人類視覺光譜與植物生長光譜（2009 年版）（4）：各式燈泡的評估結果

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作者：Robert Miehle
翻譯：Erich Sia


光合作用有效能量的評估的結果以下面的表格來做總結。
真正有趣的只有以粗黑字體呈現的那兩欄，
這兩欄代表了燈泡所具有的光合作用能量。
為了能夠直接針對不同功率的燈泡做比較，
燈泡功率數值也進行了標準化。
最右邊的兩欄是相對燈泡在理論上的最大值，
也就是當輸入功率完全轉化成光源時。
數值越高就代表燈泡光譜越接近田澤（Tazawa）或德國工業標準（DIN）的評估曲線。



個別燈泡的光合作用能量以圖十七、圖十八和圖十九做較清楚的呈現，
圖表能夠讓人一眼看出光合作用能量的比較。

圖十七：螢光燈管（LL）一覽表。


圖十八：發光二極體（LED）一覽表。


圖十九：高壓放電燈一覽表。



評估結果總結：


1.
以每瓦特（W）的流明（Lumen）的發光效率（lm/W）表達方式，
不適合用來評估光合作用的有效能量（PAR）。
舉例來說，
石英金屬鹵素燈（HQI-NDL）的發光效率是 83 lm/W 而螢光燈管 830 則是 93 lm/W，
但石英金屬鹵素燈的光合作用有效能量 syn 值卻比較高。


2.
燈泡的瓦特數與光合作用有效能量有正相關。
在普通的白色燈泡的粗略評估，
PAR 以 W/m² 的方式來表示光合作用的效能是合適的，
同樣的也適合用 PAR PPF 和 PAR PPFD 的單位。


3.
光色 942 NDL 的陶瓷金屬鹵素燈可說是本評比的最優勝者，
傳統的石英金屬鹵素燈則緊追其後。

附註：
評比的數值是根據 70 W 的金屬鹵素燈獲得的。
其他瓦數的燈泡必須乘上一個校正值，
以歐司朗的 Powerball NDL 942 而言校正值如下：
35 W：0.95
150 W：1.07
250 W：1.08

圖十四：陶瓷金屬鹵素燈。


圖十五：石英金屬鹵素燈。



4.
光色 800 系列的三波長螢光燈管排行在第三。

圖七：三波長螢光燈管。



5.
傳統螢光燈管（500、600 和 700 光色系列）的光合作用能量，
較三波長螢光燈管少了約 1/5，
這還不算太差。
然而這些燈管的缺點是使用壽命較短、光衰嚴重（光合作用有效能量亦然），
而且演色性相對而言也很差。

圖六：傳統螢光燈管。



6.
自從上一版的評比發表以後，
全光譜螢光燈管近年來有著明顯的進步。
全光譜螢光燈管的發光效率（lm/W）雖然還比三波長螢光燈管少了 1/8 至 1/5，
但其光合作用能量已達 92% 至 99%。
由於全光譜螢光燈管具有更高的可見光色彩真實性，
我在此大力推推薦全光譜燈管。

圖八：全光譜螢光燈管。


10.
植物栽培燈（Gro-Lux）可看出具有較高的最大理論值，
這是因為其光譜分佈是根據植物的實際光合作用光譜而來的。
然而植物燈的輻射功率事實上是很低的（較低的物理效率），
因此 syn 值很差。
再加上植物燈的演色性不良，
況且使用壽命也很短，
我個人覺得很不推薦植物燈。

圖九：植物栽培燈與 Aquarelle。


11.
根據飛利浦的資料，
Aquarelle 是色溫 10000K 燈管。
這由光譜中的波峰即可看出。
含藍光比例較高的結果，
在使用德國工業標準（DIN）的評比時很佔優勢。
然而我認為 Aquarelle 只能在特定的情況下使用。
這支燈管幾乎不含波長大於 650 nm 的紅光部分，
其色溫對於淡水水族缸而言過高而顯得不自然，
況且使用壽命也不夠長，
飛利浦的資料顯示只有 8000 個小時，
而演色係數和傳統螢光燈管一樣只有 70 而已。
我覺得這支螢光燈管頂多只能當成補充使用，
無法當成唯一的燈管來用。

附註：
評比的數值是根據 36 W 的 T8 螢光燈管獲得的。
其他瓦數的燈泡必須用 syn/Watt 乘上一個校正值：

15 W (T8):	0.68	18 W (T8):	0.81	38 W (T8):	0.93
16 W (T8):	0.84	30 W (T8):	0.86	58 W (T8):	0.96

4 W (T5):	0.44	14 W (T5):	1.04	24 W (T5):	0.90	80 W (T5):	0.94
6 W (T5):	0.57	21 W (T5):	1.07	39 W (T5):	0.96
8 W (T5):	0.61	28 W (T5):	1.11	49 W (T5):	1.07
13 W (T5):	0.80	35 W (T5):	1.12	54 W (T5):	1.00

12.
本次所列出的發光二極體是高功率（High-Power）的 LED，
其光合作用能量目前可達螢光燈管的水準。
不過 LED 並沒有神奇的輻射功率，
我們需要約 30 顆 Cree XR-E 冷白 LED 燈泡（350 mA），
才能達到一支 36 W 三波長 865 螢光燈管的光合作用能量。
＂全光譜＂的 LED 燈泡如 Seoul P4 自然白之光合作用能量又更低了，
不過由於其色彩真實性很高，
所以還是值得推薦的。

圖十：Luxeon LED 燈泡。


圖十一：Seoul P4 LED 燈泡。


圖十二：XR-E LED 燈泡。


13.
高壓水銀燈（HPL）在本次的計算比較結果並不好，
雖然其使用者報導了很不錯的經驗。
高壓水銀燈的光合作用能量，
頂多只有第一名燈泡的一半而已。
況且水銀燈的演色性不佳，
使用壽命也不長（平均 6000 個小時）。
我也不認為水銀燈適合用在水草缸。

圖十三：高壓水銀燈。



14.
鹵素燈泡我以普朗克常數及色溫 3000K 來計算。
我自己很清楚不能依此為依據，
但我找不到鹵素燈泡的相關光譜。
不過計算結果和事先預期的是一樣的。
在可見光的部分，
鹵素燈泡只有螢光燈管的 1/5 而已；
成長光譜也是佔同樣的比例。
再加上平均使用壽命很低（2000 至 4000 個小時），
根據我自己的經驗，
鹵素燈頂多適合用在書桌上的迷你水族缸。

圖十六：鹵素燈泡。



譯註：
有興趣者可參考比較舊版「人類視覺光譜與植物成長光譜（3）：各式燈泡的評估結果」。