Licht algemeen

Bij licht voor plantengroei moeten we zuinig zijn, het licht is duur als we dat moeten opwekken met elektriciteit. Daarom doe ik er alles aan om geen licht weg te gooien. In de kas maak ik gebruik van allemaal witte of reflecterende materialen.

Voor planten willen we kunnen rekenen met licht. Dan is het aantal fotonen belangrijk en wordt de flux uitgedrukt in de eenheid fotonen/ s.m2 , de meer praktische eenheid is µmol/ s.m2

1 mol is gelijk aan 6.02214076 . 1023 fotonen

1 µE = 1 µmol = 6.02214076 . 1017 fotonen.

Waarom is dit zo belangrijk? Welnu voor elk molecuul zijn er een aantal fotonen nodig om de chemische reactie uit te voeren. Het aantal fotonen per seconde is een maat voor de hoeveelheid licht. De hoeveelheid energie is dan weer afhankelijk (evenredig) van de golflengte (kleur) van het licht. Rood geeft meer fotonen per vermogenseenheid (W) en is dus efficiënter.

Maximaal hebben de planten ca. 200 µmol/ s.m2 aan licht nodig. Met dit getal moeten we de berekeningen maken. Het is echter niet voldoende om met één of twee kleuren te werken. Voor de groei, de eigenlijke fotosynthese zelf is blauw en rood voldoende. Voor de vorming van de plant (de hoogte) en voor de bloemvorming of vitamine gehalte is ook een kleine hoeveelheid van andere kleuren nodig. Om een idee te geven zonlicht levert iets op als 100.000 lux en dat komt overeen met 1600 µmol/ s.m2

Interessant is een al wat oudere presentatie van Liesbet Bindeman uit 2012 waarbij men gevoel krijgt voor de effecten en intensiteiten van licht.

Rekenen met licht en vocht presentatie

De verhouding van de kleuren wordt vastgesteld in het zogenaamde lichtrecept. We kunnen nu grof berekenen hoeveel licht en energie er nodig is om de hele kas te belichten en te verwarmen.

Nu kunnen we de worst case uitrekenen, een eerste benadering:

Grondoppervlak is ca. 9 m2, effectief wordt daar 4 m2 van gebruikt voor de planten. De eerste 3 m gaat het groeien in 4 lagen van ca. 50 cm hoog. Effectief dus 12 m2. Een led geeft max. 2 µmol/s bij 350 mA af, ca 4 µmol/s bij 700 mA  dus hebben we ca 50 leds / mnodig voor 200 µE/ s.m2. Voor 12 m2 zijn dit 600 leds waarbij elke led ca. 2W gebruikt. Dus totaal 1,2 kW vermogen nodig. (optimaal wordt de helft omgezet in lichtvermogen). De laatste strekkende meter beschikt over de volle hoogte en daar hebben we ook leds voor nodig maar anders georganiseerd. Ik denk hierbij aan ca 100 leds, goed voor 200 W. Totaal kom ik dus op 1,4 kW.

Wat de beste oplossing is weet ik nog niet, ik ben nog zoekende. Wél kan ik zeggen dat de kas opbouwen in verschillende lagen wel voordelen biedt.

Vooralsnog moet ik keuzes maken en ik probeer uit te leggen waarom in deze volgorde. Mijn uitgangspunt is uiteraard om zo weinig mogelijk energie te gebruiken.

Net onder het dak, kunnen we profiteren van het toch al aanwezige zonlicht. Dat wil niet zeggen dat daar geen ledlicht nodig is maar dan hoeven de leds niet altijd aan te staan en zeker niet op vol vermogen. Het kan zinnig zijn om juist die plantjes daar te plaatsen die het meeste behoefte hebben aan het spectrum van de zon. Om onderscheid te maken noem ik deze verdieping de camping, lekker in het zonnetje om te groeien. Het lijkt me typisch geschikt voor de 2e fase van de groei. Voor dit doel heb ik ledbalken van 57 cm met 12 full spectrum leds. Een mooie aanvulling op het zonlicht. Een alternatief zou zijn de relatief grotere lampenbakken van 25 cm breed. Maar dat houdt weer 37% van het zonlicht tegen. Dus dan gekozen voor de ledbalken. Voor de plantjes in deze fase is  zonlicht nodig, de gekozen lampen kunnen het licht dan aanvullen bij weinig zonlicht. In deze fase van de groei zijn de plantjes ook nog klein, er “lekt” dan ook nog zonlicht langs en dat is dan weer prettig voor de plantjes eronder.

Omgekeerd zijn de kiemende zaadjes, de zaailingen minder eisend als het gaat om de hoeveelheid licht. De intensiteit waarover gesproken wordt is 30 µmol/s.m2. met dus voornamelijk blauw licht. Ik noem dat de kraamkamer.  Bij veel blauw wordt er verhoudingsgewijs meer blad aangemaakt. Voor dit doel heb ik ledbalken van 57 cm met 3 rode leds en 9 blauwe leds. Voor deze plantjes is er nauwelijks zonlicht nodig, de gekozen lampen kunnen in het licht voorzien. De eerste verdieping krijgt relatief weinig zonlicht daarom is deze geschikt voor de zaailingen.

De laatste fase van de plant doen we in de “vijver” de onderste laag van de kas. Dit noem ik de seniorenflat, een appartementje op de begane grond (natuurlijk vanwege het water in de vijver). Ook hier kunnen we de kleurcombinatie optimaliseren waar vooral veel rood aanwezig is. Voor dit doel heb ik ledbalken van 57 cm met 10 rode leds en 2 blauwe leds per balk.

Dan blijft er nog één laag over waar de planten aan het werk moeten, de “fabriek” lijkt me een aardige naam hiervoor. Hier kan je de (onnodige) stamverlenging voorkomen door te spelen met blauw/UV. Boven deze plantjes heb ik bedacht om de full spectrum vierkante lampen te gebruiken met IR, UV, rode, blauwe en witte leds. Het is hier geen bezwaar als licht van boven wordt tegengehouden, het is sowieso weinig blauw licht.

Als één led een lichtstroom geeft van > 2 µE/s bij 350 mA dan is dat ongeveer 4 µmol/s bij 700 mA. Terugrekenend naar een ledbalk van 57 cm klopt dat aardig. (25W voor 12 leds) . Per string (ledbalk) is dat bij 12 leds = 48 µmol/s. Als we aannemen dat het armatuur een lichtlengte bestrijkt van 57 cm en een breedte van 90 cm, dan is de oppervlakte 0,57 x 0,9 = 0,50 m2.  Dit kunnen we terugrekenen naar de de licht flux en komen we uit op 48 µmol/s / 0,5 m= 96 µmol/s.m2  , afgerond 100µmol/ s.mWillen we aan de maximaal 200 µmol/ s.m2   komen, dan moeten we per strekkende meter 2 ledbalken hebben.

We zien dus dat we bij de zaailingen sowieso kunnen besparen op het licht omdat daar maar 30µmol/ s.m2 nodig is en net onder het dak is er ook aanmerkelijk minder nodig vanwege de zon.

Kortom, ik hoop en verwacht ongeveer de helft uit te kunnen sparen en aan 700 W genoeg te hebben.

NADER/VERDER UITWERKEN