Guide til valg av vekstlampe

HID LED CFL (1)

I denne bloggen kan du lese litt fakta om forskjellige dyrkelys og deres nøkkelegenskaper.

De vanligste typene dyrkelys er:

  • HID, High Intensity Discharge: MH (Metal Halide),  HPS (High Pressure Sodium) og CMH (Ceramic Metal Halide)
  • LED (Light Emitting Diodes)
  • CFL (Compact Fluorescent Light) pærer og lysrør

HID, High Intensity Discharge

HID-lamper er gassutladningslamper eller gassfylte lamper som lyser ved at elektriske utladninger finner sted.

Det er tre forskjellige lampevarianter som har betegnelsen HID.

  • METAL HALIDE (MH). De første MH pærene ble produsert av Philips på 1960-tallet.
  • HIGH PRESSURE SODIUM (HPS).  De første HPS pærene ble produsert av General Electrics på 1950 tallet.  Etter bare noen få år med videreutvikling av de første MH og HPS lampene ble de standard dyrkelys for både profesjonelle gartnere og seriøse innedyrkere.
  • CERAMIC METAL HALIDE (CMH) er siste generasjon innen HID belysning.  CMH lys er ca 10% mer effektivt enn standard MH og avgir mindre varme enn HPS.

HID lamper brukes til dyrking av grønnsaker og blomstrende planter, ofte planter som er riktblomstrende med mye frukter. Lampene brukes som eneste lyskilde i dyrketelt og dyrkerom, eller som tilleggslys til naturlig lys i drivhus og veksthus. De fleste gartnere bruker MH pære i vekstfasen og bytter til HPS pære i blomstringsfasen. Samme ballast og reflektor kan brukes til både MH og HPS. Én ballast driver kun én pære om gangen.

Metal Halide, MH. 

Fordeler: Metal Halide har en høy andel blått lys (tilsvarende naturlig lys om våren og sommeren) og er best til den vegetative fasen.  MH fungerer fint til vegetative planter som salat, urter og grønnsaker med mye blader, og til vegetativ vekst for alle typer planter før de går inn i blomstringsfasen.

Ulemper: HID avgir mest varme i forhold til LED og CFL, og bruker ca 1 minutt på å nå sitt fulle output. Metal Halide pærer bør byttes etter ca 12 måneder eller 15.000 timers bruk.

Nøkkelegenskaper:

  1. Lyspektrum.  Alle MH pærer har lysspektrum som fremmer vegetativ vekst.
  2. Lysintensitet, PPFD (µmol m²s¹).  Ulike MH pærer har forskjellig lysintensitet.   Les mer i avsnittet Lysintensitet.
  3. Watt.  MH er tilgjengelig i mange størrelser. Wattstyrke på pære og ballast må passe sammen. Digitale ballaster kan dimmes og boostes. Eksempel: Til en 600 W pære må du bruke en 600 W ballast, men ballasten kan dimmes ned til 400 W og boostes opp til 650 W output. OBS! Boost vil føre til raskere svekkelse av pæren.  Se anbefalt høyde over plantene (og passende dyrkeareal) for hver av størrelsene her: Vekstlys Metal Halide
  4. (CRI).  CRI-verdien (Color Rendering Indeks /fargegjengivelsesindeks) på Metal Halide er sjelden høyere enn 85, men CRI verdi og kvalitet varierer fra forskjellige produsenter. Lampens CRI-verdi har ikke direkte sammenheng med hvor mye av lyset som kan utnyttes av plantene. Metal Halide pærer har høy fargegjengivelse på planter og mennesker og fungerer fint å jobbe i.

Tilbehør til Metal Halide:

High Pressure sodium, HPS.   

Fordeler: Vanlig HPS er best å bruke til blomstringsfasen fordi pærene har mye av det gule, oransje og røde lyset (tilsvarende naturlig lys om høsten) som er nødvendig for blomstring og fruktdannelse. Ved bruk av vanlig HPS som eneste lyskilde i vekstfasen vil plantene bli strantete eller deformerte. I drivhus, veksthus, eller andre plasser hvor plantene får naturlig lys kan HPS brukes som tilleggslys. Dual spectrum HPS kan brukes som eneste lyskilde i alle fasene.

Samme ballast og reflektor kan brukes til både MH og HPS.

Ulempe: HID avgir mest varme i forhold til LED og CFL, og bruker ca 1 minutt på å nå sitt fulle output. Bør byttes etter ca 18 måneder eller ca 22 500 timers bruk.

Nøkkelegenskaper:

  1. Spektralfordeling. Du kan velge spektrum tilpasset blomstringsfasen (Bloom) eller både vekst- og blomstringsfasen (Dual spectrum/ True dual spectrum). Dual spektrum er tilsatt mineraler og gasser som gir mer blått lys. True Dual Spectrum er pærer som har både HPS og MH teknologi.
  2. Lysintensitet, PPFD (µmol m²s¹). Ulike HPS pærer har forskjellig lysintensitet. Les mer i avsnittet Lysintensitet.
  3. Watt. HPS er tilgjengelig i mange størrelser.  Mest vanlig er: 250 W, 400 W, 600 W og 1000 W.  Se anbefalt høyde over plantene (og passende dyrkeareal) for hver av størrelsene her : Vekstlys HPS
  4. Volt/Spenning. Mest vanlig er 230/240 Volt pære og 230/240 Volt ballast.  Ved bruk av 400 Volt pære og ballast som er bygget for slike pærer vil man få ca 10 % mer output fra en 600 W pære. Ballaster som er bygget for 400 Volts pærer bruker 230 V strømtilførsel, men gjør spenningen til 400 V før den når pæren.
  5. (CRI). CRI-verdien på HPS er lav, ca 20 til 40 til tross for at den er mer PAR effektiv enn MH.

Tilbehør til HPS:

Ceramic Metal Halide, CMH. 

Fordeler: CMH pærer har enda bredere fargespekter og lengre levetid enn MH og HPS. Med CMH er det mange plantetyper du kan dyrke uten å bytte pære. For eksempel squash, tomater, agurker og paprika blomstrer godt med 315 w 3200 K.

Ulemper: Krever CMH-ballast. Bruker ca 1 minutt på å nå sitt fulle output. Avgir varme, og har høyere UV-stråling enn HPS. UVB-stråling er skadelig for mennesker ved lengre eksponering. Istedet for å jobbe lenge under CMH belysning bør du bytte til annet lys mens du jobber.

Nøkkelegenskaper:

  1. Spektralfordeling. Tilgjengelige med spektrum som er tilpasset forkultivering og vegetativ fase (Grow) eller tilpasset både vekst- og blomstring/fruktdannelse (Grow/Bloom)
  2. Lysintensitet, PPFD (µmol m²s¹). Ulike CMH pærer har forskjellig lysintensitet. Les mer i avsnittet Lysintensitet.
  3. Watt.  CMH anses for å være noe mer PAR effektiv enn MH og HPS. Den mest vanlige wattstyrken på CMH er 315 Watt.  Denne har anbefalt høyde over plantene på ca 62 cm (2 fot) og passende dyrkeareal på ca 125 x 125 cm (4 x 4 fot).
  4. (CRI). CRI verdien på CMH er fra 80 til 96.

Tilbehør til CMH: 

Hvordan bruke HID?

Alle HID pærer brukes sammen med en kompatibel ballast (digital eller analog) som sørger for å gi pæren korrekt volt/watt. HID lamper er ikke laget for øyeblikkelig av/på funksjon. Når de er skrudd av eller ved et strømbrudd trenger de 20-30 minutter til å kjøle seg ned før de kan skrues på igjen. Normalt brukes en reflektor til pærene for å optimalisere lysmengden mot plantene. Pærene bør helst håndteres med hansker fordi fett fra fingrene fester seg i glasset og kan gjøre skade på pæren når den blir varm. Det samme gjelder for glass som er montert på noen typer reflektorer.

Valg av HID pære

Ta utgangspunkt i størrelsen på arealet som du vil dyrke på (antall planter). Dernest er det plantenes behov som avgjør. Lyskrevende planter og fruktbærende planter trenger høyere intensitet enn middels lyskrevende planter og skyggeplanter.  (Les mer i avsnittet Lysintensitet.)

Sikkerhetstiltak ved knust HID pære  

HID pærer inneholder kvikksølv og knuste pærer må ryddes opp med varsomhet. Unngå direkte kontakt med hud og øyne. Anbefalt verneutstyr er hansker, øyebeskyttelse og beskyttelse på sko for å hindre kontaminering.  Bruk et godt absorberende kjøkkenpapir for å få opp alle bitene. Støvsuger eller kost må ikke brukes. Avfallet legges i en forseglet beholder som bør leveres på miljøstasjon. Klær som er kvikksølvkontaminert må ikke vaskes i vaskemaskin da det kan kontaminere maskinen og/eller forurense vannsystemet.

Reflektor til HID pærer

Størrelsen og formen på dyrkearealet (firkantet, rektangulær, eller sirkulær) er det viktigste å tenke på ved valg av reflektor, og at reflektoren er laget av materiale som veier lite og har god refleksjonsevne.  Aluminium er mest vanlig.

Det er to hovedkategorier innen reflektorer til dyrkelys. “Luftkjølt” og “åpen” reflektor.

Luftkjølt reflektor

Fordeler:  Fjerner varme. Anbefales til dyrketelt og mindre dyrkerom.

Ulempe: Gir liten lysspredning.

Åpen reflektor

Regulerbar vinge reflektor

Fordeler: Lysspredningen kan tilpasses for å unngå skyggeområder eller hotspots, uten å endre på høyden. Gir jevn lysspredning.

Ulempe: Avgir noe varme og noe lys går til spille fordi reflektoren er åpen på endene.

Fast vinge reflektor 

Fordeler: Passer til ventilerte dyrkerom og dyrketelt. Gir god spredning, med høy intensitet og lyset når dypt ned i avlingen.

Ulemper: Avgir varme og noe lys går til spille fordi reflektoren er åpen på endene.

Paraply reflektor 

Fordeler: Gir god spredning på stor plass, med få lamper. Gir jevn lysfordeling.

Ulempe: lav intensitet, og dermed når ikke lyset så dypt ned i avlingen.

LED

Fordeler: Enkle å bruke og avgir lite varme.   Med LED lyslister kan man spare mye plass ved å dyrke i vertikale hyller. LED dyrkelys kan brukes til vegetative planter som bladgrønnsaker, urter, mikrogrønt og husplanter, og til alle faser for planter som paprika, tomat, agurk, jordbær etc.

LED lamper når sitt fulle output straks de er skrudd på.

Ulemper: Koster mer i innkjøp enn andre lyskilder.

Nøkkelegenskaper:

1. Spektralfordeling

Du har mulighet til å velge LED lampe med lysspektrum som er tilpasset hvilket vekststadium plantene dine er i , eller hva du ønsker å oppnå med plantene dine.

  • Forkultivering/overvintring: høyt innhold av hvitt og blått spekter.
  • Vekstfase: høyt innhold av blått spekter
  • Blomstring/fruktdanningsfase: høyt innhold av rødt spekter
  • Fra frø til høsting: bredt sammensatt spekter (fullspektrum)

2. Lysintensitet, PPFD (µmol m²s¹)

Det er stor variasjon i lysintensitet blant forskjellige LED lamper. Les mer i avsnittet Lysintensitet.

3. Spredningsvinkel  

Lysets spredningsvinkel er ofte mellom 60 og 90 grader. Jo større vinkel jo større dyrkeareal dekker lampen. Produsenter av LED lamper kan oppgi hvor stort areal lampen dekker ved anbefalt høyde over plantene, eller de kan illustrere lampens PPFD i PAR intensitet kart som viser PPFD ( µmol m²s¹) på ulike felter innenfor et bestemt areal, og ved forskjellige avstander til plantene, for å vise hvor høyt over plantene lampen kan henge.

PAR er forkortelse for Photosynthetic Active Radiation, eller fotosyntetisk aktiv stråling. Det er lys med bølgelengder innenfor fiolett (400 nm) og mørkerødt (700 nm), det synlige spekteret, som brukes i fotosyntesen.

Eksempel på PAR intensitet-kart fra Secret Jardin ser du her: www.secretjardin.com/spectrum-and-p-a-r.

Mange gartnere investerer i en PAR-måler som viser nøyaktig hvor mye PAR-lys de gir til plantene sine for å optimalisere avstanden til plantene og oppnå størst mulig avling med minst mulig energiforbruk.  

4. Watt     

Lampens watt sier noe om lampens energiforbruk, men måler ikke hvor intenst lyset er. Ulike lamper har forskjellig “virkningsgrad”, det vil si hvor stor del av energien som blir tilført lampen som blir til synlig lys. Når produsentene oppgir lumen per watt er dette for å gi en indikasjon på hvor mye av lampens forbruk som går til lys istedet for varme. Lumen i seg selv beskriver ikke hvilket spektrum lyset har, men sier noe om den totale lysmengden lampen produserer og dermed lampens effektivitet. Energiforbruket i forhold til den totale lysmengden som lampen produserer per sekund har størst betydning i kommersielt bruk, da energiforbruk har mye å si.  LED lamper er den mest energieffektive lyskilden og har også lang levetid. 

PPFD per watt er mengden PAR-lys, i forhold til energiforbruket, som treffer plantene på et gitt areal ved en bestemt høyde over plantetoppene. 

5. CRI 

Color Rendering Indeks /fargegjengivelsesindeks er en måleenhet for lampens evne til å gjengi objekters egentlige farge i forhold til naturlig lys. Sola midt på dagen har CRI 100.  CRI verdien på LED vekstlys varierer fra ca 80 – 99. CRI brukes vanligvis bare til hvite lysdioder. Høy CRI har ikke direkte sammenheng med hvor mye av lyset som kan utnyttes av plantene, men kan ofte bety at et lys inneholder mer rødt og cyan (dyp himmelblått) enn lav CRI.

Tilbehør til LED lamper:

CFL pærer og lysrør

Fordeler: CFL er for det meste “plug and play” uten behov for ekstra ballast. CFL har lavt energiforbruk, lang levetid, avgir lite varme og kan plasseres veldig nærme plantene uten å tørke ut vekstmediet eller svi plantene. Egner seg til innedyrking fra frø til høsting på liten plass, i mindre dyrketelt eller områder hvor du ikke ønsker mer varme.  CFL lysrør egner seg til særlig godt til dyrking i vertikale hyller. De gir jevn belysning og lite lys går til spille.

Ulemper: Har lavere lysintensitet enn HID og LED.  Når de er skrudd av eller ved et strømbrudd bør de få tid til å avkjøle seg før de håndteres.

Nøkkelegenskaper:

1.Spektralfordeling

CFL pærer og lysrør har ulike fargespektere som bruker Kelvin grader (K) som referanse til lysets visuelle temperatur.

9500 K: Til forkultivering og overvintring. (Høyt innhold av hvitt og blått lys).

5500 til 7000 K: Til spirer, stiklinger, mikrogrønnsaker, og vegetativ vekst for grønnsaker og bladurter, eller tilleggslys for husplanter, orkideer og sukkulenter.  (Høyt innhold av blått lys).

2000 til 2500 K: Til blomstringsfase og fruktdannelse for middels lette planter som for eksempel chili, eller små og halvstore tomatplanter. (Mer rødt/oransje lys).

6500K+2700K (Dual spectrum): Pærer som gir 50% vekstlys og 50 % blomstringslys. Passer til alle faser fra frø til høsting.

CFL Lysrør for vekst (6500 K) og blomstring (2100K)  kan brukes samtidig i samme armatur, til små og mellomstore planter fra frø til høsting.

2. Watt

Som oftest vil plantene trives bedre jo høyere wattstyrken er, men det gir bedre resultat med flere små pærer (med lavere watt) enn én kraftig pære. Da har du også mulighet til å koble av og på pærer og tilpasse lysmengden med antall planter.

3. Lumen

Den totale mengden lys som lampen produserer. Lumen eller Lumen per watt varierer hos ulike CFL produsenter.

4. (CRI)

CRI verdien for CFL er ofte fra ca 60 til 80. Lampens CRI-verdi har ikke direkte sammenheng med hvor mye av lyset som kan utnyttes av plantene.

Tilbehør til CFL: 

Sikkerhetstiltak ved knust CFL pære eller lysrør

CFL inneholder kvikksølv og knuste pærer eller lysrør må ryddes opp med varsomhet. Unngå direkte kontakt med hud og øyne. Anbefalt verneutstyr er hansker, øyebeskyttelse og beskyttelse på sko for å hindre kontaminering.  Bruk et godt absorberende kjøkkenpapir for å få opp alle bitene. Støvsuger eller kost må ikke brukes. Avfallet legges i en forseglet beholder som bør leveres på miljøstasjon. Klær som er kvikksølvkontaminert må ikke vaskes i vaskemaskin da det kan kontaminere maskinen og/eller forurense vannsystemet.

LYSINTENSITET

PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)  er et uttrykk for mengden PAR lys i mikromol fotoner som treffer et areal på en kvadratmeter per sekund: µmol m²s¹             

Når produsentene oppgir lampens lysintensitet gjelder denne ved en gitt avstand fra plantene.  Intensiteten avtar jo større avstanden er fra lampen til plantene.  Dette beskrives i “den inverse kvadratlov” (The Inverse Square Law of Light): “Lysintensiteten avtar omvendt proposjonalt med kvadratet av avstanden til lyskilden.” Eks. 1/avstand². Med andre ord: På dobbelt så stor avstand er lyset spredt over 4 ganger så stort areal, men intensiteten en fjerdedel. På tre ganger så stor avstand er arealet 9 ganger så stort, men intensiteten en niendedel. På fire ganger så stor avstand er arealet 16 ganger så stort, men intensiteten 1/16 del, osv. Dette er en tommelfingerregel som gjelder for de fleste typer lys.

Vekstlamper kan man heve og senke for å tilpasse intensiteten etter plantenes behov.     Noen planter krever 12 timer uavbrutt mørke per døgn for å blomstre. Planter som trenger lang mørketid må ofte ha litt høyere intensitet for å oppnå den optimale daglige dosen med lys, fordi de utsettes for PAR fotoner i en kortere periode. 

Eksempelet nedenfor viser at når man øker intensiteten proposjonalt med kortere dagslengde, endres ikke den daglige totale lysmengden, daily light integral (DLI) i mol fotoner per døgn.

24 t lys per dag med 150 µmol m²s¹  gir en daglig total lysmengde på 12,96 mol m²/d¹

18 t lys per dag med 200 µmol m²s¹ gir en daglig total lysmengde på 12,96 mol m²/d,¹

12 t lys per dag med 300 µmol m²s¹ gir en daglig total lysmengde på 12,96 mol m²/d¹

Hvordan beregne den daglige totale lysmengde (Daily Light Integral, DLI) utifra  lampens lysintensitet, PPFD?

For å regne ut den totale lysmengde per døgn fra en lampe må man først ta utgangspunkt i antall timer med lys per døgn. Tallet 0,0036 er antall sekunder i en time delt på en million (en mikromol er en milliondels mol).

Ved å gange lampens lysintensitet, PPFD µmol m²s¹ , med antall timer og gange med 0,0036, blir svaret den daglige totale lysmengden,  i mol per m² per døgn (d¹).

Eksempel:  En lampe med lysintensitet på PPFD 400 µmol m²s¹, og 18 t lys per dag:

400 µmol m²s¹ x 18 x 0,0036 = 25,92 mol m²d¹

Beregningen kan kun brukes på vekstlamper. DLI fra sola endrer seg stadig.  Maks lysintensitet kl. 12 rundt ekvator er ca 2000 µmol m²s¹. Ingen planter klarer utnytte så høy lysintensitet maksimalt, fordi de oppnår en såkalt lysmetning som skyldes begrensning av CO².  I de fleste typer vekstanlegg vil plantenes evne til å bruke lyset avta i nivåer høyere enn 800-1000 µmol m²s¹. Man kan tilføre mer lys, men resultatene blir kanskje uendret, med mindre man også tilfører CO².  

For å beregne lysintensitet i mikromol per sekund utifra DLI i mol, kan du snu regnestykket:

25,92 mol m²d¹ (DLI) delt på 18 (timer) x 0,0036 (sekunder i en time delt på en million) = 400 µmol m²s¹

Eksempler på typisk optimal DLI (daglige lysmengde) for planter som dyrkes innendørs:                                                                                                                                      

Frøplanter og stiklinger av spiselige planter: 6 til 10 mol m²/d¹

Skyggeplanter: 3 til 6 mol m²/d¹

Mikrogrønt: 6 til 18 mol m²/d¹.  6-12 mol m²/d¹ gir også godt resultat, men lengre DLI vil  øke produksjonen av antocyaniner (antioksidanter).

Bladgrønnsaker, salat og bladurter (middels lyskrevende planter) : 12 til 16 mol m²/d¹

Tomater og chili (lyskrevende planter): 18 til 30 mol m²/d¹

Andre grønnsaker: 15 til 20 mol m²/d¹

Blomstrende planter: 15 til 40 mol m²/d¹

De fleste planter foretrekker en lyslengde (fotoperiode) per døgn som tilsvarer naturlig lys, ca 12-18 timer.

Når du dyrker innendørs er det alltid lurt å begynne med noen få planter og prøve seg frem for å optimalisere lysintensiteten til plantetypene du vil dyrke.

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: