Luzes LED para cultivo versus HPS para cultivo comercial: como você realmente escolhe?

A iluminação de sódio de alta{0}}pressão tem sido o padrão comercial em salas de cultivo há muito tempo porque funciona, é razoavelmente eficiente, bem compreendida e barata para comprar antecipadamente. O que não mudou foi seu espectro, fortemente concentrado na faixa amarelo-laranja, com emissão de luz azul comparativamente pequena, e sua ineficiência fundamental na conversão de energia elétrica em luz utilizável em vez de calor. Nenhum destes são problemas novos. São apenas problemas que a indústria tem trabalhado durante décadas, em vez de resolvidos.

É aqui que muitas comparações dão errado desde o início. Os lúmens medem o brilho percebido pelo olho humano, e as plantas não veem a luz como as pessoas. A métrica que realmente importa para o crescimento é a PAR, radiação fotossinteticamente ativa e, mais especificamente, a eficácia dos fótons fotossintéticos (PPE), medida em micromoles de luz utilizável por joule de energia consumida (μmol/J).

Por esta medida, as luminárias HPS geralmente fornecem algo em torno de 1,7-2,1 μmol/J, enquanto as modernas lâmpadas LED comerciais geralmente atingem 2,5-3,0 μmol/J ou mais, dependendo da qualidade da luminária e da tecnologia de diodo. Essa diferença parece modesta como um número bruto, mas aumenta significativamente ao longo de um ciclo completo de cultivo e da contagem de luminárias de uma instalação inteira, uma vez que representa genuinamente mais luz utilizável por unidade de eletricidade consumida, e não apenas uma percentagem de marketing.

Esse é o número que a maioria das conversas de vendas ignora totalmente e geralmente é aquele que realmente decide se a mudança vale a pena. As luminárias HPS convertem uma parcela significativa de sua entrada de energia em calor, em vez de luz utilizável, e em uma sala de cultivo comercial, esse calor não simplesmente desaparece, mas se torna uma carga de resfriamento que seu sistema HVAC precisa remover, o que custa eletricidade adicional além do consumo das próprias luzes.

A mudança para luminárias LED com produção de calor significativamente menor reduz diretamente esta carga de resfriamento, e é exatamente por isso que a conta de eletricidade do primeiro mês após uma troca muitas vezes subestima a economia real, uma vez que um ciclo completo de HVAC, especialmente durante uma estação quente, é onde o benefício composto realmente aparece. Os produtores que comparam HPS e LED apenas na parte de iluminação de suas contas de serviços públicos estão vendo uma imagem incompleta.

Veja como isso funciona com números aproximados em uma instalação-de tamanho médio com 20 equipamentos. Uma sala de cultivo comercial com 20 unidades HPS a 1.000 W consome 20 kW cada uma diretamente para iluminação, mas a carga elétrica real na instalação é maior quando o resfriamento é levado em consideração, uma vez que uma parcela significativa desses 20 kW é finalmente removida como calor pelo sistema HVAC, adicionando uma porcentagem significativa ao consumo de iluminação direta durante os meses mais quentes. Mudar para 20 luminárias LED equivalentes no mesmo nível de potência nominal reduz tanto o consumo de iluminação direta, graças à maior eficácia dos fótons fotossintéticos, quanto a carga de resfriamento posterior, uma vez que menos energia consumida é convertida em calor residual em primeiro lugar. As instalações que acompanham essa comparação ao longo de um ano inteiro, em vez de um único mês, geralmente consideram que a economia combinada de iluminação-mais-de resfriamento é consideravelmente maior do que a conta de iluminação por si só poderia sugerir.

A O LED comercial de 1000 W cresce a luzé comumente especificado como um substituto direto-com foco na eficiência para um equipamento HPS tradicional de 1.000 W, normalmente cobrindo uma área de ocupação comparável e, ao mesmo tempo, fornecendo PAR significativamente mais utilizável por watt consumido. Esta camada se adapta às alturas de teto de salas de cultivo comerciais padrão e ao espaçamento de luminárias já projetadas em layouts HPS de 1000 W, tornando-se um primeiro passo comum para produtores que modernizam uma instalação existente sem redesenhar todo o layout de iluminação do zero.

A O LED comercial de 1200 W cresce a luzgeralmente faz sentido para tetos mais altos, cultivares com maior demanda de-luz-ou projetos que visam cobrir mais metragem quadrada por luminária para reduzir a contagem total de luminárias em uma instalação grande. Esse nível negocia um custo unitário inicial mais alto por um número potencialmente menor de acessórios necessários em uma determinada área de crescimento, o que pode simplificar a instalação e o planejamento-de manutenção de longo prazo para operações comerciais maiores.

Uma lâmpada de cultivo comercial LED de espectro total de 1100 W fica entre essas duas camadas e destaca uma vantagem genuinamente importante que o LED tem sobre o HPS: flexibilidade espectral. As plantas têm diferentes necessidades de luz ao longo de seu ciclo de crescimento, mais luz de espectro-azul durante o crescimento vegetativo, mais luz de espectro-vermelha durante a floração e uma luminária de LED de espectro completo-projetada adequadamente pode cobrir ambas as necessidades em uma única unidade, às vezes com proporções de espectro ajustáveis ​​incorporadas.

Historicamente, os produtores de HPS abordaram isso adicionando lâmpadas ou luminárias de espectro azul-complementares junto com suas unidades HPS durante os estágios vegetativos, equipamentos extras, consumo extra de energia e complexidade extra que uma luminária LED de espectro-genuinamente completo pode eliminar completamente ao cobrir o alcance necessário de uma fonte.

Isso merece uma resposta honesta, e não de marketing. A pesquisa em horticultura geralmente sustenta que a luz adequada nas regiões espectrais azuis e vermelhas beneficia a morfologia e o desenvolvimento das plantas em comparação com um espectro concentrado estreitamente em uma faixa, e as luminárias de LED de espectro total-estão bem posicionadas para fornecer isso sem equipamento suplementar. Dito isto, a intensidade total da luz (PAR) entregue à copa e a consistência do fotoperíodo continuam a ser os principais impulsionadores dos resultados de rendimento, e o espectro por si só não é uma garantia de maior rendimento se a intensidade ou a uniformidade da cobertura em toda a copa forem insuficientes. Os produtores que avaliam uma mudança devem observar os mapas PAR e os dados de uniformidade de cobertura para um equipamento específico, e não apenas um gráfico de espectro, ao comparar-as afirmações de desempenho do mundo real.

As diferenças de vida útil das lâmpadas entre HPS e LED criam um custo de mão de obra posterior que raramente aparece em um gráfico de comparação-a{1}}lado a lado. As lâmpadas HPS normalmente precisam ser substituídas em algum lugar na faixa de 10.000 a 24.000 horas e, além da simples queima, as lâmpadas HPS também sofrem depreciação gradual do lúmen bem antes da falha total, o que significa que uma instalação que opera lâmpadas mais antigas pode já estar perdendo produção de luz utilizável sem que ninguém perceba até que uma comparação direta com lâmpadas novas revele a lacuna.

Para uma instalação que funciona com luzes aproximadamente 12-18 horas por dia, dependendo do estágio de crescimento, esse ciclo de substituição pode significar a troca de lâmpadas em uma instalação inteira a cada um ou dois anos, cada troca exigindo tempo de mão de obra, uma escada ou elevador para luminárias mais altas, e o próprio custo da lâmpada. Uma luminária comercial de LED classificada para 50,{3}} horas a 70% de retenção de produção efetivamente prolonga todo esse ciclo de substituição por vários anos, convertendo o que era um custo anual ou bienal recorrente de mão de obra e materiais em um custo muito menos frequente. Numa grande instalação com dezenas ou centenas de equipamentos, esta poupança de mão-de-obra por si só é muitas vezes subestimada numa comparação puramente focada na energia.

Comparar apenas o preço de compra do equipamento sem levar em conta o custo operacional total. Conforme mostrado ao longo deste artigo, o consumo de energia e a carga de resfriamento influenciam a comparação real, não apenas o preço de etiqueta.

Usando lúmens em vez de PAR e eficácia de fótons fotossintéticos para comparar opções de iluminação. Os lúmens descrevem a percepção visual humana, e não a luz utilizável para o crescimento das plantas.

Ignorar os custos de HVAC e resfriamento ao calcular a economia potencial com a mudança para LED. Esta é frequentemente a maior diferença de custos ocultos entre as duas tecnologias num ambiente comercial.

Supondo que um número de potência seja traduzido diretamente entre HPS e LED sem verificar a cobertura e intensidade reais. Uma luminária LED de 1000W não substitui automaticamente uma luminária HPS de 1000W em todos os layouts sem confirmar que a cobertura PAR corresponde à sua área específica de cobertura.

A iluminação de cultivo comercial mudou substancialmente nos últimos anos.

A adoção do LED em instalações de cultivo comercial tem crescido constantemente, impulsionada por melhorias contínuas na eficácia dos fótons fotossintéticos, estreitando a lacuna histórica de custos com o HPS

O preço das luminárias LED diminuiu à medida que a escala de produção aumentou, tornando a diferença de custo inicial entre HPS e LED consideravelmente menor do que era há alguns anos atrás

Cada vez mais instalações estão a considerar os custos totais de energia das instalações, iluminação e AVAC, nas decisões de compra, em vez de avaliarem a tecnologia de iluminação isoladamente do seu impacto no arrefecimento a jusante.

Várias regiões introduziram programas de incentivo à eficiência energética ou requisitos de relatórios voltados especificamente para instalações de cultivo comercial, dada a forma como as operações de cultivo em ambientes-controlados-com uso intensivo de energia podem ser. Alguns fornecedores de serviços públicos oferecem descontos associados à mudança de HPS para iluminação LED mais eficiente, enquanto certas jurisdições exigem relatórios de utilização de energia para instalações de cultivo licenciadas acima de um determinado tamanho. Esses programas e requisitos variam consideravelmente de acordo com a região e mudam com o tempo, portanto, vale a pena confirmar os requisitos atuais e os incentivos disponíveis diretamente com a concessionária local ou órgão regulador antes de finalizar uma decisão de iluminação.

Calcule seu custo total atual de energia, incluindo a iluminação HPS e a carga HVAC necessária para remover o calor gerado por essas luminárias

Compare as opções de iluminação usando a saída PAR e a eficácia dos fótons fotossintéticos, e não os lúmens, para obter uma comparação precisa da eficiência

Confirme se a área de cobertura real e o mapa de intensidade da luminária LED correspondem à sua área específica de cobertura, em vez de presumir que a potência por si só se traduz diretamente

Considere a redução da carga HVAC como parte do seu cálculo de economia total, e não apenas a redução direta de energia de iluminação

Entre em contato com umfabricante de luz crescentepara mapas PAR reais e dados de eficácia específicos para o modelo de fixação e nível que você está considerando, em vez de depender apenas de afirmações gerais de marketing

Perguntas frequentes

Comparar as luzes de cultivo HPS e LED apenas com base no preço do equipamento perde a maior parte do que realmente determina se uma troca vale a pena. A eficácia do fóton fotossintético, a produção de calor e seu efeito nos custos de resfriamento, a cobertura do espectro em todos os estágios de crescimento e a vida útil do acessório são fatores que influenciam o custo total real, esteja você avaliando uma lâmpada LED comercial de 1000 W, uma lâmpada LED comercial de 1200 W ou uma lâmpada LED comercial de espectro completo de 1100 W para sua instalação específica.

Se você estiver pronto para comparar esses números com o tamanho real da sala de cultivo e a configuração atual do HPS, esse é o ponto para contratar um fabricante comercial de lâmpadas LED para cultivo que possa analisar dados PAR reais para o seu espaço específico, em vez de comparar apenas os números de potência.

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