A weboldalon cookie-kat használunk, hogy a legjobb felhasználói élményt nyújthassuk látogatóink számára. További információ itt olvasható: Adatkezelési és adatvédelmi tájékoztató.
A növények az emberi szemtől eltérően érzékelik a fényt, ezért a világítástechnikában használatos mértékegységek (lux, lumen) itt nem használhatók. Az emberi szem érzékenysége egy haranggörbéhez hasonlít. 390 és 750 nm között érzékel és az 555 nm-es zöld színnél található a maximuma. Ráadásul az érzékenysége nem lineáris. Kétszer akkora teljesítményű fényt nem látunk kétszer fényesebbnek.
A növényekben többféle fényérzékeny rendszer működik (klorofill a és b, fitokróm, stb.) és az érzékelésük lineáris. A növény számára az az elsődleges kérdés, hogy hány darab foton éri el a levél felületét. De az sem lényegtelen, hogy a fotonnak mekkora a hullámhossza, vagyis milyen a fény színe. A növényben működő rendszerek is más-más hullámhosszon aktívak, például a klorofill rendszerek, amelyekben a fotoszintézis zajlik, a 450nm körüli kék és a 660nm körüli vörös fény hatására működnek a legaktívabban. A növények is nagyjából abban a tartományban érzékelik a fényt, mint az emberi szem, de erre a növényvilágításban kétféle tartományt szokás megkülönböztetni, ez a PAR és a BAR.
Az a 400-tól 700 nm-ig terjedő hullámhossztartmány, ahol a fotoszintézis zajlik. A PAR tehát nem egy mértékegység, hanem egy tartomány.
Az a 280...800nm közötti (más meghatározások szerint 360...760 nm) hullámhossztartomány, ahol a fény a növényre hatással van. Magában foglalja a látható tartománynál nagyobb energiájú ultraibolya (UV) sugárzást és a kis energiájú ún. távoli vörös sugárzást is. A távoli vörös (FR: Far Red) az emberi szem által alig érzékelhető fény fél úton a vörös és az infravörös, vagyis a hősugárzás között. Az utóbb említett hullámhosszokon fotoszintézis nem zajlik, azonban a növény élettani folyamataira ezek is hatással vannak.
Ez a mennyiség a lámpát jellemzi. A fotoszintetikus fotonáram azt mutatja meg, hogy mennyi fény, pontosabban hány darab foton hagyja el a lámpatestet másodpercenként abban a hullámhossztartományban, amit a növények fotoszintézisre fel tudnak használni. Mértékegysége a μmol/s (mikromol per szekundum). A mol a kémiából ismert mennyiség, 6*10^23 darab részecskét jelent. A mikromol ennek az egymilliomod része.
A PPF-hez hasonlóan ez a mennyiség is azt mutatja meg, hogy mennyi fény hagyja el a lámpát, azonban ennek meghatározásánál figyelembe veszik a fénynek azt a részét, amely nem vesz részt a fotoszintézisben, de a növény élettani hatásaira befolyással van. A BPF a lámpa teljes fénykibocsájtása a BAR tartományon, mértékegysége szintén μmol/s.
Ez a mennyiség azt mutatja meg, hogy az üvegház egy adott négyzetméterére mekkora PPF jut másodpercenként, vagyis a növény másodpercenként mennyi fényt kap. Mértékegysége μmol/s/m2 (mikromol per szekundum per négyzetméter).
Számpélda: Ha egy 1 ha területű üvegházba 1000 darab 2000 μmol/s fotonáramú lámpát szerelünk fel, akkor átlagosan 1000 * 2000 / 10000 = 200 μmol/s/m2 PPFD értékkel rendelkező kiegészítő megvilágítással számolhatunk.
Az üvegház egyes helyein viszont ettől lényegesen eltérő értékek is kialakulhatnak, helyenként sokkal magasabb, máshol sokkal alacsonyabb értékeket lehet mérni. Ennek az az oka, hogy a fény eloszlását sok tényező befolyásolja, ilyenek a lámpatestek elhelyezése, az alkalmazott optika, visszaverődések, árnyékolások, stb.
Ez a mennyiség a PPFD-hez hasonlóan a termesztőfelület egy négyzetméterére eső fénymennyiséget adja meg, de nem másodperces, hanem napi bontásban. Mértékegysége mol/d/m2 (mol per nap per négyzetméter). A növények számára szükséges fénymennyiséget általában ebben a mértékegységben adják meg.
Számpélda: A reproduktív szakaszban lévő paradicsom fényigénye 20-50 mol/d/m2. Január folyamán Közép-Európában heti átlagban 5 mol/nap/m2 DLI-vel lehet számolni a természetes napsütésből (a konkrét földrajzi hely függvényében a DLI ettől jelentősen eltérhet). Ha januárban paradicsomot szeretnénk termelni, akkor a két DLI különbözetét kiegészítő megvilágítás formájában pótolnunk kell, tehát legalább 15 mol/d/m2 megvilágítást kell mesterséges forrásból biztosítani. Ahhoz, hogy meghatározzuk, milyen és mennyi lámpatestre van szükségünk, ezt az értéket át kell számolnunk PPFD-be. Ehhez szükségünk van még egy mennyiségre, ismernünk kell a fotoperiódust, vagyis hogy naponta hány órán keresztül alkalmazzuk a kiegészítő megvilágítást. Ez az érték rendszerint 16...20 óra között van, most 18 órával fogunk számolni, és OT-vel jelöljük (On-Time). Az óra és a másodperc között 3600 a váltószám. Ezek alapján:
Láthatjuk, hogy a kiegészítő megvilágításhoz szükséges fénymennyiség meghatározása függ az adott földrajzi helytől, az alkalmazott fotoperiódustól, a növény fajtájától és a növény állapotától.
A hatásosság azt mutatja meg, hogy egységnyi villamos energia felhasználásával mennyi fényt állít elő a lámpatest (hány μmol/s jön ki 1 W-ból). Ez egy fontos paraméter, ami segít összehasonlítani a különböző gyártók termékeit energiahatékonyság szempontjából. Mértékegysége μmol/J (mikromol per Joule).
Számpélda: Mennyi villamos teljesítményre van szükség egy 3,5 μmol/J hatásosságú, 1400 μmol/s fotonáramú lámpa üzemeltetéséhez?
P=PPF/Efficacy = 1400 μmol/s /3,5μmol/J = 400J/s = 400W
Számpélda: Mennyi energiaköltséget spórolhatok évente hektáronként, ha 220 μmol/s/m2 PPFD-vel világítok, a villamos energiát 25 forintért kapom, és szeretném lecserélni a jelenlegi 1,9 μmol/J hatásosságú HPS lámpámat 3,2 μmol/J hatásosságú LED-es lámpára? Évente 2200 órát világítok.
HPS-sel a fogyasztás hektáronként: P = 220μmol/s/m2 * 10000m2 / 1,9μmol/J = 1158 kW.
Ugyanez LED-del: 220*10000/3,2= 687,5 kW.
A megtakarítás óránként 470,5kWh, vagyis 11762Ft. Egy világítási szezonban 25,8 millió forint.
Meg kell jegyeznünk, hogy a hatásosság nem egyenlő a hatásfokkal. A hatásfok egy dimenzió (mértékegység) nélküli mennyiség, általában két teljesítmény hányadosa. Azt mutatja meg, hogy a rendszerbe betáplált teljesítmény hány százaléka fordítódik a szándékolt munkavégzésre. Világítási rendszereknél is értelmezhető a hatásfok fogalma. Ebben az esetben azt vizsgáljuk, hogy egységnyi bejövő villamos energiából mennyi optikai energia keletkezik. Egy korszerű LED-es fényforrás esetében 60% körüli a hatásfok, de ezt a mérőszámot nehéz a növényvilágítás mindennapi gyakorlatában alkalmazni.
A hatásfokkal szemben a hatásosságnak van mértékegysége. Esetünkben azt mutatja meg, hogy a rendszerbe bejövő villamos energiából hány darab foton keletkezik. Az angol nyelv jól megkülönbözeti a két eltérő fogalmat (hatásfok - efficiency, hatásosság - efficacy). A magyar nyelvben az "efficacy"-nak nincs elfogadott megfelelője. Ha nem akarjuk a két fogalmat tévesen összemosni, hatásosságnak vagy hatékonyságnak lehet fordítani. Mi a "hatásosságot" használjuk.