Доступний світлодіодний світильник для рифових акваріумів: 90-ватний світильник Blue Moon Aquatic

Світлодіоди (LED) вже давно не є новинкою у сфері освітлення рифових акваріумів. Оскільки все більше виробників виходять на ринок, конкуренція знижує ціни, роблячи їх привабливою альтернативою освітленню для більшої кількості любителів. Цього місяця ми розглянемо відносно новий продукт – 90-ватний світлодіодний світильник Blue Moon Aquatic. Ці світильники використовують загалом 90 світлодіодів, що генерують “синє” (за допомогою 30 “синіх” світлодіодів по 1 Вт кожен) та “біле” світло (за допомогою 60 “білих” світлодіодів по 1 Вт кожен). На їхньому веб-сайті (www.bluemoonaquatics.com) розміщені дані про інтенсивність та спектральну якість світла, а також інша інформація. Ми перевіримо ці твердження за допомогою досить складного обладнання і повідомимо про результати.

Рисунок 1. “90-ватний” світлодіодний світильник Blue Moon LED містить 90 світлодіодів.

Малюнок 2. На цій недоекспонованій фотографії видно розташування білих і синіх світлодіодів.

Характеристики та розміри

Світильник потужністю 90 Вт є компактним пристроєм. Світлодіоди містяться в залізному корпусі, а прозора лінза (передбачається, що акрилова) виключає можливість потрапляння бризок води безпосередньо на них.

• Габаритні розміри: 8,5″ Ш x 15,75″ Д x 2,5″ В (21,25 см Ш x 39,38 см Д x 6,25 см В)
• Розмір світлодіодного масиву (на основі розміру лінзи): 4.875″ Ш х 11.875″ Д (12.19см Ш х 29.69см Д)
• Пікова довжина світлової хвилі @ 451.44 нанометрів
• Вхідна напруга: 100 – 240 вольт (змінного струму) при 50-60 Герц
• Довжина шнура: 9.5 футів (~2,9 метра)

Монтажне обладнання

Blue Moon Aquatics поставляє кабель з нержавіючої сталі і карабіни для підвішування світильника над акваріумом.

Інтенсивність світла

Інтенсивність світла (поряд зі спектральною якістю) є важливим фактором при покупці освітлювального приладу для рифового акваріума. Для вимірювання інтенсивності світла зазвичай використовують два показники інтенсивності світла. Перший – люкс – є міжнародно прийнятим вимірюванням і, як правило, є найдешевшим для вимірювання, оскільки вимірювачі на батарейках із занурювальними датчиками доступні для любителів менш ніж за 200 доларів США. Для порівняння, максимальне сонячне світло опівдні в ясний день становить близько 100 000 – 110 000 люкс.

Інший показник – фотосинтетично активне випромінювання (PAR) – віддають перевагу ботаніки, фітологи та дослідники коралів. Вона вимірюється в одиницях мікро-Моль фотонів на квадратний метр за секунду, або моль-м²-сек. Максимальне значення PAR для сонячного світла становить 2 000 – 2 200 моль-м²-сек. Як правило, корали процвітають у середовищі, де значення PAR становить 100 – 600 моль-м²-сек (перше значення є мінімальною потребою у світлі, або точкою компенсації для зооксантелл коралів; друге значення є максимальним для мілководних коралів, або точкою насичення для фотосинтезу). Деякі корали можуть переносити більш високу інтенсивність світла, але використовують природні захисні заходи, щоб захистити себе і свої водорості від надмірного світла (в процесі, який називається динамічним фотоінгібуванням).

Вимірювання освітленості та PAR були проведені згідно з протоколами, переліченими в розділі “Процедура тестування” в кінці цієї статті.

Рисунок 3. Інтенсивність світла (люкс) як функція відстані.

Перетворення люксів в КПО

Перетворення люкса в PAR повинно враховувати спектральні якості лампи; отже, коефіцієнти перетворення варіюються між лампами з різними номіналами в Кельвінах.

• Розділіть люкс на 64,2, щоб оцінити PAR
• Помножте PAR на 64,2, щоб оцінити люкс

Малюнок 4. Фотосинтетично активне випромінювання (ФАР, виражене в одиницях моль/сек) як функція відстані від світильника.

Спектральна якість

Фотосинтез залежить від належної кількості та якості світла. Для збору даних про спектральну якість використовувався спектрометр. Див. рисунки 5 і 6 та таблицю 1.

Рисунок 5. Спектральний розподіл потужності (SPD) 90-ватного світильника.

Рисунок 6. Спектральні складові світла, що генерується білим та синім світлодіодами.

Візуалізація спектру

Перевірка світлового потоку ламп за допомогою простого ручного спектроскопа часто може виявити деталі, що стосуються якості світла. Див. рисунок 7.

Малюнок 7. Світлодіоди виробляють світло повного спектру, хоча в ньому переважає синій діапазон.

Пікова потужність світлодіодів припадає на довжину хвилі 451,44 нм – безумовно, в синій частині спектру.

Картина розподілу світла

Візуалізація картини розподілу світла важлива для того, щоб визначити правильне розміщення світильника. Рисунок 8 – це графік 126 вимірювань PAR, зроблених через кожні 2 дюйми (~0,79 см) по центру. Світильник знаходився на висоті 3,5 дюйма (~1,4 см) над датчиком PAR.

Малюнок 8. Діаграма розподілу світла 90-ватного світильника Blue Moon Aquatics. Детальніше див. розділ “Протокол випробувань” (нижче).

Фотосинтетично корисне випромінювання (PUR)

Оскільки більшість зелених, жовтих і помаранчевих довжин хвиль погано поглинаються фотопігментами, що містяться в зооксантеллах, вони виключені зі смуги пропускання світла, яка називається фотосинтетично використовуваним випромінюванням (PUR). Визначення цих довжин хвиль, що поглинаються симбіотичними водоростями коралів, в кращому випадку важко, оскільки види Symbiodinium (та їх клади) можуть точно налаштувати вміст своїх пігментів для максимального використання доступного світла. Однак, ми можемо отримати приблизну оцінку PUR, вивчивши характеристики поглинання основних фотопігментів, включаючи хлорофіл a, хлорофіл c₂ та перидинін.

Використовуючи цей грубий метод, ми можемо визначити, що приблизно 76% світла, виробленого комбінацією синіх і білих світлодіодів, можна використовувати для фотосинтезу. Інші довжини хвиль (зелений, жовтий і помаранчевий) слабо поглинаються фотопігментами зооксантелл, але їх присутність надає акваріуму “збалансованого” вигляду.

Без цих довжин хвиль акваріум виглядав би дуже синім або фіолетовим, а враження від перегляду (суб’єктивно) не було б приємним.

Ультрафіолетове випромінювання

Ультрафіолетове випромінювання (UVR) є палицею з двома кінцями – у великих кількостях воно може погіршити властивості ліпідів, білків та інших органічних сполук. З іншого боку, УФ-А в невеликих кількостях є відносно нешкідливим і фактично може поглинатися деякими фотопігментами для використання у фотосинтетичних процесах.

Аналіз світла, виробленого світлодіодами, виявив невелику кількість ультрафіолетового випромінювання в діапазоні УФ-А. УФ-А є найменш руйнівним з 3 основних фракцій ультрафіолету, а його видима кількість є дуже низькою і практично нешкідливою. Див. малюнок 9.

Малюнок 9. УФ-А, що виробляється світлодіодами. Сині лінії представляють фактичні дані, тоді як фіолетова лінія є ковзним середнім значенням 10 вимірювань.

Ближній інфрачервоний діапазон і виробництво тепла

Світлодіоди горять гаряче, але виробляють відносно мало тепла. Хоча це здається парадоксальним, це легко пояснюється тим, що місце, де генерується тепло, – це позитивний/негативний перехід світлодіода, а ця ділянка дуже мала. Невеликі вентилятори охолодження – це все, що потрібно, щоб світлодіоди не перегрівалися, і 90-ватний блок Blue Moon поставляється з трьома вбудованими вентиляторами охолодження. Вони всмоктують повітря з верхньої частини пристрою і штовхають його вниз, де нагріте повітря виходить через бічні вентиляційні отвори.

Інфрачервоне випромінювання невидиме для людського ока, хоча його можна виміряти за допомогою спектрометра. Для спостереження за інфрачервоним випромінюванням А (або ІЧ-А; 750-1000 нм) використовувався спектрометр Ocean Optics USB2000. Результат показано на рисунку 10.

Рисунок 10. Інфрачервоне випромінювання (зокрема, ІЧ-А), отримане 90-ватним приладом.

Як ми бачимо на рисунку 10, світлодіоди дійсно виробляють деяку кількість ІЧ-А, однак це не має великого практичного значення. Більш практичним методом є вивчення накопичення тепла світильником під час експлуатації. На рисунку 11 показано, що верхня частина світильника (де очікується найбільше накопичення тепла) піднялася не більше ніж на 1,8 градуса за Фаренгейтом (1°C) протягом 2-годинної роботи.

Рисунок 11. Різниця (“дельта”) температур світильника та навколишнього середовища протягом 2-годинного випробування. Утримання тепла практично відсутнє.

Енергоспоживання

Одним з основних аргументів на користь використання світлодіодів для освітлення акваріумів є низьке енергоспоживання. Позначення “90 Вт” відповідає дійсності – 93 Вт було найвищим показником енергоспоживання, який спостерігався, і становив лише 91 Вт. Додаткове енергоспоживання, ймовірно, споживають вентилятори та внутрішній трансформатор. Див. рисунок 12.

Рисунок 12. Енергоспоживання “згідно з рекламою”.

Очікувана тривалість життя

Blue Moon Aquatics рекламує тривалість життя 50 000 годин для своїх світлодіодів. Якщо щоденний фотоперіод становить 12 годин, можна очікувати, що світлодіоди прослужать ~11,4 років.

Висновки та обговорення

90-ватний світлодіодний світильник Blue Moon Aquatics LED виглядає добре зробленим. Він важить близько 10 фунтів (~4,5 кг), що створює враження міцності.

Його відносно низька ціна є привабливою, але досягнення цього вимагає певних компромісів. Деякі з більш дорогих світлодіодних приладів на ринку пропонують “навороти”, включаючи годинник, внутрішні таймери, функції хмарності і так далі. Блок Blue Moon простий – він призначений для освітлення акваріума без жодних красивих, але непотрібних опцій. Внутрішнього таймера немає, але це вирішується за допомогою недорогого механічного таймера (~5 доларів в будівельному магазині).

Світлодіоди Blue Moon не регулюються по яскравості; отже, спектральна якість не налаштовується. Як спектральна якість порівнюється з більш традиційним джерелом освітлення? Хорошим прикладом для порівняння є класична комбінація актинічного та денного світла.

Світлодіодний масив менш фіолетовий, синіший і трохи червоніший, ніж комбінація актинічного і денного світла. Коротше кажучи, світлодіод синіший і трохи червоніший – спектральна якість змусить об’єкти виглядати трохи синішими. Іншими словами, якщо вам подобається зовнішній вигляд комбінації актинічного і денного світла (співвідношення 1:1), вам, ймовірно, сподобається віддача світлодіодного масиву Blue Moon. Ми також можемо оцінити кількість PUR, що утворюється при обох варіантах освітлення. Результати наведені в таблиці 3.

Комбінація синіх і білих світлодіодів з носом виграє перегони по виробництву PUR (5,8%). Слід пам’ятати, що люмінесцентні лампи (як і металогалогенні) втрачають здатність генерувати синє світло за відносно короткий проміжок часу, в той час як світлодіоди повинні зберігати цю здатність протягом набагато більш тривалого періоду.

Єдине застереження, яке я маю щодо цього продукту – це система охолодження. Хоча вона охолоджує адекватно, є побоювання потрапляння сольових бризок всередину світильника, тим більше, що вентилятори розташовані зверху і обдувають повітрям внутрішню електроніку. Виробник повідомив мені, що друкована плата інкапсульована корозійно-стійким матеріалом, що зводить до мінімуму потенційний негативний вплив вологості та сольового туману. Однак, я б запропонував якийсь пінопластовий попередній фільтр для повітря – те, що я неодмінно зроблю на своєму приладі, навіть якщо він запобігає потраплянню в світильник лише грубих частинок.

Оскільки світильник виготовлений з якогось чорного матеріалу, я б рекомендував або натерти його якісним автомобільним воском, або ретельно розпилити на нього прозоре акрилове покриття.

Схеми розподілу світла показують, що кожен 90-ватний світильник (коли його 16-дюймова довжина паралельна довгій осі акваріума) здатний висвітлити приблизно 2 фути (61 см) довжини акваріума.

На основі особистих спостережень за мінімальними та максимальними потребами коралів у світлі за допомогою флуорометра з імпульсно-амплітудною модуляцією (PAM), виявляється, що 90-ватний світлодіодний світильник Blue Moon Aquatic здатний задовольнити максимальні потреби у світлі найвимогливіших коралів. Ми також можемо підрахувати, що цей світильник може забезпечити мінімальну кількість світла на глибину близько 16-17 дюймів (41-43 см).

Процедури тестування

Фотосинтетично активне випромінювання (ФАР) вимірювалося за допомогою реєстратора даних LiCor Model 1400 (Лінкольн, Небраска), оснащеного квантовим датчиком з 2-косинусною корекцією. Вимірювач був відкалібрований відповідним чином для вимірювань “повітря” або “води”.

Вимірювання освітленості проводилося за допомогою люксметра Gossen Multi-Pro.

Спектральні якості визначалися за допомогою спектрометра Ocean Optics USB2000 (Данедін, Флорида). Вихідні дані вводилися в програму Excel, написану і надану д-ром Чарльзом Мазелом (www.nightsea.com), щоб виправити недоліки вимірювань, притаманні всім спектрометрам. Спектральні компоненти і PUR були оцінені математично з використанням спектрів поглинання фотопігментів Symbiodinium і згладжених і виправлених спектральних даних ламп.

Візуалізація спектральної якості ламп була досягнута за допомогою ручного спектроскопа, який продається Гарвард-Смітсонівським центром астрофізики, Кембридж, штат Массачусетс.

Використання енергії контролювалося за допомогою лічильника Kill-A-Watt виробництва P3, International.

Температуру вимірювали за допомогою реєстраторів температурних даних WatchDog Model 100 та необхідного програмного забезпечення (Basic 8) виробництва Spectrum Technologies, Плейнфілд, штат Іллінойс.

Пропонована роздрібна ціна

Blue Moon Aquatic рекламує MSRP для своєї 90-ватної світлодіодної витяжки на рівні 549 доларів США (~406,58 євро на момент написання цієї статті). Деякі швидкі перевірки онлайн-продавців виявили ціни нижче MSRP.

Контактна інформація

Равлик Пошта

Blue Moon Aquatics 465 Penllyn Pike Blue Bell, Пенсільванія, США 19422

Інтернет

Гарантія

На отриманий мною 90-ватний світильник надається 1 рік гарантії. Розширена гарантія на додатковий рік доступна за 99 доларів США.

Інші продукти

Ця компанія також пропонує інші продукти, включаючи світильники на 300 і 600 Вт, а також менші підвісні світильники.

Питання? Зауваження?

Будь ласка, залишайте їх у розділі “Коментарі” нижче.

Source: reefs.com