Наиболее экономичными являются натриевые лампы высокого давления: 25-30% потребляемой ими электроэнергии переходит в видимый свет в области ФАР.
Доля потребляемой энергии, которая переходит в видимый свет, зависит не только от типа ламп, но и от их мощности. Чем слабее лампа, тем сильнее «непроизводительные потери» и тем меньшая часть электроэнергии переходит в видимый свет. Некоторые технические характеристики отечественных трубчатых люминесцентных ламп приведены в таблице 23.
Таблица 23 Основные типы и характеристики отечественных люминесцентных ламп
* Люмен — единица световой мощности, основанная на чувствительности глаза человека.
** Указан световой поток новых ламп. Со временем происходит снижение светового потока: на 20% за период, составляющий 40% срока, на 30% за 70% срока и на 40% к концу срока службы.
5.3.3. Спектральные характеристики некоторых ламп, применяемых для освещения рассады
Важнейшей характеристикой лампы является спектр излучаемого света.
Для оценки пригодности и эффективности данной лампы для освещения рассады, необходимо знать, как излучаемый лампой свет распределяется в видимой части спектра.
В ртутных лампах высокого давления и во всех люминесцентных лампах источником свечения являются пары ртути. Сами по себе пары ртути дают большое количество ультрафиолета и очень мало видимого (темно–синего) света. Чтобы получить видимый свет, в лампы вводят различные вещества (люминофоры), которые преобразуют невидимое ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Например, сурьма преобразует ультрафиолет в голубой свет, марганец — в желтый. В зависимости от состава люминофора достигается та или иная цветность лампы, тот или иной спектр излучаемого видимого света.
В качестве примера можно привести ртутные лампы высокого давления ДРЛ и ДРЛФ. Они неотличимы по основным техническим характеристикам (табл. 22), но их цветность, а, следовательно, и области применения, различны. Спектр излучения обеих ламп богат синим светом, но спектр ДРЛФ обогащен красным светом. Поэтому для освещения растений применяются главным образом лампы ДРЛФ, так как их свет более благоприятен для фотосинтеза.
Люминесцентные лампы, трубчатые и компактные, весьма разнообразны по своей цветности (по распределению энергии внутри видимой части спектра). Большинство из них создавались в расчете на восприятие света глазом человека. Такие лампы экономичны для освещения помещений, но менее экономичны при досвечивании рассады. Только небольшая часть их излучения может восприниматься пигментами, улавливающими свет для фотосинтеза, а вся желто–зеленая часть спектра «светит, но не работает».
На рис.5.4, где приведены спектральные характеристики некоторых отечественных ламп, можно видеть, что значительная часть энергии, излучаемой лампами ЛБ и ЛТБ, приходится на желто–зеленую область (510-610 нм). Фотосинтетическая эффективность этих ламп не велика. Для освещения растений больше подходят люминесцентные лампы типов ЛТБЦ и ЛДЦ. Из импортных люминесцентных ламп хорошие результаты получаются при освещении растений лампами с цветностью 31-830 LUMILUX тепло–белая и 41-827 LUMILUX INTERNA (фирма Osram, Германия).
Рис. 5.4. Спектральные характеристики (цветность) некоторых люминесцентных ламп: ЛБ40, ЛДЦ40, ЛТБ40 и ЛТБЦ40: столбики — излучение ртутного разряда; плавные линии — спектр люминесценции
Среди люминесцентных ламп есть такие, которые создавались специально для освещения растений. Это так называемые фитолампы. Они дают подчеркнутое излучение в синей и красной области спектра, хорошо согласованное с потребностями фотосинтеза и других, направляемых светом процессов роста и развития растений.
Спектр излучения фитоламп серии FLUORA (фирма Osram) показан на рис.5.5. Лампы типа FLUORA выпускаются мощностью от 15 до 58 Вт. Из отечественных фитоламп наиболее распространенной является фитолюминесцентная лампа ЛФУ 30 (U-образная лампа мощностью 30 Вт). Фитолампы максимально эффективны для фотосинтеза и наиболее экономичны, но их сиренево–розовое свечение не естественно для человека и раздражает глаза. В специализированных помещениях, где установлены фитолампы, пребывание персонала разрешено только в светозащитных очках. Если глаза не защищены, свет фитоламп может вызывать головные боли, поэтому их применение в жилых помещениях ограничено. Их можно использовать только в светильниках, рассчитанных на две лампы в паре с обычной люминесцентной лампой, так как смешанный свет обычно не оказывает раздражающего действия.
Рис. 5.5. Спектральная характеристика (цветность) фитолампы Fluora (фирмы Osram): ширина столбика 10 нм; область ФАР (400-700 нм) выделена пунктиром
Натриевые лампы высокого давления сочетают максимально высокую радиационную эффективность (табл. 22) со спектром, благоприятным для фотосинтеза (рис. 5.6). Оранжевое свечение натриевых ламп (свет заходящего солнца) не является раздражающим для человеческого глаза, что важно при использовании ламп в жилом помещении.
Рис. 5.6. Спектральная характеристика натриевых ламп высокого давления: 1 — спектр излучения лампы; 2 — спектр действия фотосинтеза; область ФАР (400-700 нм) выделена пунктиром
Из всех перечисленных ламп натриевые лампы дают наиболее стабильный световой поток и имеют самый продолжительный срок службы (до 20000 часов). Дополнительным их преимуществом, особенно важным при использовании в бытовых условиях, является то, что они, в отличие от люминесцентных ламп, не содержат ни ртути, ни других тяжелых металлов, ни каких–либо иных вредных веществ.
5.3.4. Отражатели
Теперь мы со знанием дела можем выбрать эффективную лампу, способную обеспечить рост рассады при минимальном расходе электроэнергии. Но остается проблема, как сконцентрировать излучаемый свет на растениях.
Единственная лампа, для которой этой проблемы не существует, это отечественная зеркальная натриевая лампа высокого давления серии Рефлакс. Лампы Рефлакс имеют встроенный зеркальный отражатель, который направляет весь свет на растения. Зеркальный отражатель имеет исключительно высокий коэффициент отражения (95%) и сохраняет его в течение всего срока службы.
Весьма существенно, что зеркальный отражатель направляет световой поток не просто вниз, а обеспечивает продольное распределение света (рис.5.7). Лампа Рефлакс, установленная поперек в центре подоконника, стеллажа или стола, разбрасывает свет вдоль и в обе стороны. Такое уникальное светораспределение позволяет одной лампой мощностью 70 Ватт (Рефлакс 70), подвешенной на высоте 0,5 м осветить пространство шириной 0,8 м и протяженностью 2,0 м, т. е. площадью 1,6 кв. м, со средней освещенностью 4000 люкс. Такая плотность светового потока на столь большой площади недостижима для ламп других типов при равном количестве потребляемой электроэнергии.
Дополнительным преимуществом ламп Рефлакс является их миниатюрность (лампа Рефлакс 70 имеет габариты 76x200 мм). При таких габаритах лампа, установленная над рассадой, не загораживает ни свет из окна, ни общий отраженный свет помещения.
