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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」。