Lichtspreiding

Het belang van lichtspreiding in LED-belichtingssystemen wordt vaak ernstig onderschat.

Bepaalde planten die gevoelig zijn voor fluctuaties boven het bladerdak in opgevangen PPFD, zoals de meeste siergewassen, hebben absoluut goede lichtspreiding nodig.

Toepassingen die de perfecte stralingsverdeling vereisen of complexere stralingspatronen, treft men aan in straatverlichting, verlichting van stadions en uiteraard in belichtingssystemen in de tuinbouw.

Als we kijken naar LED-belichting in de tuinbouw, is een perfect gelijkmatige lichtspreiding boven het bladerdak vanuit een enkele armatuur iets waar de meeste merken nog steeds moeite mee hebben.

Veel LED-toepassingen in de tuinbouw gebruiken LED-lampen op een geëxtrudeerde koelplaat zonder lenzen te gebruiken om de stralingsverdeling te beïnvloeden.

Het gevolg is dat het licht dat wordt ontvangen door het bladerdak zal fluctueren volgens Imax.cosPhi – dat betekent dat de lichtintensiteit recht onder de LED veel hoger is dan aan de zijkanten van de stralingshoek.

Dit resulteert in verschillende PAR-waarden boven het bladerdak met fluctuaties in het groeiproces als gevolg.

Lambertstraler-Lichtsterkte

Een LED-pakket zonder secundaire lenzen heeft gewoonlijk een lichtspreidingshoek van 120° of 80°.

Dit betekent dat wanneer de energie direct onder de lichtbron 100% is, het licht en de energie afneemt tot 80% op 30 graden links en rechts, met een verdere erosie tot 40% op 60 graden links en rechts van de armatuur.

Relatieve-lichtstroom

Lichtafname als functie van stralingshoek van een 120° LED-pakket zonder optische lichtspreiding.

Natuurlijk kan dit enigszins worden verholpen door veel LED-groeilampen dicht bij elkaar te plaatsen en overlappen te creëren zodat de energie in het bladerdak wat meer in balans komt, maar in veel gevallen zien we nog steeds fluctuaties van meer dan 30%, terwijl dit in veel gevallen ook leidt tot de noodzaak om extra constructiebalken in de kas te plaatsen, wat niet wenselijk is.

Eigenlijk is de oplossing om een volledig gelijkmatige lichtspreiding te bereiken boven het bladerdak niet zo ingewikkeld.

Het bestaat al jaren in de markt voor wit licht en heeft zelfs een naam… “batwing-technologie”…

Alle lichtstralen vanuit het LED-pakket zijn aanvankelijk verspreid en worden op zo’n manier in een lichtvorm verdeeld dat het licht binnen de stralingshoek volledig gelijkmatig wordt verspreid. Het resultaat is een homogene lichtspreiding boven uw bladerdak> 90%.

Light distribution

Batwing-lichtspreiding creëert een gelijkmatige lichtspreiding binnen de stralingshoek.

Uiteraard is dit een eenvoudige voorstelling van zaken.

Om een volledig gelijkmatige lichtspreiding te bereiken boven uw bladerdak, zijn er een paar basisprincipes rond belichting om in gedachten te houden.

Ten eerste is er de basiswet van belichting – hoe kleiner de lichtbron (LES - Light Emitting Surface), des te eenvoudiger een stralingsvorm en stralingspatroon kan worden gecreëerd uit die lichtbron.

Dus voor belichtingstoepassingen waar lichtspreiding een must is, zult u een zo klein mogelijke lichtbron willen creëren om perfecte stralingscontrole te bereiken.

In HPS SON-T lampen werd het stralingspatroon vooral gecreëerd door een reflector die het licht van de achterkant herverdeelde naar de zijkanten in een ovale lichtvorm.

In LED-belichting worden complexere stralingsvormen gecreëerd door een TIR of Totale Interne Reflectie lens.

Totale interne reflectie (TIR) lens v.s Traditionele reflector

Maar daar zit natuurlijk een nadeel aan – kleine lichtbronnen betekenen ook een hoge concentratie van warmte op een klein oppervlak die weggekoeld moet worden, en daar komen heat pipes om de hoek kijken.

Wanneer aluminium of koper als geleider te traag wordt in het geleiden van de warmte, is een heat pipe een simpel en voordelig alternatief om de warmte weg te leiden van de LED-bron naar een gebied waar de convectie en uitstraling kan worden gerealiseerd.

Een tweede effect van TIR-lichtspreiding is een diepere doordringing in het bladerdak.

Net als bij het gebruik van diffuus glas in de glastuinbouw, kan verstrooiing en refractie van de lichtspreiding van LED-groeilampen een enorme bijdrage leveren aan betere spreiding diep in de planten, wat leidt tot een onmiddellijke toename in fotosynthese en extra groei.

Licht wordt meer homogeen verspreid onder diffuus licht (B) vergeleken met direct licht (A) waar veel zonnevlekken zichtbaar zijn in het midden en onderin het gewas. (Li et al., 2014a/b, foto van Wageningen UR GreenhouseHorticulture, Bleiswijk)

Door onze zeer geconcentreerde LED-tuinbouwdriver CoolGrow® te creëren, kunnen we geavanceerde batwing-lenstechnologie gebruiken om lichtspreiding te creëren boven het bladerdak met 90% homogeniteit!

Zelfs het stralingspatroon kan worden aangepast aan de grootte van het bladerdak, wat resulteert in vierkante of rechthoekige stralingspatronen, ideaal voor bloemkwekerijprojecten met LED-belichting of gewassen die gevoelig zijn voor variaties in PAR.

Relatieve intensiteit

Het batwing-principe – individuele lichtstralen worden gemoduleerd voor een volledig gelijkmatige lichtspreiding.

Onze CoolStack® en CoolGrow® Linear LED-groeilampen combineren deze CoolGrow® LED-drivers, elk onder een individuele batwing-lens.

Alles bij elkaar produceren deze volledig passief gekoelde, geavanceerde groeilampen een absoluut marktleidende PPFD tot wel 4.900µmol/s.

▲ CoolStack® LED Top Light
Glastuinbouw Passief gekoeld

▲ CoolGrow® Linear
- LED-balk Vertical Farming

Laden