Ufo, led e il futuro dell’illuminazione indoor
con la collaborazione di Fabio Casu
Cosa si nasconde dietro la sigla LED?
Si tratta di Light Emitting Diodes, ovvero letteralmente diodi ad emissione luminosa.
Wikipedia ci informa, ad uso degli utenti già edotti in materia: ” LED sono uno speciale tipo di diodi formati da un sottile strato di materiale semiconduttore. Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente da produrre fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può abbandonarlo ed essere emesso come luce. I LED sono formati da GaAs (arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e GaInN (nitruro di gallio e indio). L’esatta scelta dei semiconduttori determina la lunghezza d’onda dell’emissione di picco dei fotoni, l’efficienza nella conversione elettro-ottica e quindi l’intensità luminosa in uscita. ” (testo completo alla pagina: http://it.wikipedia.org/wiki/LED)
I led sono destinati a rivoluzionare il campo dell’illuminazione indoor?
Sembrerebbe di sì a giudicare dalle premesse: economici nella gestione, luce fredda, niente rumore o ballast ingombranti, lunghissima vita, 100% PAR. Promettono un miglioramento nelle prestazioni del 75% e il risparmio sui costi di raffreddamento dell’ambiente
Un miracolo? Forse.
La prima cosa che balza agli occhi indagando sull’illuminazione a led è la totale mancanza di materiale attendibile a cui attingere, visto il monopolio dei dati e degli studi affidati completamente ai produttori stessi e quindi per definizione da prendere con le molle.
Si può trarre qualche deduzione utilizzando quello che si ha a disposizione, ovvero l’esperienza dei coltivatori e le caratteristiche tecniche nude e crude diffuse da costruttori e distributori.
Per cominciare una comparazione ed una valutazione oggettiva il primo passo è la classificazione dei led in base a dimensione, potenza, efficienza luminosa e colore ( o lunghezza d’onda di radiazione).
I led si trovano in commercio con dimensioni che variano dai 3mm ai 10mm: i led da 10mm possono fornire potenze di 0,8-1,2 watt e sono costituiti da circa 8-10 diodi luminosi, naturalmente più è alta la potenza associata ad un singolo led e più questo sarà luminoso.
L’illuminazione a led ha ampio impiego in ambito civile e stradale, con led di efficienza dai 20 lm/w ad oltre 100 lm/w, che vanno a sostituire i tradizionali HPS offrendo una maggiore durata e un minore riscaldamento dell’ambiente, oltre che una stabilità delle performance nel tempo.
Per quello che concerne la coltivazione si trovano in commercio varie proposte, ma le caratteristiche più comuni sono queste:
rosso 630nm 40-60 lm/w PAR50% utilizzo fiori e frutti
rosso 660nm 30-45 lm/w PAR100% utilizzo fiori e frutti
blu 455-465nm 20-40lm/w PAR100% utilizzo vegetativa
con resa variabile a seconda delle dimensioni dei led stessi, (così come accade coi tubi al neon: 30 lm/w per i tubi da 15w contro 60 lm/w per tubi da 65w lunghi 120 cm), della frequenza (un rosso da 630 nm ha ad esempio un’efficienza molto più elevata se paragonato con un rosso da 660 nm), e della qualità dell’apparecchio.
A noi preme l’utilizzo nel campo della coltivazione, per cui è con vivo interesse che accogliamo la nota dei produttori secondo i quali la lampada a led da 90w può sostituire un HPS da 400w.
Cosa dobbiamo aspettarci precisamente?
Ecco i numeri:
LED 90w (80 red 660nm 10 blue 465nm) 1980 lumens con un PAR 100% = 1980 lumens effettivi
HPS 400w efficienza media 90-120 lm/w quindi 36-48.000 lumens
Abbiamo già visto altre volte cosa si intenda quando si parla di PAR, ma in questo caso si rende necessario un riepilogo.
L’esigenza di definire il PAR nasce per capire quanta luce emessa una lampada è utilizzabile dalla pianta. Questo valore spiega perch un elevato numero di lumen non necessariamente corrisponde ad una elevata resa per la coltivazione.
Il PAR è la quantità di radiazione emessa nello spettro nella frequenza adeguata perché la pianta la recepisca e ne possa fruire, avente quindi una lunghezza d’onda compresa fra i 400 e i 700nm.
Tuttavia questo non è sufficiente a definire la bontà di una luce poiché l’intervallo 400-700 comprende anche la lunghezza d’onda del verde, che come sappiamo viene assorbita in percentuale bassissima o quasi nulla dai vegetali.
Quindi a parità di PAR 100, cioè 100% della radiazione contenuta nell’intervallo 400-700, ci sono lampade con uno spettro migliore e lampade con uno spettro peggiore.
Ecco perché le ormai popolarissime fluorescenti Envirolite hanno effettivamente un’ottima resa: la loro efficienza luminosa è elevata quindi a parità di watt elettrici assorbiti emettono molta radiazione, con dominante sul rosso o sul blu a seconda che si prenda in esame un modello da 2700k o da 6400k.
I led rossi e blu hanno sicuramente PAR100%, concentrato tra i 460 e i 665 nm e quindi corrispondenti ai picchi di assorbimento delle piante, tuttavia i valori di radiazione sono bassi, per questo danno i migliori risultati se associati ad un altro tipo di luce
o se utilizzati con grosse potenze, appunto di 90-180 watt/mq.
Purtroppo quasi tutti i dati reperibili sono stati rilasciati dai produttori, distributori e venditori e mai da un istituto di ricerca accreditato.
Nel caso delle Envirolite in vece dei dati abbiamo stuoli di coltivatori soddisfatti, che possiamo ritenere comunque un ottimo indice di credibilità ed affidabilità nel caso delle lampade a led purtroppo ancora non disponiamo ancora ne’ di studi attendibili ne’ di testimonianze di clienti.
Si dice che le lampade a led siano costose. Di che cifre parliamo?
Prendiamo in esame il modello più idoneo all’utilizzo hobbistico per dimensioni e performance, unico reperibile seppur a fatica in Italia, ovvero l’UFO.
Si tratta di una lampada compatta, dal design caratteristico, dotata dei migliori led.
In america i negozi specializzati in coltivazioni indoor le vendono a 600 dollari l’una, in Italia il prezzo medio è sugli 800 euro.
In entrambi i casi si tratta di prodotti fabbricati in Cina, o più precisamente provenienti da Shenzhen, regione che attualmente si è guadagnata il titolo di capitale mondiale dell’illuminazione a led: è possibile acquistare direttamente dai produttori lampade certificate a prezzi molto vantaggiosi, avendo tempo e voglia di seguire una travagliata spedizione dagli incerti esiti.
Questi prezzi così elevati sono da considerarsi alla luce delle “prove sul campo”, attestanti che i LEDs si comportano bene per la fase vegetativa, decisamente male per la fioritura in quanto danno un raccolto pari ad un terzo di quello della HPS impiegando ben 15 giorni in più.
Per quanti necessitano principalmente di un sostegno per la fase vegetativa/invernale in attesa del sole e si occupano di coltivazioni di pregio completamente indoor, senza l’ausilio della luce solare, potrebbe essere un acquisto da considerare attentamente.
Per l’utente alle prese con l’insalata da consumare a cena o con poche piante ornamentali continua ad essere uno strumento eccessivamente dispendioso.
Una alternativa al loro uso singolo è quella di abbinarle a tubi fluorescenti tipo T5 o lampade HID ( high intensity discarge) , oppure l’utilizzo dei LEDs solo nella prima fase e poi il passaggio alle classiche.
Alcuni produttori per ovviare a questo comportamento insoddisfacente stanno studiando lampade a LEDs che emettono anche luce bianca oltre a quella blu e rossa, anche se pare che per alcuni frutti come ad esempio le mele per ottenere una perfetta maturazione siano importanti anche i raggi uv, non compresi nel PAR ( photosintetically active radiaton).
Alcuni produttori americani hanno messo sul mercato altre lampade a LEDs sotto il nome di Pocyon e di TI Smartlamp o Ti Smartbar.
Anche in questo caso promettono risultati strabilianti (anche grazie alla luce bianca allo spettro) , purtroppo però gli unici dati sono ancora quelli forniti dai produttori (una Ti Smartlamp da 300 watt sostituirebbe una HPS da 600 watt che con il reattore consuma in totale 670w, garantendo risultati uguali se non addirittura migliori) e i prezzi sono veramente elevati.
C’è chi dice che i LEDs abbiano un gran futuro nell’illuminazione civile ma che per le coltivazioni siano morti prima di nascere a causa dei progressi delle sulphur plasma, che con dimensioni ridottissime garantiscono una vita media molto elevata e flussi di 180 lm/w 100% PAR.
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Tags: gestione growroom, illuminazione, led, prodotti
giugno 6th, 2009 at 19:38
Ritengo questo articolo veramente superficiale….spero che l’autore abbia il tempo di condurre ricerche piu approfondite sulla tecnologia led, visto che si è preso la briga di scrivere.
I led sono appena nati e ne vedremo delle belle…buona fortuna!
giugno 6th, 2009 at 19:51
Aggiungo solamente che le lampade sulphur plasma non emettono quasi infrarossi che sono indispensabili per una corretta fioritura….tanta luce si ma con il picco a 520nm che non serve a molto per le nostre amate piante che come ben sapete necessitano picchi in altre zone dello spettro…. blu..arancio…un bel po di rosso..e il profondo rosso fino all’infrarosso.
Le piante non vedono come noi!
giugno 8th, 2009 at 16:17
Sono allo studio nuove lampade per il settore agricolo (che non è quello per cui sono nate) con caratteristiche mirate. Così come per tutte le lampade il rodaggio e il perfezionamento saranno lunghi. Ti ricordo che fino a pochi anni fa molti growers utilizzavano lampade ai vapori di sodio con temperatura di colore casuale, nati per l’illuminazione stradale.
giugno 8th, 2009 at 16:20
ok, abbiamo capito che ritieni i led l’unica vera tecnologia degna di fiducia nel futuro prossimo. Se però potessi articolare la tua critica a questo articolo il tutto sarebbe più costruttivo.
Non solo, se vorrai scrivere tu stesso un articolo noi lo pubblicheremo, purchè argomentato e sostenuto da dati. I contributi e le discussioni sono sempre ben accetti.
giugno 9th, 2009 at 12:24
allora…quello che ritengo io non conta molto ma atricolerò meglio le mie informazioni con dati e non parole appena ne avrò il tempo.
L’importante è capire che arrivare a semplici conclusioni come le vostre non aiuta nessuno…sopratutto i vostri lettori.
Il bello é che voi date per scontato che le future lampade al plasma saranno migliori di quelle allo stato attuale ma lo stesso sicuramante vale per i led e non lo dite.
Da quasto si nota che voi ritenete il sulphur plasma l’unica vera tecnologia degna di fiducia mentre i led a parer vostro sono gia morti….ma chi ve lo ha detto..forse chi li ha gia usati in modo sbagliato ed è rimasto deluso?
Come ho gia detto io saro il signor nessuno ma questo sembra essere un sito informativo…questa e una grande differenza a parer mio.
L’idea di articolare meglio le vostre personali opinioni vale anche per voi…altrimenti chi ha fiducia in voi prende per buone informazioni non corrette e fuorvianti.
Sarò ben lieto di condividere con questo blog la mia modesta conoscenza in fatto di illuminazione led e non solo se percepisco che non ci sono pegiudizi di fondo su una specifica tecnologia ma solo semplice disinformazione che porta a conclusioni errate!
giugno 9th, 2009 at 17:38
Ascolta, abbiamo un articolo di un paio di anni fa sul plasma, non è che qui ci siano dei fanatici che si fanno le magliette viva le sulphur ye ye.
Questo è un sito gratuito dove varie persone scrivono le loro opinioni, basate su dati -spesso forniti dai produttori e quindi da prendere con le molle- ed esperienze personali.
Io continuo a trovarmi male con il classico UFO led e penso costi troppo, ma attendo fiduciosa la testimonianza di un amico che sta usando un pannello a led.
Come ho già detto, tutte le opinioni trovano spazio, attendo la tua coi dati di cui parli, sarò lietissima di pubblicarla.
luglio 26th, 2009 at 13:05
ma alla fie il led funziona o e ,eglio la classica agro hps?=
luglio 27th, 2009 at 16:36
Funzionare funziona, ma il costo resta molto alto e i tempi per ammortizzare un acquisto del genere sono lunghi.
I conti vanno fatti da caso a caso: piante pregiate, ambienti particolarmente caldi o vasti possono essere buone ragioni per comprare una lampada a led.
Personalmente non sono particolarmente favorevole al design “ufo” e aspetto la commercializzazione su larga scala dei pannelli a led, auspicando anche una progressiva discesa dei prezzi.
settembre 20th, 2009 at 17:14
peccato che secondo me quelle lunghezze d’onda non sono le più appropriate
settembre 21st, 2009 at 13:24
perchè non le ritieni adatte?
ottobre 5th, 2009 at 10:32
dovrei fare parecchi esperimenti, ma da quello che leggo sui libri non son le più appropriate
ottobre 5th, 2009 at 16:00
mi aggiungo ache io alla domanda di sopra.
in piu matteo vorrei sapere se secondo te ci sono dei “colori” della luce che possono aggiungersi ai normali red e blue per ottenere degli effetti benefici sulle pinte.
Illuminami
ottobre 7th, 2009 at 20:35
beh, tutte le lampade per coltura indoor hanno qualche punto debole.
Però sarebbe bello se tu, Matteo, approfondissi un pochino.
ottobre 27th, 2009 at 12:50
i colori utili sono il blu 460nm, l’arancione 610nm, il rosso 630nm e e sopratutto il rosso scuro 660nm ma attenzione….la mancanza di infrarossi (720nm) non fara’ maurare le piante come con le hps…percio’ se volete progettare voi una led light come ho fatto io dovete assolutamente usare questi colori….io ho aggiunto anche un bianco caldo cosi da sola fa tutto…grow and bloom!
Buona fortuna e studiate mannaggia a voi!
ottobre 27th, 2009 at 13:52
io credo che tu dovresti evitare di limitare la tua lettura ai post sui led , abbiamo postato tempo fa un articolo molto interessante e ben fatto sulla luce e le piante, dove fra l’altro si accennava a quella questione della luce verde (che, concordo, è inutile per le piante).
grazie per avere trovato il tempo per venire a fare le tue ragioni riportando qualche dato.
per quel che mi concerne resto dell’idea che la migliore illuminazione per le piante genericamente si abbia tra i 400 e i 700 nm, con una percentuale maggiore di rosso rispetto al blu e con emissione di infrarossi.
resta anche da dire che le diverse specie di piante hanno esigenze diverse, e quindi spesso è necessario studiare un’illuminazione ad hoc.
Ti consiglio la lettura di questo completissimo ed interessante post sull’illuminazione, redatto dal reparto tecnico di Philips Illuminazione.
http://www.giardinaggioindoor.it/2007/06/15/luce-e-vita/