощается или передается ниже! Это связано с тем, что зеленый свет проникает сквозь растительный покров

В теплицах из-за наличия солнечного света дополнение спектра зеленого света с помощью светодиодных светильников для выращивания будет менее важным по сравнению с культурами, выращиваемыми исключительно в помещении, такими как каннабис или вертикальное земледелие.

Спектр красного света (600–700 нм)

Известно, что красный свет является наиболее эффективным световым спектром для стимулирования фотосинтеза, поскольку он сильно поглощается пигментами хлорофилла. Другими словами, он находится на пиках поглощения хлорофилла. Длины волн красного света (особенно около 660 нм) способствуют росту стеблей, листьев и общего вегетативного роста, но чаще всего высоких, вытянутых листьев и цветов.

Сбалансированное сочетание с синим светом необходимо, чтобы противодействовать любому чрезмерному растяжению, например, деформированному удлинению стержня.Важно учитывать, что, хотя красный цвет является наиболее чувствительным световым спектром для растений, его эффективность действительно возрастает в сочетании с другими длинами волн PAR.

Спектр дальнего красного света (700–850 нм)

Есть несколько способов, которыми дальний красный может повлиять на рост растений — один из них — это инициировать реакцию избегания тени. При длине волны около 660 нм (темно-красный) растение чувствует воздействие яркого солнечного света. От 730 нм и выше, то есть при более высоком соотношении дальнего красного света к красному, растение будет обнаруживать световую «тень» от другого растения или листьев выше над пологом, поэтому происходит растяжение стеблей и листьев.

Дальний красный может быть очень полезным для стимулирования цветения и для некоторых растений для увеличения урожайности плодов (6). У растений короткого дня, таких как каннабис, которые полагаются на более длительные периоды темноты, 730 нм можно использовать в конце светового цикла для стимулирования цветения. Многие производители экспериментируют с прерыванием цикла темноты с помощью вспышек красного света, чтобы ускорить рост и цветение.

В поисках подходящего светильника для выращивания

Чтобы понять, как растения взаимодействуют с различными световыми спектрами, нужно принять во внимание большой объем информации и научных знаний.Мы узнали, что оптимизация урожайности и стабильное качество растений объясняются спектрами света, используемыми вместе — во многом как естественный солнечный свет.

В BIOS мы постоянно совершенствуем наши знания и исследуем то, как световые спектры конкретных культур и сортов работают лучше всего и в какое время светового цикла растения. Наши светодиодные системы освещения для выращивания растений спроектированы и разработаны с использованием подробных научных исследований, чтобы дать производителям возможность использовать идеальный спектр света для оптимизации урожайности, качества и изменчивости своих растений.

Список литературы

(1) Нельсон, Джейкоб и Багби, Брюс. (2014). Экономический анализ тепличного освещения: светоизлучающие диоды в сравнении с разрядными устройствами высокой интенсивности . ПлоС один. 9. e99010. 10.1371 / journal.pone.0099010.
Доступно:

(2) Дарко, Э., Гейдаризаде, П., Шофс Б. и Сабзалян М. Р. (2014). Фотосинтез при искусственном освещении: сдвиг в первичном и вторичном обмене веществ . Философские труды Лондонского королевского общества. Series B, Biological Sciences, 369 (1640), 20130243.
Доступно:

(3) Хейли Л. Смит, Лорна Макосланд, Эрик Х. Мурчи. (2017). Не игнорируйте зеленый свет: изучение различных ролей в процессах растений, Журнал экспериментальной ботаники, том 68, выпуск 9, 1 апреля 2017 г., страницы 2099–2110,
Доступно:

(4) Назнин М.Т., Лефсруд М., Гравель В. и Азад М.О.К. (2019). «Синий свет с красными светодиодами улучшает характеристики роста, содержание пигментов и антиоксидантную способность салата, шпината, капусты, базилика и сладкого перца в контролируемой среде». Заводы (Базель), 8 (4). Доступно:

(5) Magagnini G, Grassi G, Kotiranta S. (2018), Влияние светового спектра на морфологию и содержание каннабиноидов в Cannabis sativa L, Med Cannabis Cannabinoids, 1: 19-27.Доступно:

(6) Калайцоглу, П., ван Иперен, В., Харбинсон, Дж., Ван дер Меер, М., Мартинакос, С., Веерхейм, К., Николь, К., и Марселис, Л. (2019) . Влияние постоянного или дальнего красного света в конце дня на рост, морфологию, светопоглощение и урожайность томатов . Границы растениеводства, 10, 322. Https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00322 .
Доступно:

Какой световой спектр лучше всего подходит для роста растений?

Понимание светового спектра

Свет состоит из частиц, известных как фотоны.Когда вы включаете лампочку, она начинает излучать фотоны, которые наш глаз может обнаружить. Цвет света, который мы видим, определяется длиной волны излучаемых фотонов. Фотоны с более короткими длинами волн (450–490 нм) создают синий свет, а более длинные волны (635–700 нм) дают красный свет. Когда мы смотрим на свет человеческим глазом, мы воспринимаем его только как один цвет. На самом деле свет почти никогда не состоит из фотонов с одинаковой длиной волны и обычно представляет собой комбинацию множества разных длин волн.Комбинация длин волн и количества фотонов на каждой длине волны называется спектром света.


Как спектр света влияет на рост растений

Свет, безусловно, является критически важным компонентом при выращивании растений, но это не только количество, но и качество. Растения могут поглощать и использовать только определенные спектры света. Спектр света, который используют растения, известен как фотосинтетически активное излучение (ФАР) и включает длины волн от 400 до 700 нм.Таким образом, излучаемый свет, не попадающий в этот диапазон, не может быть поглощен растениями и использован для роста. Кроме того, разные длины волн света могут вызывать разные реакции у растений. Например, красный свет эффективен для увеличения общего размера растения, но когда он используется отдельно, он может привести к «вытянутым» растениям с тонкими листьями. Вот почему так важно иметь «полный спектр» света, который включает в себя много разных длин волн света.

В зависимости от стадии роста вашего растения увеличение количества света определенных цветов может помочь вашему растению расти так, как вы хотите.Например, во время вегетативного состояния увеличение количества синего света может привести к более компактным и коренастым растениям, что создает более равномерную высоту навеса и гарантирует, что растения получают равное количество света. Затем, во время стадии цветения, добавление большего количества красного света увеличивает скорость роста растения и «растягивает» его, что приводит к увеличению урожайности. Это связано с тем, что в природе спектр света, который получает растение, указывает на определенные условия окружающей среды, например, какое сейчас время года, и вызывает реакцию растения.

Увидев, как разные длины волн отвечают за разные реакции растений, легко понять, почему полноспектральный свет лучше всего подходит для роста растений . Свет полного спектра наиболее точно имитирует естественный солнечный свет, используя комбинацию всех цветов на всех стадиях роста. Оба светодиода VOLT Grow LED имеют белый полный спектр света. Исключение определенных длин волн, которые способствуют росту растений, может отрицательно повлиять на урожайность.


Спектр светодиодных ламп для выращивания

Когда светодиодные лампы для выращивания растений были впервые представлены на рынке, они включали только производимый свет с красной и синей длинами волн, что привело к тому, что они были известны как «смурфовые» лампы.Внимание к красному и синему свету возникло из идеи, что клетки растений поглощают эти спектры намного лучше, чем зеленый свет. Хотя это правда, более недавние исследования показали, что добавление зеленого света к светодиодному свету для выращивания на самом деле увеличивает урожайность по сравнению с приборами, полностью ориентированными на красный и синий свет. Исследователи считают, что, поскольку клетки растений не так легко поглощают зеленый свет, он может проникнуть глубже в растительный покров, прежде чем он будет поглощен. Это обеспечивает светом растительные клетки, которые были заблокированы от получения красных / синих фотонов клетками, находящимися выше в пологе, что позволяет им вносить свой вклад в фотосинтез и увеличивать общий урожай растения.Они также обнаружили, что зеленый свет может улучшить структуру растений.

Акцент на красный и синий свет является одной из предполагаемых причин того, почему предыдущие поколения светодиодных светильников для выращивания растений изо всех сил пытались соответствовать производству традиционного HID-света с использованием натриевых ламп высокого давления (HPS). Современные светодиодные лампы для выращивания, излучающие белый полный спектр света, теперь способны соответствовать и даже превосходить урожайность культур, выращиваемых с использованием ламп HPS. Компания VOLT работала над оптимизацией спектра наших светодиодных светильников для выращивания растений, чтобы максимизировать как урожайность, так и качество сельскохозяйственных культур.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *