Αξιολόγηση Θέματος:
  • 1 Ψήφοι - 5 Μέσος Όρος
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Εν αρχή ήσαν το φάος και η κάνναβις
#1
Το φως είναι μορφή ενέργειας.

1 ) Μήκος Κύματος :

Απλοϊκά, μπορούμε να σκεφτούμε πως το φως ταξιδεύει ως κύμα.
Μια τυπική μορφή κύματος (π.χ. κυματισμοί στην επιφάνεια του νερού) έχει "κορυφές" και "κοιλάδες".
Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών ( ή κοιλάδων ) ονομάζεται " μήκος κύματος " (wavelength)
και συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα λάμδα (λ).
Επειδή το μήκος κύματος είναι ένα μέτρο της απόστασης, μετριέται σε μονάδες μήκους (μέτρα).
Δεδομένου ότι αυτά τα μήκη κύματος του ορατού φωτός είναι αρκετά μικρά,
τότε μετρώνται σε νανόμετρα (nm) όπου 1 nm = 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου (10^-9 m).
Το μήκος κύματος του ορατού φωτός είναι μεταξύ 400-700nm.
Παρεμπιπτόντως, αυτά επίσης τυχαίνει να είναι η πλειοψηφία των μηκών κύματος του φωτός ,
που είναι συναφείς με τη φωτοσύνθεση.

Το συνδυασμένο αποτέλεσμα του πλήρους φάσματος ακτινοβολίας μεταξύ 400-700 nm ,
εμφανίζεται ως λευκό φως στο ανθρώπινο μάτι.
Ακτινοβολία με μήκος κύματος 400 nm παράγει μια "απόκριση" στο ανθρώπινο μάτι που καθιστά αντιληπτή ως βιολετί
(ιώδες) και η ακτινοβολία με μήκος κύματος 700 nm εμφανίζεται ως βαθύ κόκκινο.
Τα διαφορετικά χρώματα φάσματος λευκού φωτός  (R-O-Y-G-B-V - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε και βιολετί ) διατάσσονται κατά φθίνουσα σειρά του μήκους κύματος τους.
Χονδρικά, μπορούμε να ορίσουμε  τα διάφορα χρώματα σε " ζώνες"  (bands) μήκους κύματος ως εξής:

Βιολετί ( ιώδες ) : 400 εως 420 nm  
Μπλε ( κυανό ) : 420  εως  500 nm  
Πράσινο : 500  εως  550 nm 
Κίτρινο : 550  εως  570 nm
Πορτοκαλί
:590  εως  610 nm
Κόκκινο (ερυθρό)
:610  εως  650 nm
Βαθύ κόκκινο : 650  εως  700 nm

Ακτινοβολία κάτω από μήκος κύματος 400 nm ονομάζεται υπεριώδης ακτινοβολία (UV)
και συνήθως διαιρείται σε τρία τμήματα: UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) και UV-C (280-100nm).
 Η υπεριώδης ακτινοβολία δεν είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι,
αλλά μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες για τον άνθρωπο .
Η "ζώνη" UV-A, η πιο κοινή στο φως του ήλιου, η UV-B είναι ουσιαστικά η
πιο καταστροφική υπεριώδης ακτινοβολία από τον ήλιο, επειδή διαπερνά την ατμόσφαιρα
και δύναται να τραυματίσει βιολογικούς ιστούς και να προκαλέσει μεταλλάξεις στο DNA ή και τη καταστροφή του .
Η ακτινοβολία UV-C από τον ήλιο θα προκαλούσε ακόμη μεγαλύτερη ζημία,
αλλά απορροφάται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας από το αέριο όζον ( Ο[size=xx-small]3[/size] ) .

Η Υπέρυθρη ακτινοβολία (IR) έχει ελαφρώς μεγαλύτερα μήκη κύματος από το ορατό φως. 
Η περιοχή IR του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος επίσης χωρίζεται σε "ζώνες" :
NIR (700-780 nm), IR-A (780-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) και IR-C (3.000 έως 10.600 nm).
Η Υπέρυθρη ακτινοβολία είναι θερμική και γίνεται αισθητή ως θερμότητα.



2 ) Συχνότητα:

Ο αριθμός των κυμάτων που περνούν ένα συγκεκριμένο σημείο στο χώρο
κατά τη διάρκεια καθορισμένου χρονικού διαστήματος είναι η συχνότητα του φωτός .

Κατά συνέπεια, η συχνότητα είναι μια μονάδα με βάση το χρόνο.
Η συχνότητα έχει μονάδα το "ανά δευτερόλεπτο",
αλλά χρησιμοποιούμε ένα ειδικό όρο για τη μονάδα που ονομάζεται - Hertz (Hz),
όπου 1 Hz αντιστοιχεί σε 1 κύμα / δευτερόλεπτο ( οπότε 1000 Hz θα σήμαινε 1000 κύματα / δευτερόλεπτο ) .

Το μήκος κύματος και η συχνότητα σχετίζονται άμεσα.
Αν πάρουμε δύο οποιαδήποτε σημεία στο χώρο  με την ένδειξη "αρχή" και "τέλος"
και μετρήσουμε τον αριθμό των κυμάτων του φωτός στο μεταξύ,
μπορούμε εύκολα να δούμε ότι θα έχουμε περισσότερα κύματα αν το μήκος κύματος είναι μικρότερο.
Άρα η συχνότητα θα είναι υψηλότερη.

[Εικόνα: Clip0002_zpseqbcvyg7.jpg]

Έτσι το μήκος κύματος και η συχνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογα :

Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος τόσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του κύματος

[/b]Δεδομένου ότι όλα τα κύματα ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα
-[font=Times New Roman] τη ταχύτητα του φωτός [/font]- η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος
και της συχνότητας προσδιορίζεται από τον ακόλουθο τύπο:
 
Ταχύτητα του φωτός =  Μήκος κύματος  *  Συχνότητα
Άρα ισχύει : Μήκος κύματος = Ταχύτητα του φωτός  / Συχνότητα    

λ = c / ν 
 
Όπου:

    λ = μήκος κύματος
    ν = συχνότητα
    c = ταχύτητα του φωτός


Η ταχύτητα του φωτός είναι 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (περίπου 3.0 × 10^8 m/sec ).
 
Αν κοιτάξουμε τα χρώματα του φάσματος λευκού φωτός από μπλε σε κόκκινο, παρατηρούμε πως το ιώδες φως ( μήκος κύματος 400nm) θα έχει υψηλότερη συχνότητα από ότι το βαθύ κόκκινο φως στα 700 nm.

Στην πραγματικότητα, η συχνότητα του ιώδους φωτός θα είναι 57% 
(400/700 × 100 = 57,14%) υψηλότερη από τη συχνότητα του βαθύ κόκκινου φωτός.
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση

ads by gr420info

#2
3) Ενέργεια:

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το φως είναι μια μορφή ενέργειας.
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, όλη η ενέργεια εκπέμπεται και απορροφάται
σε διακριτά σωματίδια που ονομάζονται κβάντα ή φωτόνια.
Έτσι, η μικρότερη ποσότητα ενέργειας ακτινοβολίας που δύναται να υπάρχει είναι ένα φωτόνιο.

Ας θεωρήσουμε το φωτονίο ως ένα μικρό " πακέτο " ή σφαίρα ενέργειας.
Μια απλουστευμένη, ενιαία περιγραφή είναι πως το φως ταξιδεύει ως διακριτά φωτόνια σε κύματα.
Το ορατό φως είναι ένα μίγμα πολλών φωτονίων με διαφορετικά μήκη κύματος.
Τα φωτόνια ανακλώνται και απορροφάται από διάφορες επιφάνειες και όταν φτάσουν στο ανθρώπινο μάτι , δημιουργούν την αίσθηση της όρασης και την προκύπτουσα αντιλήψη του χρώματος και της φωτεινότητας.
Αυτά τα φωτόνια είναι επίσης άμεσα υπεύθυνα για τη φωτοσύνθεση στα φυτά.
Η ενέργεια από τα φωτόνια χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης για να μετατραπεί το CO2 σε υδατάνθρακες.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ενέργεια που μεταφέρεται από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία
"περιέχεται"  στα φωτόνια που ταξιδεύουν ως κύμα.

Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, η ενέργεια ενός φωτονίου ποικίλλει σε μέγεθος ,
ανάλογα με τη συχνότητα του
,  σύμφωνα με την εξίσωση:

Ενέργεια = Συχνότητα ×  Σταθερά του Plank

E = h * ν

Επείδη όμως ν = c / λ   τότε :

Ε=  h * c / λ

Όπου h = Είναι η " Σταθερά του Plank "  που είναι 6.62607 × 10^-34  joules ανά δευτερόλεπτο ( J /sec )

Η ενέργεια μετριέται σε μονάδες που ονομάζονται Τζάουλ ( Joule ή για συντομία J ).

Καθώς αυξάνεται η συχνότητα ακτινοβολίας ( το μήκος κύματος γίνεται βραχύτερο),
η ποσότητα ενέργειας σε κάθε φωτόνιο αυξάνει.


Ποια είναι η ενέργεια σε ένα ενιαίο φωτόνιο του φωτός στα 500 nm;

   E =  ( 6,626 × 10^ -34 )J/sec *  (  3,0 × 10^8 )m/sec / (500 × 10^-9)m
 
 E = 0.039756 × 10^-17 J


Πόσα φωτόνια ανά joule υπάρχουν για το φως σε μήκος κύματος λ = 500 nm;

Ένα Joule ενέργειας θα έχει Ν φωτόνια.
Κάθε φωτόνιο έχει ενέργεια ίση με :

Εphoton=  h * c / λ
 
Ν × Ephoton = 1 joule, ως εκ τούτου :

Ν = 1 / E
  ή
N = λ / ( h*c)  = 25,15 × 10^17 φωτόνια

Όπως φαίνεται παραπάνω, για την παραγωγή 1 Joule ενέργειας από φως με μήκος κύματος 500 nm ,
απαιτείται πολύ μεγάλος αριθμός φωτονίων.
Για να μην χρειάζεται να γράφουμε τόσο μεγάλους αριθμούς,
μπορούμε να μετρήσουμε τον αριθμό των φωτονίων σε " moles " ( γραμμομόρια ),
- To mole μπορεί να θεωρηθεί ως μονάδα μέτρησης πλήθους -

1 mole = Aριθμός του Avοgadro = 6,023 × 10^23.


Έτσι 25,15 × 10^17 φωτόνια θα αντιστοιχούσε σε 0,000004177 moles.
Τώρα, ο αριθμός αυτός  όμως είναι πολύ μικρός,
 αντ'αυτού θα χρησιμοποιήσουμε τα  "μικρογραμμομόρια "
( 1 μικρογραμμομόριο-συμβολίζεται ως μmol-είναι 10^-6 mole)  ,
δίνοντάς μας  4,177 μmol  φωτονίων .

Τι γίνεται όμως με τα Watts ;

Η ενέργεια μετριέται σε Joule ,ενώ το "Watt" είναι μονάδα ισχύος.
Η ισχύς ορίζεται ως η ταχύτητα ροής της ενέργειας ( ισχύς = ενέργεια / χρόνος )

Εξ ορισμού, 1 watt = 1 joule / sec .

Έτσι, φως στα 500 nm και ισχύος ενός Watt ,
θα πρέπει να παρέχει 25,15 × 10^17 φωτόνια ανά δευτερόλεπτο
ή 4,1769 μικρογραμμομόρια φωτονίων ανά δευτερόλεπτο (μmol/sec).

Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη σχέση μεταξύ μmol/sec και το μήκος κύματος , στο 1 watt ισχύ φωτός.

[Εικόνα: Clip0001_zpsb45mayhi.jpg]

λ ( ! σε nm !)   /  119,708  =  ( μmol/sec )  /  Watt
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση
#3
Εφόσον εξετάσαμε τις τρεις βασικές παραμέτρους του φωτός ως ακτινοβολία,
ας δούμε ποιές είναι οι παράμετροι του φωτός ως κύρια πηγή ενέργειας για τα φυτά και
ειδικότερα για το είδος Cannabis L. Sativa * .
( * Δεν πρόκειται για τη γνωστή "σατιβα" μονάχα,η οποία ονομάζεται πλήρως "Cannabis L. Sativa ssp. Sativa var. Sativa  " )


Τρεις "βασικές " :

1 ) Ποσότητα (ισχύς)
2 ) Ποιότητα (φασματική κατανομή ισχύος)
3 ) Διάρκεια (χρόνος έκθεσης)


Και τρεις "δευτερεύουσες" :

1 ) Διεύθυνση ( γωνία έκθεσης )
2 ) Ομοιογένεια ισχύος
3 ) Φασματική ομοιογένεια
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση
#4
1 ) Ποσότητα  φωτός ( ισχύς )

Αναφέραμε παραπάνω πως οι μονάδες μέτρησης ισχύος του φωτός είναι οι εξής :
 Watt , μmols/sec και J/sec
 Η μονάδα που χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση της ποσότητας φωτός με σκοπό τη φωτοσύνθεση
είναι τα μmols/sec  και η ισχύς τότε ονομάζεται " φωτοσυνθετική ροή φωτονίων   " ή PPF
(Photosynthetic Photon Flux).

PPF= ποσότητα φωτός  = ισχύς φωτός  = ροή φωτονίων = ροή ενέργειας    .

Η ροή φωτονίων δια ορισμένης επιφάνειας ονομάζεται "πυκνότητα φωτοσυνθετικής ροής φωτονίων "
ή PPFD ( Photosynthetic Photon Flux Density )  και έχει ως κύρια μονάδα τα μmol/sec/m^2.

Το είδος Cannabis  L. Sativa επιτυγχάνει το μέγιστο ρυθμό φωτοσύνθεσης με PPFD= 1500 μmol/sec/m^2
( σε θερμοκρασία περιβάλλοντος  Tambient = 30°C και ατμοσφαιρική συγκέντρωση CO2  = 350 ppm )

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles...cle_27.pdf
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση
#5
( Συνέχεια από  " Ποσότητα  φωτός  " )

Η PPF χρησιμοποιείται κυρίως ως έκφραση ισχύος ( ποσότητας φωτός ) της πηγής φωτός.
Η PPFD χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις ανάγκες ισχύος της καλλιέργειας ή/και τις δυνατότητες ισχύος
του χώρου καλλιέργειας.

Παράδειγμα :
Έστω σύστημα LED COB του οποίου η δυνατότητα εκπομπής φωτοσυνθετικής ροής φωτονίων είναι 500 μmol/sec.
Το ίδιο σύστημα θα χρησιμοποιηθεί σε χώρο καλλιέργειας  Α  & σε χώρο καλλιέργειας Β .
Η επιφάνεια  χώρου καλλιέργειας A είναι 1 τετραγωνικό μέτρο ( 1 m^2 ) .
H πυκνότητα φωτοσυνθετικής ροής φωτονιών του χώρου Α θα είναι 500 μmol/sec/m^2 .
Έστω χώρος καλλιέργειας Β με επιφάνεια 0.5  m^2 .
H πυκνότητα φωτοσυνθετικής ροής φωτονιών του χώρου Β είναι τότε  1000 μmol/sec/m^2 .

Όμως τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά.
Υπάρχουν αρκετοί  παράγοντες που διαμορφώνουν τη τελική τιμή της PPFD ,
όπως ο τύπος " χωρικής κατανομής ισχύος εκπομπής της πηγής ( Lambertian ,κωνική ,κτλ ),
ή /και η  τυχόν ύπαρξη οπτικών μέσων διαμόρφωσης της (φακοί ,ανακλαστήρες ) ,
ο αριθμός των φωτεινών πηγών και η διάταξη τους στο χώρο,
η αντανακλαστικότητα ή και η απορροφητικότητα των κάθετων ορίων του χώρου
και άλλοι .
Έτσι λοιπόν, σε πραγματικές συνθήκες η PPFD είναι " σημειακή " μονάδα μέτρησης πυκνότητας ροής,
καθώς δύσκολα επιτυγχάνεται η πλήρης ομοιογένεια της πυκνότητας ροής σε χ επιφάνεια χώρου καλλιέργειας.

Για να ξεχωρίσουμε την σημειακή από την "ιδεατή"  ή "απόλυτη"  πυκνότητα ροής ,
χρησιμοποιούνται οι εξής  όροι :

PPD
(Photosynthetic Photon Density) : Απόλυτη πυκνότητα ροής
PPFD ( Photosynthetic Photon Flux Density  ) :  Σημειακή ή  πραγματική πυκνότητα ροής

Φυσικά για το ηλιακό φως ισχύει PPD=PPFD εφόσον οι μετρήσεις γίνονται υπό προϋποθέσεις
(καθαρός ουρανός ,ανοιχτός χώρος,ήλιος στο Ζενιθ ,κ.α. )

Σε εσωτερικό χώρο καλλιέργειας υπό τεχνητό φωτισμό ,
σχεδόν ποτέ * δεν ισχύει PPD=PPFD
(  * ή έστω πως η επίτευξη της συνθήκης αυτής παρουσιάζει  πληθώρα τεχνικών δυσκολιών )


Παράδειγμα :

Έστω σύστημα φωτισμού Α του οποίου η δυνατότητα εκπομπής φωτοσυνθετικής ροής φωτονίων είναι 500 μmol/sec
και αποτελείται από μία μονάδα φωτεινής πηγής με Lambertian  χωρική κατανομή εκπομπής .
Σύστημα φωτισμού Β του οποίου η συνολική  φωτοσυνθετική ροή φωτονίων είναι επίσης 500 μmol/sec
αλλά αποτελείται από εννέα μονάδες φωτεινών πηγών-με Lambertian  χωρική κατανομή εκπομπής έκαστη-
σε τετράγωνη διάταξη 3 x 3 .

Η επιφάνεια τετράγωνου χώρου καλλιέργειας 1 μέτρο χ 1μέτρο είναι 1 τετραγωνικό μέτρο ( 1 m^2 ) .

Περίπτωση Α :
Το σύστημα Α τοποθετείται σε ψ ύψος στο κέντρο του χώρου καλλιέργειας.
Η PPD είναι ίση με 500 μmol/sec/m^2 .
Κάτω ακριβώς ( προσπίπτον φως σε γωνία 90° ) από το σύστημα φωτισμού Α
 η PPFD θα είναι  300 μmol/sec/m^2 (ενδεικτική τιμή ).
Στις γωνίες ( προσπίπτον φως σε γωνία < 90° ) του τετράγωνου χώρου ,
θα μετρηθεί  PPFD = 50 μmol/sec/m^2 (ενδεικτική τιμή ).

Περίπτωση Β :

Το σύστημα Β τοποθετείται σε ψ ύψος στο κέντρο του χώρου καλλιέργειας.
Η PPD είναι ίση με 500 μmol/sec/m^2 .
Κάτω ακριβώς ( προσπίπτον φως σε γωνία 90° ) από το σύστημα φωτισμού Β
 η PPFD θα είναι  200 μmol/sec/m^2 (ενδεικτική τιμή ).
Στις γωνίες ( προσπίπτον φως σε γωνία < 90° ) του τετράγωνου χώρου ,
θα μετρηθεί  PPFD = 180 μmol/sec/m^2 (ενδεικτική τιμή ).


Παρατηρούμε πως ενώ οι απόλυτες τιμές πυκνότητας ροής και στις δύο περιπτώσεις είναι ίσες,
στη περίπτωση Β η πραγματικές (σημειακές ) πυκνότητες ροής παρουσιάζουν μικρότερες διαφορές
στο χώρο  ,σε σύγκριση με τις αντίστοιχες της περίπτωσης Α.
Με τη χρήση περισσότερων από μία φωτεινών πηγών ,
επιτεύχθηκε καλύτερη ομοιογένεια ισχύος -πυκνότητα ροής- στο χώρο καλλιέργειας.

Σε συνάρτηση με την εκάστοτε τεχνική καλλιέργειας αλλά και τα χαρακτηριστικά του εκάστοτε
χώρου καλλιέργειας  (αλλά και πληθώρα άλλων παραγόντων  ) θα πρέπει να σχεδιαστεί / επιλεγεί
προσεκτικά και το ανάλογο σύστημα φωτισμού.

Παράδειγμα:

'Εστω  καλλιεργητής προς εξυπηρέτηση των προσωπικών του αναγκών
επιθυμεί να καλλιεργήσει ένα και μοναδικό φυτό σε μικρό χώρο (επιφάνεια )
ενός τετραγωνικού μέτρου.Η τεχνική καλλιέργειας είναι η κλασσική ανάπτυξης δενδρυλλίου.
Σε αυτή τη περίπτωση ,το ιδανικό σύστημα φωτισμού αποτελείται από μία μονάδα φωτεινής πηγής.

Ο ίδιος καλλιεργητής σε άλλη χρονική στιγμή επιθυμεί να καλλιεργήσει ένα και μοναδικό φυτό στον ίδιο χώρο
ενός τετραγωνικού μέτρου αλλά χρησιμοποιώντας διαφορετική τεχνική καλλιέργειας .
Επιλέγει την λεγόμενη "Screened" *.
[font=Times New Roman](* ο αντίστιχος όρος που επικρατει στην παγκόσμια "υπόγεια σκηνή " είναι " SCROG " ) [/font]
Σε αυτή τη περίπτωση ,το ιδανικό σύστημα φωτισμού αποτελείται από πλείστες μονάδες φωτεινών πηγών,
χαμηλότερης έντασης  έκαστη -σε σχέση με τη μία μονάδα φωτεινής πηγής της προηγούμενης περίπτωσης
και εφόσον είναι επίσης επιθυμητό να κρατηθούν τα επίπεδα κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σταθερά

και ομοιόμορφα διατεταγμένες στο χώρο.

Σε θερμοκήπιο επαγγελματίας καλλιεργεί μεγάλο αριθμό φυτών με " Βedded " **τεχνική καλλιέργειας.
[font=Times New Roman](** ο αντίστιχος όρος που επικρατει στην παγκόσμια "υπόγεια σκηνή " είναι " SOG " ) [/font]
Το θερμοκήπιο στερείται  ανακλαστικών κάθετων ορίων .
Σε αυτή τη περίπτωση ,το ιδανικό σύστημα φωτισμού αποτελείται από πλείστες μονάδες φωτεινών πηγών,
ομοιόμορφα διατεταγμένες στο χώρο και επίσης υιοθετείται η χρήση οπτικών μέσων διαμόρφωσης της
χωρικής κατανομής ισχύος εκπομπής των φωτεινών πηγών,ύπο τη μορφή ανακλαστήρων και
διαμορφώνουν την εκπομπή φωτός σε κωνικές " δέσμες " .
Τότε η PPF έκαστης των πηγών φωτός  ," περιορίζεται " σε μικρότερη  επιφάνεια ,
άρα αυξάνεται και η PPFD του προπίπτοντος φωτός ,ενώ ταυτόχρονα περιορίζονται
οι όποιες απώλειες φωτός στο χώρο και το φως  ως φωτοσυνθετική ενέργεια
" οδηγείται " προς τα επιθυμητά σημεία απορρόφησης από το φύλλωμα των φυτών .
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση
#6
Ας ξεκαθαρίσουμε και ένα "θολό τοπίο" γύρω από την εκπομπή και την μετάδοση της ενέργειας ,δηλ. του φωτός .
Για να υπάρχει η απαραίτητη ευκολία της κατανόησης το φως θα εκληφθεί ως  "ροή σωματιδίων " ,
δηλαδή "πακέτων ενέργειας " ( κβάντα ) .

Έστω εκπομπή φωτός εντός στερεάς γωνίας ( στεράδιο ) .

[Εικόνα: steradian-definition.jpg]

[Εικόνα: 420px-Inverse_square_law.svg.png]

Σε απόσταση r από την πηγή φωτός , στην επιφάνεια Α (έστω Α =1 m^2 ) που ορίζει το στεράδιο ,
υπάρχει ροή φωτονίων (Photosynthetic Photon Flux ) ίση με  1500 μmol/sec ( = ~ 400 Rad.Watt ).
Στην επιφάνεια Α λοιπόν η πυκνότητα ροής των φωτονίων(PPFDensity ) θα είναι ίση με 1500 μmol/sec / A
= 1500μmol/sec/ 1 m^2 = 1500 μmol/sec/ m^2 .

Σε απόσταση 2r από την πηγή φωτός η επιφάνεια που ορίζει τώρα το στεράδιο είναι 4*Α ,ενώ η  ροή φωτονίων της πηγής
παραμένει φυσικά η ίδια και ίση με 1500 μmol/sec ( = ~ 400 Rad.Watt ).
Αλλά πλέον η πυκνότητα ροής των φωτονίων(PPFD) θα είναι ίση με 1500 μmol/sec / 4 =
375 μmol/sec/ m^2  .
Διπλασιάστηκε η απόσταση ,τετραπλασιάστηκε η επιφάνεια ,υποτετραπλασιάστηκε η πυκνότητα ροής (ροή /επιφάνεια) .

Συνεχίζοντας παρομοίως σε απόσταση 3r , η επιφάνεια είναι 9 Α (το τετράγωνο της απόστασης ),
η ροή η ίδια ,και η πυκνότητα ροής στα 166,67 μmol/sec/ m^2 .



Ας υποθέσουμε τώρα πως το στεράδιο αυτό είναι εντός μιας τέντας καλλιέργειας με διαστάσεις
3 x 3 x  ψ μέτρα .
Η πηγή φωτός μας είναι στερεωμένη στην οροφή ,εσωτερικά της τέντας.
Σε ύψος δηλαδή ψ μέτρων .


Σε απόσταση r από το φύλλωμα ,ρέουν 1500 μικρομόρια φωτονίων το δευτερόλεπτο .
"απλωμένα" εντός επιφάνειας ενός τετραγωνικού μέτρου.

Άρα ιδανικά-όσο και θεωρητικά- χρειαζόμαστε φύλλωμα με ίση έκταση (συνολική επιφάνεια ) ,
έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα της πλήρους απορρόφησης των 1500 μικρομορίων φωτονίων ανά δευτερόλεπτο.

Σε απόσταση 2r από το φύλλωμα τώρα ,πάλι ρέουν 1500 μικρομόρια φωτονίων το δευτερόλεπτο .
"απλωμένα"  όμως πλέον , εντός επιφάνειας τεσσάρων τετραγωνικών μέτρων.
Ομοίως λοιπόν , χρειαζόμαστε φύλλωμα με επιφάνεια τεσσάρων τετραγωνικών μέτρων ,για να επιτευχθεί
η πλήρης απορρόφηση των 1500 μικρομορίων φωτονίων ανά δευτερόλεπτο.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ερωτήσεις -τροφή για σκέψη

1) Σε απόσταση r ,το καλό το παλικάρι πώς καλλιεργεί για μέγιστες αποδόσεις (gr/KWh );

α) Ένα-δύο φυτά tree-style
β) SCROG /SOG
γ ) Βάζει 10 φυτά tree-style με 5 μήνες σε ανάπτυξη.
δ ) Γεμίζει το μέρος με 100 μικρά σε μικρές γλαστρούλες .

2) Σε απόσταση r ,το καλό το παλικάρι πώς καλλιεργεί για μέγιστη απόλυτη παραγωγή (gr );

α) Ένα-δύο φυτά tree-style
β) SCROG /SOG
γ ) Βάζει 10 φυτά tree-style με 5 μήνες σε ανάπτυξη.
δ ) Γεμίζει το μέρος με 100 μικρά σε μικρές γλαστρούλες .

3) Σε απόσταση 2r ,το καλό το παλικάρι πώς καλλιεργεί για μέγιστες αποδόσεις (gr/KWh );

α) Ένα-δύο φυτά tree-style
β) SCROG /SOG
γ ) Βάζει 10 φυτά tree-style με 5 μήνες σε ανάπτυξη.
δ ) Γεμίζει το μέρος με 100 μικρά σε μικρές γλαστρούλες .

4) Σε απόσταση 2r ,το καλό το παλικάρι πώς καλλιεργεί για μέγιστη απόλυτη παραγωγή (gr );

α) Ένα-δύο φυτά tree-style
β) SCROG /SOG
γ ) Βάζει 10 φυτά tree-style με 5 μήνες σε ανάπτυξη.
δ ) Γεμίζει το μέρος με 100 μικρά σε μικρές γλαστρούλες .

5) Σε ποιά απόσταση ( r ή 2r ) έχουμε καλύτερη (πλήρη) απορρόφηση φωτονίων ;

6) Σε ποιά έκταση ( 1 τετραγ.μέτρο ή 4 τετραγ.μέτρο ) έχουμε καλύτερη (πλήρη)  απορρόφηση φωτονίων ;

7) Στη βάση της τέντας ,σε απόσταση ψ=3r και σε επιφάνεια 9 τετραγωνικών μέτρων ποιά είναι η ροή φωτονίων ;

8 ) Million Dollar Question : Είναι χρήσιμη η ομοιογένεια ισχύος του προσπίπτοντος φωτός σε επιφάνεια φυλλώματος ;
Αν ναι για ποιούς λόγους και κάτω από ποιές προϋποθέσεις ισχύει ; Τί ακριβώς επιτυγχάνουμε δηλαδή ;


Συνεχίζεται ...
Υπάρχουν αρκετά που πρέπει να "ξεκαθαριστούν" ...
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση
#7
πολύ καλά ερωτήματα, και εγώ πιάνω τον εαυτό μου πολλές φορές να σκέφτεται την απόλυτη εκμετάλλευση του τετραγωνικού σε απόδοση gr και πάντα σε σχέση με τα kW και το χρόνο.
Νομίζω ότι τη φυσική δε χρειάζεται να τη μπλέξουμε σε τέτοιο βαθμό, ας κρατήσουμε απλά κάτι που όλοι έχουμε δει και στην πράξη, ότι η ένταση του φωτός με την απόσταση εξασθενεί. Δηλαδή οι πιο χαμηλοί παπάδες δεν είναι τόσο μεγάλοι και ζουμεροί όσο οι παπάδες που λούζονται πιο κοντά στο φως.

Όλες οι τεχνικές (scrog/sog/top/mainlining) στο αγαπημένο μας φυτό έχουν εφευρεθεί για αυτό το λόγο, να διαμορφώνεται το φυτό έτσι ώστε οι περισσότεροι αν οχι όλοι οι παπάδες να είναι στο ίδιο ύψος άρα να δέχονται και την ίδια ένταση φωτός μιας και μιλάμε για εσωτερικές καλλιέργειες. Ακόμα και το vertical growing αυτό το στόχο έχει απλά τον επιτυγχάνει με διαφορετική μέθοδο.

Εκεί που θέλω να καταλήξω και να απαντήσω τουλάχιστον στο Million Dollar Question (8) είναι ότι προσωπικά τουλάχιστον πιστεύω ότι για αυτό το λόγο είναι σημαντική η ομοιογένεια ισχύος στο canopy. Εαν ο παπαδάκος και τα φύλλα του στην άκρη δεν δέχονται το ίδιο φως που δέχεται ο παπαδάκος στο κέντρο θα ατροφήσει (συγκριτικά), και δε θα έχουμε παντού μεγάλους ζουμερούς παπάδες!

Το million dollar question για μένα είναι πια τεχνική/εξοπλισμός σου βγάζει περισσότερο ποιοτικό χόρτο σε λιγότερο χρόνο με λιγότερο κόπο και λιγότερη κατανάλωση. Big Grin
Απάντηση
#8
(01-06-2017, 12:46 AM)CasaBonita Έγραψε: πολύ καλά ερωτήματα, και εγώ πιάνω τον εαυτό μου πολλές φορές να σκέφτεται την απόλυτη εκμετάλλευση του τετραγωνικού σε απόδοση gr και πάντα σε σχέση με τα kW και το χρόνο.
Νομίζω ότι τη φυσική δε χρειάζεται να τη μπλέξουμε σε τέτοιο βαθμό, ας κρατήσουμε απλά κάτι που όλοι έχουμε δει και στην πράξη, ότι η ένταση του φωτός με την απόσταση εξασθενεί. Δηλαδή οι πιο χαμηλοί παπάδες δεν είναι τόσο μεγάλοι και ζουμεροί όσο οι παπάδες που λούζονται πιο κοντά στο φως.

Όλες οι τεχνικές (scrog/sog/top/mainlining) στο αγαπημένο μας φυτό έχουν εφευρεθεί για αυτό το λόγο, να διαμορφώνεται το φυτό έτσι ώστε οι περισσότεροι αν οχι όλοι οι παπάδες να είναι στο ίδιο ύψος άρα να δέχονται και την ίδια ένταση φωτός μιας και μιλάμε για εσωτερικές καλλιέργειες. Ακόμα και το vertical growing αυτό το στόχο έχει απλά τον επιτυγχάνει με διαφορετική μέθοδο.

Εκεί που θέλω να καταλήξω και να απαντήσω τουλάχιστον στο Million Dollar Question (8) είναι ότι προσωπικά τουλάχιστον πιστεύω ότι για αυτό το λόγο είναι σημαντική η ομοιογένεια ισχύος στο canopy. Εαν ο παπαδάκος και τα φύλλα του στην άκρη δεν δέχονται το ίδιο φως που δέχεται ο παπαδάκος στο κέντρο θα ατροφήσει (συγκριτικά), και δε θα έχουμε παντού μεγάλους ζουμερούς παπάδες!

Το million dollar question για μένα είναι πια τεχνική/εξοπλισμός σου βγάζει περισσότερο ποιοτικό χόρτο σε λιγότερο χρόνο με λιγότερο κόπο και λιγότερη κατανάλωση.  Big Grin

Μου προσφέρει ιδιαίτερη ικανοποίηση το γεγονός πως επιτέλους αρχίζουμε να βγάζουμε κάποια άκρη...

Ας τα πάρουμε όμως μία από την αρχή ,έχει σημασία ....

Τα πράσινα ανώτερα φυτά είχαν εύκαιρο χρόνο -κάτι δις χρόνια- να αναπτύξουν πλειάδα
μηχανισμών πρόσληψης ενέργειας με τη μορφή φωτός .
Πάρα ταύτα,η απόδοση της φωτοσύνθεσης είναι ιδιαίτερα χαμηλή  ( 3 % εώς  6 % )
https://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthetic_efficiency
Αυτό λογικά θα έπρεπε να μας προβληματίζει κάπως ,έτσι δεν είναι ;

Κάτσε να δεις παρακάτω λογική ,που την έχουμε τα κινούμενα δίποδα !

Μελετήσαμε λοιπόν διαλύματα χλωροφύλλης εντός διάφορων οργανικών διαλυτών
και διαπιστώσαμε πως υπάρχουν δύο σημαντικές περιοχές απορρόφησης ,μία στη κυανή ακτινοβολία
και μία στην ερυθρή .
Και αμέσως βγάλαμε συμπεράσματα .
" Μόνο μπλε και κόκκινο φτάνει "
"Το πράσινο,κίτρινο ,μωβ ,κτλ είναι σπατάλη ενέργειας "
"Για να έχουν κορυφές εκεί,άρα αυτές τις ακτινοβολίες χρειάζονται σε μεγάλες ποσότητες "

Και άρχισε το πανηγύρι ...
Ξεχάσαμε τελείως την ύπαρξη και άλλων συστημάτων πρόσληψης και διαχείρισης ενέργειας
( συμπλέγματα πρωτεϊνών ,καροτενοειδή,ανθοκυανίνες,κτλ )

Αμελήσαμε πως το προσπίπτον, στην επιφάνεια της γης, ηλιακό φως είναι πλούσιο σε αυτές τις ακτινοβολίες ,
μόνο για μικρό χρονικό διάστημα ,κατά τη διάρκεια του μεσημεριού ( noon ) μονάχα .
Όλη την υπόλοιπη διάρκεια της ημέρας ,η κυανή ακτινοβολία σκεδάζεται (υψηλή ενέργεια) και "χρωματίζει" την ατμόσφαιρα,ενώ η ερυθρή απορροφάται κατά πολύ μεγάλο μέρος από τα στερεά σωματίδια και την υγρασία
της ατμόσφαιρας .

Λογικό λοιπόν,να αποτελούν "λιχουδιά" για τα φυτά -αλλά,όπως αργότερα αποδείχτηκε, όχι το κυρίως γεύμα .

Τα αποτελέσματα της χρήσης των "blurple" LED grow panel μεγάλης ισχύος  ,δεν άργησαν να φανούν.

-Κατεστραμένα φυτά ,λόγω αύξησης μεταβολισμού ως άμεσο αποτέλεσμα της ερυθρής ακτινοβολίας σε συνδυασμό με εκτεταμένη φωτοκαταστολή του φωτοσυστήματος Β  ως δωράκι από τα μπλε  LED -και πλήρη απουσία του σήματος "κόψε λίγο ,γιατί είναι πολύ το φως και πολλές οι ώρες" ,λόγω της παντελούς έλλειψης πράσινου φωτός  .

http://cpl.usu.edu/files/publications/po...801011.pdf
http://jxb.oxfordjournals.org/content/58...9.abstract
https://support.heliospectra.com/portal/...osynthesis

-Υπέροχη ανάπτυξη αλλά προβληματική ανθοφορία.
Λόγω έλλειψης υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Σκέτα LED στα 660 nm ενεργοποιούν πλήρως ( PSS( or PPS or PPE) of  B+R LEDs = 85% ) το φυτόχρωμα στην κατάσταση Pfr
και σε πλείστες περιπτώσεις το 12ώρο σκοταδιού είτε δεν ήταν αρκετό ,ώστε το φυτόχρωμα να επανέλθει κατά
100% σε μη-ενεργή κατάσταση Pr ( άρα πρόβλημα στην ανθοφορία ) ,
είτε μόλις που τα κατάφερνε και η παραμικρή τυχόν "όχληση " κατά τη διάρκεια του σκότους ή
και "στρεσάρισμα " του /των φυτού/φυτών ,
οδηγούσε με μαθηματική ακρίβεια  σε ερμαφροδιτισμό ή άλλες περίεργες καταστάσεις .

Τη πατήσαμε χοντρά λοιπόν...
Και λόγω επιστημονικού εγωϊσμού ίσως  ,αργήσαμε να παραδεχτούμε το προφανές.

τώρα θα μου πεις τί σχέση έχουν όλα αυτά ;
Έχουν .

Το πλήρες λευκό φως συνοδεύει εξαίσια τα "τρισδιάστατα " φυτά (υποστηρίζει και παλαιό φύλλωμα ,δλδ )
Το λευκό φως ,δύναται να φτάσει σε πυκνότητες μέχρι και 2000 μικρομόρια το δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό μέτρο.
Περισσότερα στη πορεία.

Από την άλλη το "διαστημικό disko-κλανί " των μονοχρωματικών LED συνδυασμών ,
συνοδεύει ιδανικά "δισδιάστατα" φυτά (δες SCROG,bed/layered plants ) και  -ξανά ιδανικά -υπό τη μορφή πολλών μικρής ισχύος πανελ ,απλωμένα στο χώρο,σε  πυκνότητες που δεν ξεπερνούν τα 500-600 μικρομόρια το δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό μέτρο.

Αν επιθυμούμε όμως  μεγαλύτερες πυκνότητες (της κλάσης 2000 μικρομορίων το δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό μέτρο)αλλά
δίχως να αλλάξουμε τεχνική ,
τότε αντικαθιστούμε τα μπλε LED με ΝW 4000-5000 °K ,ώστε να μειωθεί η κυανή ακτινοβολία και να προσθέσουμε ολίγη πράσινη.Επίσης προσθέτουμε λίγα WW  2700-3000°K για να διευρύνουμε την ερυθρή και να προσθέσουμε ολίγη
υπέρυθρη (μειώνουμε λίγο το PPS της πηγής ,ιδανικά γύρω στο 65% ,όσων αφορά τη καλλιέργεια κάνναβης ).

(...)
Pr : P
Ratio between Pr and Ptot (photoequilibrium). Pr : P
ratio informs the ratio between the mainly red light
absorbing phytochromes (Pr) to all phytochromes (P),
measured from a given spectrum (same as PSS value).
Pfr absorbs some red light, so in red light, there is a
balance of 85% Pfr and 15% Pr.
Pr absorbs very little
far-red light, so in far-red light, there is a balance of
97% Pr to 3% Pfr.
(...)

http://www.valoya.com/brochures?task=doc...doc&id=257

Τα κόκκινα τα κρατάμε ως έχουν ..

Κάτι δε σου θυμίζει το εν λόγω configuration ?
Πλέον το γνωρίζουν και άλλοι πλέον του Αstir ...

http://bioslighting.com/bios-icarus-gi-led-grow-light/
http://www.valoya.com/products
http://www.apachetechinc.com/10-white-red
http://images.philips.com/is/content/Phi...ure_EN.pdf
https://www.osram-americas.com/en-us/pro...HL300.aspx
https://www.heliospectra.com/led_grow_light_products


Συνεχίζεται ...Ώρα για ξεκούραση .
Ω εσύ μέγα άστρο! Ποιά θα'ταν η ευτυχία σου ,αν δεν είχες αυτούς που φωτίζεις !

Απάντηση


Μετάβαση στη συζήτηση:


Χρήστης (ες) διαβάζουν αυτό το θέμα: 1 Επισκέπτης (ες)