«Ця лампа 800 Вт і коштує вдвічі дешевше — вигідна покупка». Але якщо PPE цієї лампи 1.8 мкмоль/Дж проти 3.0 мкмоль/Дж у дорожчого конкурента — вона дає на 40% менше корисного світла при тому самому споживанні. За рік роботи різниця в електровитратах перекриє різницю в ціні кілька разів. Ефективна лампа — не та що дешева або потужна. Та що дає максимум фотонів PAR на кожен витрачений ват.
Короткий словник: PPE (Photon Production Efficiency) — ефективність виробництва фотонів, мкмоль фотонів на джоуль витраченої електрики (мкмоль/Дж); основний показник для порівняння ламп між собою незалежно від потужності і конструкції. PAR (Photosynthetically Active Radiation) — фотосинтетично активна радіація 400–700 нм що рослина використовує для фотосинтезу. Тепловиділення — частина енергії лампи що перетворюється на тепло а не на фотони; при низькому PPE більша частина електрики іде в тепло що потребує додаткового охолодження приміщення.
PPE: єдиний показник для порівняння різних ламп
Порівнювати лампи за люменами неправильно — люмени показують яскравість для людського ока яке чутливе до жовто-зеленого. Рослина поглинає синій і червоний — і яскрава для ока лампа може давати мало PAR.
Порівнювати за ватами неправильно — однакова потужність при різному PPE дає різну кількість фотонів.
PPE — кількість мкмоль фотонів PAR що лампа виробляє на кожен джоуль витраченої електрики. Чим вище PPE тим менше електрики потрібно для отримання заданого PPFD і DLI на рослину.
Орієнтири по технологіях:
- Люмінесцентні лампи T5/T8: 0.8–1.2 мкмоль/Дж — морально застаріли для виробництва
- HPS (натрієві лампи): 1.7–2.1 мкмоль/Дж — ще використовуються але програють LED за ефективністю
- LED середнього класу: 2.0–2.5 мкмоль/Дж
- LED якісного класу: 2.5–3.0 мкмоль/Дж
- LED топ-клас (Samsung LM301H, Osram Oslon): 3.0–3.5 мкмоль/Дж і вище
Різниця між 1.8 мкмоль/Дж і 3.0 мкмоль/Дж — це 40% більше фотонів при тому самому споживанні або 40% менше електрики для отримання того самого PPFD.
Реальна вартість освітлення: повний рахунок
Ціна лампи — одноразова. Електрика — щомісячна і на весь термін служби. При постійному використанні 16–18 годин на добу рахунок стає критичним.
Приклад: дві лампи по 480 Вт, одна з PPE 2.0 мкмоль/Дж, друга з PPE 3.0 мкмоль/Дж. При PPFD що потрібен для культури лампа з PPE 2.0 потребуватиме на 50% більше потужності або буде розміщена на меншій висоті — і дасть менш рівномірне освітлення. Різниця 240 Вт × 16 год/день × 30 днів = 115 кВт·год на місяць на кожну лампу. При ціні 5 грн/кВт·год — 575 грн на місяць різниці тільки від однієї пари ламп.
За рік — майже 7 000 грн різниці в електровитратах від однієї пари. Різниця в ціні самих ламп між середнім і якісним класом зазвичай відбивається за рік-два.
Додатково: тепловиділення. Лампа з низьким PPE більше енергії перетворює на тепло. У закритому гроурумі це додаткове навантаження на чилер або кондиціонер — і додаткові витрати на охолодження. Лампа «дешевша» але система загалом дорожча.
На що дивитись при виборі: чек-лист
PPE з паспорта або підтверджений незалежним виміром. Ряд виробників завищує PPE у маркетингових матеріалах. Шукати незалежні тести або перевіряти PPE за формулою: PPE = повна кількість мкмоль/год поділена на потужність у ватах і на 3600. Або шукати бренди що надають IESNA/LM-79 паспорти — стандартизований метод вимірювання фотометрії.
Рівномірність освітлення. PPE описує ефективність джерела — але якщо воно дає нерівномірний розподіл PPFD по зоні, частина рослин отримує надлишок, частина — дефіцит. Дивитись на кут розсіювання і рекомендовану висоту монтажу. Оптимальна рівномірність min/max PPFD: 80%+ на робочій поверхні.
Термін служби і деградація. LED деградує з часом — починає давати менше фотонів. Хороший LED зберігає 90%+ від початкового потоку фотонів через 50 000 годин (L90). Дешеві LED можуть деградувати до 70% вже через 10 000–20 000 годин. Враховувати при оцінці реальної вартості освітлення на горизонт 3–5 років.
Діапазон спектру. PPE рахується для всього PAR-діапазону, але співвідношення синього і червоного в спектрі впливає на морфологію рослини. Це окрема тема, але при виборі лампи перевірити що спектр відповідає культурі і фазі.
Теплове навантаження. При розміщенні ламп над рослинами враховувати що тепло від лампи спрямоване вниз. Навіть ефективна LED при 480 Вт дає значне теплове навантаження при малій відстані від рослини.
Три помилки, які коштують найдорожче
Орієнтуватись на ціну як показник якості в обидва боки. «Дорожче — значить краще» не завжди. «Дешевше — зекономив» майже завжди не так при розрахунку на рік роботи. Брати паспортні дані PPE і порівнювати — не ціну і не ватти.
Не враховувати деградацію при довгостроковому плануванні. Лампа з PPE 3.0 мкмоль/Дж що через два роки деградує до 2.0 — гірше ніж лампа з початковим PPE 2.5 що зберігає 95% через п’ять років. Шукати дані L90 або L80 в паспорті.
Розраховувати кількість ламп за номінальним PPFD без урахування деградації і висоти. Якщо система розрахована «впритул» під нові лампи — через рік при деградації PPFD впаде нижче норми і врожайність знизиться без очевидної причини. Закладати запас 10–15% понад цільовий PPFD при проектуванні.
Як зрозуміти що вибір лампи правильний
PPE з паспорта або незалежного тесту — 2.5 мкмоль/Дж і вище для нового виробництва. PPFD на рівні рослин відповідає нормі для культури. Рівномірність по зоні перевірена і 80%+ min/max. Розрахунок електровитрат і теплового навантаження зроблений на рік вперед і включений у бізнес-план.
Якщо хочеш розібратись глибше: Спектр освітлення: синій, червоний і що між ними — пояснює як співвідношення довжин хвиль всередині PAR-діапазону впливає на морфологію і фазу розвитку і як підбирати спектр під конкретну культуру і задачу.