Par характеристика різних ламп led vs ДНаТ
Багато хто задається питанням: "Скільки потрібно світлодіодних Ватт якщо замінювати ними днати."
Щоб відповісти на це питання потрібно ознайомитися з характеристикою PAR і порівняти її значення для кожної порівнюєш лампи. Почнемо з опису цієї характеристики, а потім перейдемо до прийняття того, що (умовно, перебільшено) ККД червоного спектра світла для росту рослин вище за інших.
Photosynthetically available radiation (PAR)
Вимірювання PAR
Так як рослини щоб вжити 1 моль CO2 вимагають 1 моль або 8-10 фотонів, відносна інтенсивність фотосинтезу вимірюється шляхом вимірювання споживання CO2 при даному рівні освітленості (на 1 Watt потужності або 1 моль PAR фотонів). Одиниця виміру PAR - μmol · m² · sec (часто пишуть μmol / m² / sec). Стара одиниця виміру - micro Einstein, μE · m² · sec (часто пишуть як μE / m² / sec, μE m2 s-1, meinsteins / m2 / sec) [ »]. Einstein це 1 моль фотонів, вона дорівнює сучасної 1000μE m-2s-1 = 1000μmol m-2 s-1. (Apogee Instruments). "Один Einstein - це один моль фотонів, незалежно від їх частоти." "Одиниця виміру Einstein використовувалася як взаємозамінний із μmol m-2 s-1 в 60-х і 70-х роках, але Einstein не є одиницею СІ і переважно використовувати Моли." Для вимірювання PAR / PUR використовуються прилади радіометри (Quantum meters).
Найточніші заміри PAR можна отримати спектрорадіографом.
Сумарний денний потік фотонів PPFD за день використовуваних в процесі фотосинтезу (про це нижче) вимірюється іншим приладом, наприклад Apogee Nanologger.
Що стосується точності показань, то сенсор PAR-метра завжди калибруется по конкретному измеряемому джерела світла (з типовим спектром для Сонця, флуор. Ламп холодного світла, MH HQI, газорозрядних содових), і вимір PAR іншого джерела приведе до погрішностей які потрібно буде коригувати. Похибка при вимірюванні температури світла K дуже мала (0.6-0.8%) і нею можна знехтувати. Всі похибки виникають при вимірах різних ламп без калібрування в межах 0.3-3%, і ніяк не можуть вплинути на практиці.
Вся енергія кванта поглинається одним електроном, який піднімається на більш високий енергетичний рівень.
Максимальна інтенсивність спостерігається при освітленні рослини тими променями, які максимально поглинаються хлорофілу і каротиноїди.
Затвердження: Інтенсивність фотосинтезу найбільш висока в червоних променях, так як вона пропорційна не кількості енергії, а числу квантів!
Доказ цього твердження:
Сумарне рівняння фотосинтезу:
6 СO2 + 6 H2 O ---- C6 H12 O6 + 6 O2
Для утворення 1 моля глюкози потрібно 686 ккал, отже, для асиміляції 1 благаючи СО2 потрібно 686: 6 = 114 ккал. Запас енергії 1 кванта червоного кольору (700 нм) дорівнює 41 ккал / Енштейн, а синього (400 нм) - 65 ккал / Енштейн. Мінімальний кантовиє витрата (відношення числа поглинених квантів до числа асимільованих молекул СО2) при освітленні червоним світлом дорівнює 114/41 = 3, а реально витрачається 8-10 квантів. Отже, ефективність використання червоного кольору дорівнює 114/41 * 8 = 34%, а синього 114/65 * 8 = 22%.
Саме так. Пропорційно не кількості енергії, а кількістю поглинених квантів. Оскільки червоні кванти мають меншу енергію, ніж сині кванти, той же сумарний потік енергії від червоного джерела містить більшу кількість квантів, ніж від синього. Саме тому в червоній частині спектра фотосинтез найбільш ефективний. Не знаю щодо інфрачервоної. Повинна бути якась мінімальна енергія кванта, достатня для переходу електрона на більш високий рівень і відповідної хімічної реакції.
Мінімальна енергія кванта буде відповідати хвилі червоного кольору. Це видно в серії Бальмера спектру водню. Там одна лінія в червоній області і три у синій, інші за межею видимої області - в ультрафіолеті. Кожна лінія відповідає певному енергетичному рівню електрона, рівному твору частоти хвилі на постійну Планка. Проміжних станів бути не може. Фотони інфрачервоного спектра, володіючи малою енергією не можуть порушити електрон в хлорофілі і будуть просто його нагрівати - енергія світла перетворюється в теплову. З зеленим спектром теж саме - надмірна залишок енергії викликав би розігрів.
Саме по цій характеристиці і варто порівнювати світлодіодні лампи (з яскраво вираженими піками в червоної та синьої області) з усіма іншими.
PAR значення були вимірюється за допомогою FieldScout Quantum Light Meter, каліброваним на сонячне світло і показує значення (PPF) as μmol m-2 s-1. LUX значення були вимірюється за допомогою люксметра.
