Без кейворду

Рифівництво 101 – Хо! Хо! Хо! – Освітлюємо!

Освітлення морського акваріума – одна з областей, яку багато початківців рифівників вважають заплутаною і дорогою, це освітлення акваріума. Якщо у Вас прісноводний акваріум, Ви, ймовірно, використовуєте освітлення за настроєм, тобто світло, яке Вам подобається. Ви можете використовувати лампу для вирощування або акваріумне світло повного спектру, якщо у Вас є рослини, але в іншому випадку це, в основному, все, що Вам подобається, що стосується освітлення.

Це добре, якщо ваш морський акваріум буде системою “тільки для риб” (FO), оскільки морські риби не більш вимогливі до інтенсивності світла, ніж їх прісноводні родичі. Однак я уникаю лавових ламп з морськими рибами, оскільки вони можуть злякатися, якщо подумають, що відкрилося підводне вулканічне жерло. З іншого боку, якщо ви маєте намір мати повноцінний рифовий акваріум, то освітлення набагато важливіше. Використання освітлення за настроєм тут не варіант, але якщо ви підберете правильну комбінацію, ви зможете знайти таку, яка буде радувати і вас, і мешканців вашого акваріума.

Причина різниці між рибними та кораловими системами пов’язана з симбіотичними дводжгутиковими водоростями коралів. Відомі як зооксантелли, вони важливі для коралів, анемонів та деяких інших тварин, таких як молюски, які залежать від водоростей для забезпечення харчування. Ці водорості живуть у тканинах коралів та інших організмів. Безпечні і захищені від шкоди, вони відплачують тим самим, виробляючи в процесі фотосинтезу надлишкову їжу, яку корал може споживати. У деяких видів кам’янистих коралів вони забезпечують понад 80% харчування, необхідного коралу для виживання. Отримавши їжу, корали віддячують і виробляють продукти життєдіяльності, багаті вуглекислим газом, азотом і фосфором, які необхідні водоростям для виживання.

Для того, щоб ці поховані водорості могли фотосинтезувати, їм потрібне набагато більш потужне світло, ніж було б потрібно для незахищених водоростей з низьким рівнем освітленості, таких як коралові. Це світло повинно проникати як через воду, так і через тканину коралів, забезпечуючи при цьому належну інтенсивність і спектр для фотосинтезу. Саме це робить освітлення рифового акваріума складним завданням. Фотосинтез є ключовим компонентом для підтримки справжнього рифового акваріума.

Як працюють лампи

Використання ламп розжарювання для освітлення акваріума вже давно відійшло в минуле, і навіть прісноводні акваріуми освітлюються люмінесцентними лампами. Люмінесцентні лампи, хоч і на стероїдах, використовуються і в морських акваріумах. Знання того, як працює люмінесцентна лампа, допомагає нам вибрати відповідні лампи для морської системи. По суті, це скляна трубка з двома електродами – по одному на кожному кінці. Трубка заповнена інертним газом і містить невелику кількість ртуті. Для запалювання лампи подається висока напруга, і частина ртуті випаровується, роблячи внутрішню частину трубки струмопровідною. Струм проходить по трубці до іншого електроду, і ртуть починає світитися. Це все чудово, але світіння не дуже яскраве, і більша його частина – це невидиме ультрафіолетове світло. Для того, щоб змусити лампи працювати, скляна трубка покривається матеріалом, відомим як люмінофор. Енергія від розжареної ртутної хмари потрапляє на люмінофор, і з атомами люмінофора відбуваються різноманітні реакції. Зазвичай електрони люмінофора перебувають у стані спокою і рухаються по сферичній орбіті, яка називається “s-конфігурацією”. Випромінювання ртуті надає електронам енергію, і вони настільки збуджуються, що змінюють форму хмари на суцільну вісімку, яка називається “p-конфігурацією”. Однак ліниві атоми люмінофору не дуже люблять, коли їх згущують, і через мить вони повертаються до свого сферичного стану спокою. Коли вони це роблять, вони повинні віддати енергію, яку вони поглинули, і вони роблять це, випромінюючи фотони світла; тобто, вони флуоресціюють. Справжня магія тут полягає в тому, що їм не потрібно випромінювати світло на тому ж спектральному рівні, що і ртуть; вони можуть змінювати довжину хвилі на ту, яка більш видима для людського ока. Саме так всі люмінесцентні лампи створюють корисне світло.

Коли люмінесцентні лампи вперше з’явилися на ринку, вони були дещо обмежені в довжині хвилі, яку вони виробляли. Громадськість на той час звикла до дещо рожевуватого відтінку освітлення лампами розжарювання, тому виробники ламп обрали люмінофор, який дещо дублював його. Названий “теплим білим”, він мав злегка рожевий відтінок. Пізніше, щоб надати світлу більш збалансованих тонів, були створені “холодні білі” з меншою кількістю рожевого в розряді. З роками використовувані люмінофори ставали все більш складними, і зараз в люмінесцентній трубці можна отримати практично будь-який колір веселки. Найпоширеніші в торгівлі морськими акваріумами, як правило, мають трифосфорне покриття. Використовуються люмінофори, які виробляють червоне, зелене і синє світло, які можна комбінувати, щоб отримати різні відтінки білого. Це схоже на кольоровий телевізор, де леговані європієм ітрієві люмінофори створюють яскраво-червоний колір, цинк-мідь-алюміній – зелений, а цинк-срібло-кобальт-синій, коли на них потрапляє електронний промінь телевізора.

Тепер дещо відбувається і в тій ртутній хмарі в трубці. Як я вже казав, для запуску в трубку подається імпульс високої напруги, але як тільки трубка спалахує, вона починає нагріватися і все більше і більше ртуті випаровується. Опір всередині цієї ртутної хмари починає падати, як скеля, тому, без рішення, лампа просто ставала б все яскравішою і яскравішою, поки не перегоріла б. На щастя, рішення є. У всіх люмінесцентних лампах використовується баласт. Баласт виконує дві функції. По-перше, він використовує конденсатор для забезпечення початкової високої напруги, необхідної для запалювання лампи. Після того, як лампа загоряється, конденсатор діє як трансформатор, який обмежує кількість струму, що споживається лампою, і не дає їй згаснути при першому включенні.

Баласти в старі добрі часи, а деякі з них все ще широко використовуються сьогодні, є звичайними магнітними баластами. Вони нагадують невелику цеглину і коштують досить дешево. Однак вони специфічні в тому, що вони можуть живити. Трубка і баласт повинні бути підібрані, інакше система не працюватиме. На зміну магнітним баластам у багатьох сферах застосування прийшов новий тип електронних баластів. Вони менші, працюють прохолодніше і зазвичай можуть працювати з декількома типами ламп. Кілька років тому я віддавав перевагу магнітним, а не електронним баластам, тому що останні були дорожчими, а їх середній час між відмовами становив близько півдня. Промисловість вирішила цю проблему, і тепер електроніка може служити так само довго, як і магніти, а це 10 років і більше. Вони також мають знижене радіочастотне випромінювання. Магнітні баласти виробляють тепло, а електроніка – радіошум. Нинішній урожай зменшив кількість виробленого і екранував те, що залишилося. Ціни також впали. Якщо ви плануєте з часом модернізувати свій танк, то придбання дещо більшого за розміром електронного баласту, ймовірно, буде мудрим вибором.

Давайте подивимося на металогалогенні (МГ) лампи і те, як вони працюють. Вони мають деякі спільні риси з люмінесцентними. Вони містять інертний наповнювальний газ і, як правило, невелику кількість ртуті для запуску. Вони також потребують баласту, який виконує ту ж роботу, що і флуоресцентні лампи, тобто запускає лампу і обмежує струм. Однак, лампи розжарювання не можуть працювати з люмінесцентним баластом, а люмінесцентні лампи не можуть працювати з баластом розжарювання.

Різниця полягає в тому, як вони виробляють світло. Нитки розжарювання в лампах розжарювання розташовані близько один до одного. Коли через них проходить струм, вони досить швидко нагріваються до дуже високих температур. Усередині трубки також знаходяться іони металів у поєднанні, в більшості випадків, з йодом або бромом. При підвищенні температури дуги ці іони стають летючими і переходять в газову хмару, яка нагрівається між нитками, в дуже гарячий стан, відомий як плазма. На відміну від люмінофорів, які поглинають енергію, а потім випромінюють світло при розслабленні, плазма створює велике збудження в металах і випромінює фотони на високих енергетичних рівнях. Використовуючи різні комбінації галогенідних металів, ці лампи виробляють різні частини спектра, які ми бачимо як видиме світло.

Яку вибрати?

Я планував запросити відомого ведучого ток-шоу Джеррі Спрінгера, щоб він допоміг нам обрати тип світильників. На жаль, він зараз у дорозі, читає лекції про те, як зменшити насильство в телевізійних програмах. Проте він надіслав те, що мало стати його заключною заявою на цю тему, і я представляю її тут:

“Незліченні сім’ї розриваються на частини через тему вибору найкращого освітлення для рифового акваріума. Дуже часто члени сім’ї не обговорюють це питання до вибору освітлення, і хтось завжди залишається незадоволеним. Цього можна було б уникнути, якби вони обговорили це питання і прийшли до цивілізованого порозуміння. Ніколи не буває щасливої сім’ї, коли одна людина настільки домінує, що не бачить потреб інших членів домогосподарства. Злість ще більше зростає, коли інші члени домогосподарства приходять після довгої ночі збирання алюмінієвих банок на вулиці, щоб допомогти заплатити за нові металогалогенні лампи, які Ви купили. Коли таке трапляється, сім’я повинна зв’язатися з моїми продюсерами, які можуть запросити їх побити один одного перед живою студійною аудиторією”.

Часто на Reef Central тема освітлення стає досить гарячою. Одні клянуться, що без металогалогенних ламп неможливо підтримувати належний стан морського акваріума; інші клянуться люмінесцентними лампами, але часто розходяться в думках щодо того, який тип ламп використовувати. Деяким подобаються потужні компактні лампи; інші віддають перевагу звичайним лампам Т-12 з дуже високою світловіддачею (VHO). Для того, щоб розібратися у всьому цьому, нам потрібно знати трохи більше про саме світло.

Купуючи лампи розжарювання, ви майже завжди бачите на упаковці позначку: “Лампа X забезпечує 3600 люменів”. Що таке люмен? Люмен – це стандарт інтенсивності світла, який прирівнює світловий потік до споживаної потужності. Один ват енергії еквівалентний 683 стандартним люменам. Але тут є підступ. Комітет, який наглядає за міжнародними стандартами, обрав Кларка В. Грізвольда з Чикаго, штат Іллінойс, в якості стандартного спостерігача за люменом. Вони виявили, що Кларк найкраще бачить світло з довжиною хвилі точно 555 нм, тому вони визначили стандартний просвіт на цьому рівні. Я збирався попросити Кларка прокоментувати, чому так сталося, але кожного разу, коли я намагався зв’язатися з ним, мені повідомляли, що він у відпустці.

Зараз це здається нормальним, поки ми не усвідомлюємо, що щось не так. 40-ватна лампа повинна випромінювати 40 × 683, або 27 320 люменів. Ця 40-ватна флуоресцентна лампа денного світла Sylvania стверджує, що вона випромінює лише жалюгідні 3600 люменів, згідно з упаковкою. Що це за історія? Ну, значення 683 люменів на ват засноване на теоретичному порівнянні. Цей показник існує лише у світі науки, і він не має жодного відношення до реального світу. Нещодавно я порівнював лампи денного світла і виявив, що люмінесцентна лампа Sylvania T-12 заявляла 90 люменів на ват, люмінесцентна T-5 – близько 85, а металогалогенна – близько 88. Всі ці значення були в межах лише 12-13% від того, якою має бути їхня теоретична віддача. Це пов’язано з тим, що електрична потужність не дуже ефективно трансформується у випромінюване світло. Значна частина соку, який ми подаємо в наші лампи, в кінцевому підсумку виділяється у вигляді тепла. Металогалогенні лампи мають газову плазму, яка працює при температурі близько 7000°C, але як щодо флуоресцентних ламп? Вони ж прохолодні, чи не так? Не зовсім. Галогенід металу концентрує все своє світло і тепло в невеликій області, але флуоресцентна лампа поширює своє світло і, якщо вже на те пішло, тепло, по довгій трубці. На дотик вона відчувається лише злегка теплою, але якщо додати все тепло, що випромінюється по всій довжині лампи, то воно близьке до того, що віддає металогалогенна в обмеженій області дуги. І ще: коли люмінофор у люмінесцентній лампі потрапляє під ультрафіолетове випромінювання, він випромінює фотони в усіх напрямках. Це означає, що багато фотонів повертаються назад в центр трубки або вражають атоми люмінофору поруч з ними. Оскільки світло, яке випромінює люмінофор, відрізняється від ультрафіолетового випромінювання, яке спочатку збудило люмінофор, воно втрачається в трубці.

Ви мене зрозуміли? Тоді у нас також є наш стандартний спостерігач, Кларк. Він добре бачить лише на довжині хвилі 555 нанометрів, але світло може випромінюватися і на інших довжинах хвиль. Тут я краще зупинюся і поясню, що таке нанометр. Ще в школі ви всі пам’ятаєте мнемоніку “Кожен хороший хлопчик робить добре”, чи не так?

“Водопровідник, заради Бога! Це мнемонічне позначення нот на нотному стані музичної сторінки”.

О, іноді я гублюся, дякую. Я мав на увазі…

Це кольори веселки і спектру. Зараз Кларк найкраще бачить навколо “G” (зелений), тому виробники світловимірювальних приладів, таких як ті, що продаються для фотоапаратів, зважені на те, щоб реагувати в цій області, яка становить близько 555 нм. Це означає, що якщо наша лампа виробляє фотони за межами цієї області, вони не будуть реєструватися так сильно, як ті, що знаходяться в жовто-зеленій області спектру. Враховуючи всі ці фактори, які працюють проти нашої маленької старої флуоресцентної лампи, не дивно, що її фактична світловіддача становить лише трохи більше 10% від того, що передбачає формула.

Люмени також мають ще один недолік. Вони вимірюються на поверхні джерела світла. Це добре для того, щоб визначити ефективність конкретного світла, але це не говорить нам про те, що відбувається, коли світло передається. Дістаньте старий ліхтарик і увімкніть його. Помістіть його на відстані фута від стіни і зверніть увагу на розмір кола, яке він освітлює. Тепер відсуньте його назад на два фути. Коло збільшилося, чи не так? Насправді, воно не просто подвоїлося в розмірі, воно збільшилося вчетверо. Воно також стало тьмянішим. Перемістіть його на три фути, і коло тепер у дев’ять разів більше, ніж було на відстані одного фута; перемістіть його на чотири фути, і воно збільшиться в 16 разів від свого початкового розміру. Кожного разу він стає тьмянішим, і, якби ми виміряли його потужність, то на відстані трьох футів він був би лише на дев’яту частину яскравішим, а на відстані чотирьох футів – на шістнадцяту частину яскравішим, ніж на відстані одного фута. Це пояснюється тим, що лампочка ліхтарика виробляє фіксовану кількість люменів і зі збільшенням площі, яку вона освітлює, кількість люменів, що падають на дану площу, зменшується у стільки ж разів, скільки і відстань. Крім того, якщо перемістити ліхтарик так, щоб замість того, щоб світити перпендикулярно до стіни, він світив під кутом 45°, ми отримаємо яйцеподібний овал, малий кінець якого яскравіше, ніж широкий.

Для вимірювання світла, що поширюється на відстань, потрібна інша одиниця, яка називається люкс. Люкс – це кількість люменів, що освітлюють поверхню певної площі, і стандарт базується на люменах на квадратний метр. Це більш реальна одиниця виміру, ніж люмен, оскільки в нашому акваріумі світло повинно проходити від світлового ковпака до дна акваріума. У другій статті, яку я написав у цій серії, я сказав: “Висота завжди є проблемою, і я застерігаю новачків не захоплюватися дуже високими акваріумами… Акваріум глибиною три фути вимагає майже в дев’ять разів більше освітлення, щоб забезпечити той самий рівень світла, що і в акваріумі глибиною один фут”. Це стосувалося люменів, де ми вимірюємо світло на зростаючій відстані. Маленький експеримент з ліхтариком допоможе вам візуалізувати те, що я мав на увазі.

Використання люкса корисне, але воно не враховує весь спектр; воно використовує лише ту жовто-зелену частину, на якій базується люмен. У рифовому акваріумі ідея полягає в тому, щоб забезпечити світло, яке сприяє фотосинтезу, і так сталося, що 555 нм не є оптимальним. Дійсно, деякі види хлорофілів люблять світло у фіолетовому діапазоні з довжиною хвилі трохи більше 400 нм, а інші найкраще почуваються в жовто-оранжевому діапазоні з довжиною хвилі 575-625 нм. Вчені в останні роки розглянули це питання і запропонували новий стандарт, який отримав назву PAR. Це означає “фотосинтетичне активне випромінювання”, і він вимірює світло у всьому видимому спектрі, що відповідає за фотосинтетичну активність. Спочатку лічильники, які використовувалися для цього, були відомі як квантові лічильники, і вони були дуже дорогими в порівнянні зі звичайними світловими лічильниками. Зараз вони доступні за розумними цінами, і добре обладнані акваріумісти можуть мати один з них для проведення цих вимірювань. А ще краще, поговоріть з місцевим рифовим клубом про його придбання. Ви проводите ці типи вимірювань лише кожні кілька місяців, тому весь клуб може користуватися одним приладом.

Отже, якщо ми знаємо ПАР, то ми його зробили, чи не так? Ну, не зовсім так. PAR вимірюється на відстані, і саме відстань в рифовому акваріумі викликає багато суперечок про те, яка система освітлення є найкращою. Флуоресцентна лампа розсіює світло по довгій трубці; в той час як металогалогенна концентрує його на невеликій ділянці. Якщо дивитися прямо на металогалогенну лампу, вона майже сліпуче яскрава, але навіть найяскравіші флуоресцентні лампи можуть просто змусити вас мружитися. Коли я говорив про люмени для різних ламп, ви могли помітити, що кількість люменів, які фактично виробляють металогалогенні та флуоресцентні лампи, напрочуд близькі одна до одної. Це тому, що жодна з систем не має помітної переваги над іншою. Різниця полягає в тому, як вони розподіляють ці люмени. Галогеніди концентрують світло як точкове джерело, а флуоресцентні розсіюють його безперервним потоком. Це означає, що якщо ми маємо однакову потужність в галогенних і флуоресцентних лампах, ми отримуємо приблизно однакову кількість світла. Просто лампа розжарювання концентрує його, як ліхтарик, на невеликій площі, а флуоресцентна розподіляє світло досить рівномірно по всьому резервуару. При правильному використанні для освітлення домашнього акваріума підійде і та, і інша. Питання полягає в тому, як відрегулювати світло, яке вони виробляють.

Якщо ліхтарик, який Ви використовували, схожий на Maglite, то він має промінь, який можна регулювати від широкого до вузького шляхом переміщення лінзи. Це можливо тому, що світло спочатку фокусується рефлектором, який збирає фотони, що рухаються в усіх напрямках від джерела світла, і відбиває їх у напрямку до отвору лінзи. У ліхтарику тип відбивача називається “параболічний”, який являє собою витягнуту півсферу, що дозволяє перемістити джерело світла в точку, де всі фотони відбиваються під одним прямим кутом у напрямку до отвору відбивача.

Металогалогенні лампи діють подібно до точкових джерел, тому параболічні рефлектори можуть використовуватися для фокусування їх променя без використання лінзи. Переміщення МГ лампи в потрібну точку рефлектора може створити вузький промінь, а переміщення її в іншу точку може створити широкий промінь, подібно до ліхтарика Maglite. Як я вже згадував раніше, кількість загальних люменів на ват дуже мало відрізняється між флуоресцентним світлом і металогалогенною лампою. Однак, оскільки металогалогенна лампа є більш точковим джерелом світла, вона дозволяє краще фокусувати промінь, що призводить до збільшення загальної освітленості освітлюваної площі. Наша подовжена люмінесцентна лампа не може бути сфокусована таким чином, тому її світло охоплює більшу площу за рахунок люксів в широкій освітлюваній зоні. Як правило, якщо ви хочете отримати дуже високий рівень освітленості на досить невеликій площі, завжди використовуйте МГ. Це також стосується глибоких акваріумів. Як люмінесцентні, так і МНЛ поширюють світлову картину по мірі збільшення висоти резервуара, таким чином зменшуючи загальну освітленість на дні резервуара. Однак, оскільки лампи МН можуть проектувати дуже вузький промінь, ефект збільшення відстані може бути компенсований легше, ніж у випадку з флуоресцентними лампами.

Поки що здається, що MH – це те, що треба, але зачекайте хвилинку. Промінь МГ дійсно сильний в області, яка лише трохи перевищує діаметр рефлектора. За межами цієї області інтенсивність світла починає падати так само швидко, як падаюча зірка. Щось, розміщене всього на шість дюймів поза зоною дії основного променя, отримає дуже мало світла. Люмінесцентні лампи не страждають від цього ефекту. Їх світло залишається досить постійним по всій довжині, тому вони забезпечують набагато більш рівномірне освітлення. Ті, хто захоплюється акваріумістикою, особливо постачальники освітлювальних приладів, добре знають про цю перевагу. Першим рішенням було отримати більше світла від люмінесцентних ламп. Виробники ламп спочатку подвоїли потужність в трубках без їх подовження, назвавши їх лампами високої потужності (HO); а пізніше потроїли їх потужність і назвали їх лампами дуже високої потужності (VHO). Це дозволило колись 40-ватній флуоресцентній лампі випромінювати 110 Вт в тій самій чотириметровій трубці. Ця маленька хитрість дозволила флуоресцентним лампам йти в ногу з групою металогалогенних ламп як життєздатний тип освітлення акваріума.

Тут нам потрібно знати трохи більше про люмінесцентні лампи. Поширеною побутовою люмінесцентною лампою вже давно є флуоресцентна лампа Т-12. Число, що стоїть після Т, – це діаметр трубки в восьмих частках дюйма. Це означає, що Т-12 має діаметр 1½ дюйма. Цей діаметр підходить для освітлення кімнати, але ми не хочемо використовувати таку товсту лампу в акваріумі. У багатьох акваріумах використовуються рефлектори типу “магазинне світло”, тому на підлогу та стіни падає стільки ж світла, скільки і на дно акваріума. Не дуже ефективно, чи не так? Досить товстий Т-12 дійсно не піддається гарному дизайну рефлектора. Для того, щоб усунути цей недолік, були винайдені Power Compacts (PC). Вони мають набагато вужчі люмінесцентні лампи, ніж Т-12, тому більше ламп можна втиснути у рефлектор. Єдина проблема полягає в тому, що трубка настільки слабка, що її потрібно складати в U-подібну форму, щоб утримувати її, тому велика частина виробленого світла врізається в іншу сторону U, помітно зменшуючи світловіддачу. Ця U-подібна форма також не піддається хорошій конструкції відбивача; тому ПК трохи кращі за Т-12, але не набагато. Кілька років тому на ринку акваріумів з’явилася трубка нового діаметру. Це була тонка Т-5, з високою продуктивністю, діаметром лише 5/8″, але все ж таки одинарна трубка, як і Т-12. Подібно до трубки PC, цей невеликий діаметр дозволив упакувати більше трубок під акваріумним ковпаком, а його тонка конструкція дозволила розробити набагато кращі рефлектори. З Т-5 ми можемо зробити довгий відбивач з параболічною формою, що відповідає її діаметру, і, оскільки трубка дуже тонка, використовувати індивідуальні відбивачі для кожної лампи. Це призводить до більш сфокусованого променя, і, хоча він все ще не такий інтенсивний, як у МГЛ, більше світла досягає дна бака.

Металогалогенні лампи також мають кілька форм. Спочатку найпоширенішим типом був цоколь з трубкою, яка вкручується в патрон, як лампочка. Цей тип МГ має конструкцію “лампочка в лампочці”, де дугова трубка вкрита зовнішньою захисною трубкою. Це захищає дугову трубку, обмежуючи при цьому УФ-випромінювання, яке може бути шкідливим при низьких довжинах хвиль, які вона виробляє. Базові трубки Mogul також мають дві підгрупи: одна форма використовує додатковий пусковий електрод для запуску плазми дуги (зондовий запуск), а інша використовує самі електроди дуги для запуску дуги (імпульсний запуск). Зондовий запуск має на меті запобігти ерозії електродів дуги під дією високовольтних імпульсів, що використовуються для запуску лампи. Використовуваний баласт повинен використовувати систему запуску лампи, інакше вона не буде горіти.

Інша основна група галогенідів металів – це двосторонні трубки, які зазвичай називають HQI (high quartz iodide). Це дугові трубки з контактами на обох кінцях, подібно до флуоресцентних ламп. Трубка досить тонка і не має зовнішньої захисної трубки. Зверніть увагу – ця неекранована дугова трубка випромінює небезпечне ультрафіолетове випромінювання і кварцове скло не блокує його. Не дивіться на оголену трубку. При використанні цього типу МН завжди встановлюйте між дугою і глядачем звичайне скло або пластикову панель, захищену від ультрафіолетового випромінювання. Необроблений прозорий пластик, як і стінки акрилового бака, прозорий для ультрафіолету. Наскільки я знаю, вони завжди мають імпульсний запуск. Основними перевагами ламп HQI є те, що вони можуть бути розміщені всередині ковпака, а їхній відбивач може бути меншим, ніж у ламп з цоколем. Вони нагріваються сильніше, ніж лампи розжарювання, і можуть давати трохи більше світла. Я віддаю перевагу HQI для більшості застосувань, але лампи на основі цоколя зазвичай дешевші.

Останнє слово про використання ламп розжарювання для освітлення бака. Після запуску лампи MH є початковий період, коли лампа не забезпечує повну потужність. Це пов’язано з тим, що температура плазми повинна досягти певного рівня, перш ніж галогеніди металів повністю випаруються. Залежно від лампи, це може зайняти близько 10-15 хвилин. Ще одна незвична річ – якщо вимкнути лампу, то не можна одразу її перезапустити. Після вимкнення гарячій лампі потрібен час для охолодження. Під час охолодження галогеніди металів залишаються в газоподібному стані, і якщо подати високу напругу, лампа перегорить. Металогалогенні баласти мають вбудовану схему таймера, яка запобігає повторному ввімкненню протягом певного періоду. Знову ж таки, цей період очікування повторного удару становить від 10-20 хвилин.

Що все це нам дає? Ну, це означає, що в акваріумах стандартної глибини (до 30 дюймів) можна використовувати будь-яку систему. Якщо Ваш акваріум глибший, то Вам слід змиритися з використанням тільки МГ. Флуоресцентні лампи просто не впораються з таким глибоким акваріумом. Вибір за вами, але багато рифівників схильні до компромісів і використовують комбінацію ламп денного світла і флуоресцентних – найкраще з обох світів у багатьох випадках. На мою думку, якщо ви можете собі це дозволити, я рекомендую використовувати комбіноване рішення, а не один тип освітлення.

Тримайтеся, нам залишилося розповісти ще трохи. Якщо ви подивитеся на опис освітлення майже будь-якого “Танку місяця”, то часто побачите: “Я використовую дві МГ 12К по 175 Вт, доповнені чотирма актинічними флуоресцентними лампами Т-5”. Що це означає? По-перше, давайте обговоримо “К”, яку люди часто приймають за кілограм, за тисячу. Насправді, за “К” ми можемо подякувати ірландцю Вільяму Кельвіну, на честь якого названа температурна шкала. Одиниці ті ж самі, що і в шкалі Цельсія, але нуль починається з абсолютного нуля. Отже, вони говорять про те, наскільки гарячим стає світло, так? Вибачте, це не має нічого спільного з теплом, яке генерується лампами, а є мірою кольору світла, що виробляється. Заплуталися? Температура кольору? Коли ми говоримо про світло, нам потрібен спосіб визначення спектру. Раніше я використовував довжину хвилі в нанометрах для визначення кольору, але кляті фотографи не впізнали б нанометр, якби хтось вдарив їх по обличчю (що відбувається постійно), тому вони використовують температуру як визначення. “Розпечена до червоного” кочерга гаряча, але не дуже гаряча. Коли ми підвищуємо температуру, ми отримуємо жовто-гарячу, потім біло-гарячу і, нарешті, синьо-біло-гарячу. Зі збільшенням температури за Кельвіном довжина хвилі скорочується, і колір, що утворюється, переходить від червоного до синього і далі. З наукової точки зору, значення К – це видимий колір світла, випромінюваного чорним тілом при певній температурі Кельвіна. Сонячне світло – це те, що Кларк Грізвольд любить, коли він у відпустці, і, оскільки сонце світить при температурі близько 5000-7000 ° К, йому подобається 555 нм для того, щоб дивитися на речі. В акваріумному освітленні нас цікавить в основному освітлення в діапазоні 6000-14 000К, що переходить від сонячно-білого до блакитнувато-білого. Це область, де фотосинтез досягає піку. І люмінесцентні лампи, і лампи розжарювання доступні зі значеннями K від 20 000 і вище. Однак будьте обережні: вони не тільки здаються тьмяними для наших очей, які не так чутливі до цих високих значень K, як до більш низьких, але їх справжній світловий потік, як правило, набагато нижчий, ніж у їхніх аналогів з меншим значенням K. Тепер для невеликого наноакваріума вибір дещо обмежений, оскільки ми можемо встановити лише один світильник над резервуаром. Тут потрібен певний компроміс, тому необхідно використовувати лампи з більш високим значенням K, щоб забезпечити синьо-фіолетові довжини хвиль, необхідні для фотосинтезу. У цих випадках, ймовірно, підійдуть лампи 12,000-14,000°K. Крім того,

Деякі комп’ютерні трубки мають одну сторону, яка виробляє досить скромне біле світло К, а інша сторона генерує майже актинічний спектр. Я вже згадував про актинічне світло в цій темі, і воно потребує деяких пояснень. Саме по собі актинічне світло означає світло, яке сприяє хімічній реакції. У 1980-х роках почали з’являтися флуоресцентні лампи, які були трохи вище довжини хвилі “чорного світла”. Вони виробляли світло в області 420-450 нм, а це довжина хвилі, яку полюбляють фотосинтезуючі водорості. Швидко стало очевидним, що ці лампи можуть бути корисними в акваріумах, і особливо в морських резервуарах, де таке світло, можливо, дозволило б акваріумістам успішно доглядати за коралами. Що вони і зробили, і вони були одним з нововведень, які зробили можливим утримання рифів.

Зараз у великому акваріумі мені подобається змішувати і поєднувати. У 100-галонному акваріумі я можу встановити як МГ, так і флуоресцентні лампи в одному і тому ж навісі. Це дозволяє вибирати значення K, які охоплюють більш широкий діапазон, ніж це можливо з однією лампою. Мені подобається використовувати пару ламп розжарювання 8,000-10,000K для центральної частини акваріума, де будуть виставлені корали. Потім я доповнюю їх актинічними флуоресцентними лампами. Я використовую актиніку для флуоресцентних ламп, тому що вона дає їм “поштовх”. Світло цієї довжини хвилі дуже добре проникає у воду – набагато краще, ніж світло в середньому та верхньому спектральному діапазоні. Більш потужні лампи MH використовуються для забезпечення випромінювання у верхній частині спектру, і їх ударна хвиля може проникати глибше, ніж флуоресцентні лампи. Це збалансований підхід. Більшість рифів працюють з лампами приблизно 8-10 годин на день, але актинічні лампи вмикаються на годину раніше і вимикаються на годину пізніше, ніж лампи денного світла, імітуючи таким чином світанки і сутінки.

Незважаючи на те, що лампи розжарювання і флуоресцентні лампи є сьогоднішніми стандартами, ми, можливо, спостерігаємо світанок нової епохи. Світлодіоди (LED) існують вже деякий час; у мене навіть був світлодіодний калькулятор ще на початку 70-х років. Тоді кольори були обмежені, а продуктивність була жахливою. Не так сьогодні. Поодинокі діоди тепер можуть випромінювати біле світло з високим спектральним виходом, а їх загальна світловіддача зростає кожні кілька місяців. Вони виділяють дуже мало тепла і споживають мало електроенергії. Зараз з’являються світлодіодні витяжки, які претендують на те, щоб бути рівними за світловіддачею стандартним лампам розжарювання і флуоресцентним лампам. В даний час вони дуже дорогі, але ціни можуть впасти в міру вдосконалення технології. Крім того, в небагатьох звітах про використання оцінюється їх ефективність в морських резервуарах. Однак слід очікувати, що вони стануть більш поширеними в найближчі кілька років.

Інші міркування щодо освітлення

Тепер, коли Ви вибрали світильники, їх потрібно встановити над акваріумом. Багато акваріумістів обирають готові системи освітлення, але більш працьовиті члени нашого клубу виготовляють свої власні. Два найпоширеніші способи використання світильників – в капюшоні/навісі або підвішені над акваріумом у вигляді кулонів. Обидва способи мають свої переваги. При підвісному способі лампи підвішуються до стелі, в індивідуальних рефлекторах для МГ або світлових смугах для флуоресцентних ламп. Цей метод дозволяє регулювати відстань ламп від резервуара і забезпечує кращу вентиляцію, ніж навіс, що є важливим фактором, особливо для великих резервуарів. Метод навісу встановлює лампи на майже фіксованій висоті, і хороша вентиляція навісу є обов’язковою умовою.

Як я вже згадував, тепло завжди є важливим фактором при монтажі системи освітлення. Завжди виникають розмови про те, наскільки більше тепла виробляє лампа розжарювання, ніж люмінесцентна лампа, але в дійсності їх загальна тепловіддача не так вже й відрізняється для систем аналогічної потужності. Лампи розжарювання виробляють все своє тепло на невеликій площі, а люмінесцентні лампи поширюють тепло по своїй трубці. Тепло лампи розжарювання впливає на температуру води в резервуарі більше, ніж тепло люмінесцентної лампи, тому що перша генерує тепло в основному у вигляді променистої енергії. Коли над резервуаром встановлена група люмінесцентних ламп, більша частина тепла йде в повітря під навісом, звідки його відводять вентилятори охолодження. Лампи МН нагрівають не тільки повітря, але і передають променисту теплову енергію через повітря безпосередньо в товщу води. У невеликому резервуарі в будинку з кондиціонером вентиляція повинна підтримувати в ньому потрібну температуру. У великих резервуарах, однак, це може бути проблемою. Це пов’язано з тепловою масою. Невеликий бак, скажімо, куб 2′ x 2′ x 2′, вміщує близько 60 галонів води. Площа поверхні цього куба, рахуючи зверху, становить 20 квадратних футів (я рахую лише п’ять сторін, оскільки дно бака ізольоване підставкою). Це означає, що ми маємо 3 галони води на кожен квадратний фут відкритої поверхні, і ця відкрита поверхня розсіює тепло в кімнату. Тепер, якщо ми збільшимо розмір куба до 3 футів на сторону, ми матимемо трохи більше 200 галонів води на 45 квадратних футів відкритої поверхні. Це зменшує площу, з якої розсіюється тепло, тому що тепер ми маємо 4,5 галона на кожен квадратний фут поверхні. Це зменшує швидкість охолодження на 50%. Зі збільшенням бака цей недолік зростає, і десь він досягне точки, коли знадобиться інший спосіб охолодження бака. Це означає використання чиллера, що значно збільшує загальну вартість освітлення.

Окремо варто сказати про монтажні баласти. При проектуванні системи освітлення завжди вибирайте виносні баласти. Набагато краще мати їх на стійці, ніж в кожусі або навісі. Там вони менше піддаються впливу вологи і бризок, і, якщо вони магнітні, вони утримують тепло, яке вони генерують, подалі від резервуара.

Що ж, це було досить довго. На завершення я скажу останнє слово про освітлення. У вас чудове освітлення і все добре, але новий корал, який ви щойно запровадили, відбілює. Чому? Ми завжди проповідуємо карантин на Reef Central, але не тільки хвороби вбивають. Вплив надмірного рівня світла також може вбити. Спочатку глобальне потепління звинувачували у знебарвленні коралів на світових рифах. Можливо, це й досі так, але все більше і більше дослідників вказують на те, що вбиває не лише спека. З потеплінням океану корали стають менш толерантними до інтенсивного світла, а симбіотичні водорості, які в них живуть, припиняють фотосинтез. Кінцевим результатом є те, що водорості виганяються і корал гине. Коли корал додають в новий акваріум, температура води може бути набагато вищою, ніж під час транспортування, і, звичайно, вона набагато яскравіша в добре освітленому акваріумі. Це може викликати знебарвлення. Рішення полягає в тому, щоб повільно акліматизувати новий корал до нових умов. Це можна почати при приглушеному освітленні карантинного акваріума. Коли корали будуть додані в основний акваріум, Ви можете підняти висоту освітлення над поверхнею води, щоб зменшити рівень освітленості і дати коралам можливість адаптуватися. Щось настільки просте, як це, може означати різницю між успіхом і невдачею.

Коли акваріумісти зрозуміють, як сучасне акваріумне освітлення допомагає в утриманні рифового акваріума, вони зможуть зробити мудрий вибір, який принесе користь мешканцям акваріума і порадує око глядача, не обтяжуючи його гаманець.

Для отримання додаткової інформації на цю тему Ви можете відвідати мою стару статтю “Освітлення”, але будьте обережні: вона ще більш безладна, ніж була, якщо Ви можете в це повірити.

Source: reefkeeping.com