Bejelentkezés

Login to your account

Username *
Password *
Emlékezzen rám

Az akvárium, florárium megvilágítása - 1. rész
Az akváriumok megfelelő megvilágítása mindig is a legnehezebb dolgok közé tartozott az akvarisztikában. Ebben próbál segíteni ez a cikksorozat, a kezdetektől a remélhetően kielégítő végeredményig. Az első részben az alapfogalmak kerülnek tárgyalásra.
A lakás dísze egy szépen kialakított akvárium, ami kihangsúlyozható a megfelelő világítással. Figyelembe kell venni, hogy a növényeknek és a szemlélődő embereknek van csak szüksége speciális világításra. A növények a megfelelő hullámhosszúságú fény segítségével képesek fejlődni, míg az emberi szemnek a megvilágítás színvisszaadása fontos (az esztétikai élmény miatt). Azt, hogy milyen lámpatestet és fényforrást alkalmazzunk nehéz eldönteni. Ebben próbál ez a pár sor segíteni, oly módon, hogy magyarázatot ad a legfontosabb paraméterekre, amiket a gyártók feltüntetnek a termékeken. A későbbiekben jellemezve lesznek a különböző típusú fényforrások rávilágítva előnyeikre, hátrányaikra, felhasználhatóságuk korlátaira.

 A fényforrásokat az alábbi paraméterekkel szokás jellemezni:
Fényáram: Ez a sugárzó testekből (jelen esetben a fényforrásból) a teljes térbe vagy annak egy részébe kisugárzott, a látható tartományba eső teljesítmény jellemzésére alkalmas mennyiség. Jele: F, mértékegysége: lm (lumen).
Régóta bevett szokás, hogy az akvárium megvilágítás mértékének szükségét Watt/liter-ben (W/l) adják meg. Ez, a fenti definíció ismeretében óvatosan kezelendő megközelítés, mivel a fényforrás kialakítása, működési elve nagymértékben meghatározza a kibocsátott fényáram mértékét.
Az alábbi példa megfelelőképpen rávilágít erre (a benne szereplő típusok későbbiekben ismertetésre kerülnek).

Lámpafajta    Teljesítmény (W)   Fényáram (lm)   Fényhasznosítás (lm/W)
Hagyományos izzólámpa    60               625                        10-15
Háromsávos fénycső         18               2350                         80-90
Fémhalogén lámpa           35               3300                         60-90

Ha a W/l megközelítést alkalmazzuk és van egy 100 literes akváriumunk, amit szeretnénk megvilágítani, ennek (tegyük fel) 0,6 W/l teljesítmény-liter arányt ajánlanak, akkor 100 literhez 60W-os hagyományos izzóból 1 darab alkalmazása szükséges. Viszont ha ugyanezen képletet alkalmazzuk a háromsávos fénycső esetében, akkor máris 3 db -ra van szükség, annak ellenére, hogy a fényáram már egy cső esetében is lényegesen magasabb a hagyományos izzóhoz képest. Ez a különbség még inkább szembetűnő a fémhalogén fényforrásoknál. Ha mindenképpen viszonyszámot szeretnénk alkalmazni a fényforrások számát illetőleg, akkor sokkal szerencsésebb (és valósághoz közelebbi) a lm/ liter alkalmazása.
További bonyolítást jelent, ha a lámpákat lámpatestbe helyezve alkalmazzuk, ilyenkor nagymértékben befolyásolja a fényáramot az alkalmazott reflektor-, tükör-, lámpatest típusa, kialakítása, anyaga.
Másik fontos paraméter a színhőmérséklet, amely a fényforrás által kisugárzott domináns hullámhossz következtében fellépő színészlelést okozza. Ezt a következőképpen osztjuk fel:

Színhőmérsékleti csoport   Színhőmérsékleti tartomány (K)
Meleg                                        <3300
Semleges                              3300-5300
Hideg                                        >5300
Bár nem szokták kihangsúlyozni, de igencsak fontos jellemző a fényforrásoknál a fényhasznosítás, amely egy viszonyszám. Ez azt fejezi ki, hogy a felvett teljesítménynek hány százalékát alakítja át (hasznos energiává,) fénnyé a lámpa (a legtöbb, bemutatásra kerülő típus esetén megemlítésre kerül).

Következő paraméter a színvisszaadási index (Ra).
Annak jellemzésére szolgáló mérőszám, hogy az adott fényforrással megvilágított jellemző színminták színe milyen mértékben változik meg a referenciasugárzónak választott fényforrással (általában izzólámpával) való megvilágításhoz képest.


Fokozat   Ra                               Színlátás                                  Fényforrás
1A   >90                                    Kiváló                        Izzólámpa, 5 sávos fénycső
1B   80-90                                        Jó                   Kompakt fénycső, háromsávos fénycső
2A   70-80                                                        Standard fénycső, fémhalogén lámpa
2B   60-70       
3   40-60                                    Közepes                         Higanylámpák
4   <40                                      Gyenge                    Kisnyomású nátriumlámpa
A felsorolt fényforrások közül akváriumi világítás céljára a hagyományos izzólámpa, fénycső, fémhalogén lámpa, higanylámpa alkalmas.

Az akvárium/florárium megvilágítása - 2. rész
Az akváriumok megfelelő megvilágítása mindig is a legnehezebb dolgok közé tartozott az akvarisztikában. Ebben próbál segíteni ez a cikksorozat, a kezdetektől a remélhetően kielégítő végeredményig. Az előző részben az alapfogalmak kerültek tárgyalásra. Mostantól a világítás típusain haladhatunk végig.

Izzólámpa
A hagyományos izzólámpa az úgynevezett hőmérsékleti sugárzók csoportjába tartozik. Ez azt jelenti, hogy egy test felhevítése folyamán a teljes spektrumban bocsát ki sugárzást magából (színképe folytonos). A folytonos színkép jellemzője, hogy minden hullámhossztartomány képviselve van benne. Azonban egyik sem mondható dominánsnak a másikkal szemben. Fényhasznosítása alacsony (7~20m/W), mert a kisugárzott energia igen kis része esik a látható fény (380-780nm) tartományába, legnagyobb része hő formájában jelentkezik. A magas hőmérsékleten izzó volfrámszál helyenként elvékonyodik, és törékennyé válik, ami a fényforrás kiégéséhez vezet. Átlagos élettartama 1000 óra.
Akváriumvilágításra nem igazán alkalmas, aminek oka, hogy magas a környezeti hőmérséklete. Ezáltal nem helyezhető a medence közvetlen közelébe, ahol megfelelő hatásfokkal lenne képes működni. Spektrumát tekintve sem megfelelő. Használata nagy vízmélységű akváriumhoz nem ajánlott.

Halogén fényforrás
A hagyományos izzólámpa volfram szálának elvékonyodását megakadályozandó kis mennyiségű halogén anyagot juttatnak az izzólámpa gázterébe. Ennek köszönhetően élettartama 2000-4000 órát is elérheti. Ezt a típust hívjuk halogén lámpának. Fényhasznosítása csak kis mértékben haladja meg a hagyományos izzókét (20-25lm/W). Akváriumvilágításra nem alkalmas, ennek oka, hogy színhőmérséklete nem változtatható, spektruma szinte megegyezik a hagyományos izzólámpával.

Fénycső
Széles körben alkalmazható fényforrások a fénycsövek. Első alkalmazásuk óta nagy fejlődésen mentek keresztül, aminek köszönhetően felhasználhatóságuk szinte korlátlan. Működési elvükben nagy mértékben eltérnek a hagyományos fényforrásoktól. Úgynevezett kisnyomású higanygőz kisülőcsövek családjába tartoznak. A higanygőz-argongáz keverékével töltött, két végén elektródokat tartalmazó kisülőcsövek belső falára fényporréteget visznek fel, amely a csőben létrehozott sugárzást alakítja át látható fénnyé. A fényforrás színképe vonalas, de éppen ennek köszönhető, hogy domináns hullámhossz alakítható ki attól függően, hogy milyen célra szeretnénk felhasználni. Élettartama 10000-15000 óra, fényhasznosítása 60-95 lm/W. Akváriumok megvilágítására kifejezetten alkalmas megoldás. Nemcsak azért mert környezetére nézve alacsony a hőterhelése és így nem melegíti számottevően a vizet (még ha közel is helyezzük hozzá) hanem mert kialakításának köszönhetően nem pontszerű sugárzó (mint a hagyományos izzólámpa), hanem cső formája miatt teljes hosszában világít. Ez nagy egyenletességet biztosít, ami igen fontos egy szép medence megvilágításánál. Használata közepes vízmélységű, hosszú kialakítású akváriumhoz ajánlott. Ha a medence hossza meghaladja a cső hosszát, akkor az alkalmazott fényforrásokat egymáshoz képest eltolva fenntartható a megfelelő egyenletesség (míg ez a hagyományos izzók esetében nehezek kivitelezhető). Széles körben elterjedt típusok a T5-ös (átmérő 16m) és T8-as (átmérő 26mm) csövek. Alapvető-, laikus szemmel is észrevehető különbség a fénycső vastagságában mutatkozik meg. Másik (nem elhanyagolható) eltérés, hogy míg a T5-ös csövek kizárólag elektronikus előtétről üzemeltethetőek, addig a T8-as csövek induktív előtét segítségével is működtethetők. Ez többféleképpen is történhet:

Fénycső bekötése
A hagyományos kialakítású csövek működtetéséhez szükség van induktív előtétre, gyújtóra és előtéttől függően kondenzátorra.
 
Ilyen bekötés esetén legnagyobb az előtétveszteség, ami leginkább hő formájában jelentkezik. Egy 18W-os fénycső hálózatból felvett teljesítménye kb. 22-23W. A bemenetre kötött fázisjavító kondenzátor növeli a teljesítménytényezőt. A gyújtó feladata a fénycső elektródjainak előfűtése, mellyel megkönnyíti a cső begyújtását. Csőcsere esetén célszerű a gyújtót is kicserélni, mivel ha az nem megfelelőképpen működik, csökkenti a fénycsőélettartamát.
Az úgynevezett tandemkapcsolás lényege, hogy egy előtétről két fénycsövet működtetünk. Ez akkor valósítható meg, ha az üzemeltetni kívánt csövek égésfeszültsége viszonylag kicsi.
 
Nemcsak költségmegtakarítást jelent, de az előtétveszteség is felére csökken. Minden csőnek külön gyújtóra van szüksége. Figyelni kell rá, hogy a gyújtókat azonos polaritással helyezzük a foglalatba. Ha ez nem így történik, gyújtási nehézségek léphetnek fel. Ennek megoldása egyszerű, az egyik gyújtót ki kell emelni és fordított polaritással behelyezni. Ez kizárólag soros kapcsolásnál alkalmazható.
 
A fenti kapcsolási módoknak van egy nagy hátránya. A fénycső az 50Hz-es váltakozó áramú hálózaton 100Hz-es frekvenciával villog. Nem érzékeljük, azonban ez a stroboszkóphatás fárasztja a szemet.
Ennek csökkentésére alkalmazzák a következő, ún. ikerelőtétes kapcsolási módot:
 
Figyelni kell, hogy a fénycső teljesítményhez megfelelő gyújtót alkalmazzuk.
A fénycsőélettartam tulajdonságait javíthatjuk elektronikus gyújtó alkalmazásával, ami villogásmentes begyújtást eredményez. Az első bekötési rajznál említett előtétveszteség következtében fellépő magas hőmérséklet nem elhanyagolható, ezért figyelni kell, hogy az előtétet könnyen éghető felületre, vagy annak közelébe ne szereljük.
A fejlettebb előtétek (ún. elektronikus előtétek) alkalmazásánál nincs szükség sem gyújtóra, sem kondenzátorra.
Mára eljutott az előtétgyártás arra a szintre, hogy megéri a hagyományos (induktív) előtéteket lecserélni elektronikusra. Ezt támasztja alá az is, hogy egy 18W-os fénycső elektronikus előtéttel körülbelül 15W-ot fogyaszt, míg ugyanazon cső hagyományos előtéttel működtetve kb. 22W-ot igényel. Az elektronikus előtét néhány előnye a teljesség igénye nélkül:
- nagyobb fényáram (nagyfrekvenciás üzem miatt);
- kisebb méret és súly;
- alacsonyabb fogyasztás;
- villogásmentes begyújtás (növeli a fényforrás élettartamát);
- nincs stroboszkóphatás (kíméli a szemet);
- kisebb a hőterhelése, előtét melegedése;
- egyenáramról működtethető;
- hálózati feszültség ingadozására kevésbé érzékeny;
- szabályozható.

Kisebb akváriumok megvilágítására (ahova a hagyományos csövek túl hosszúnak bizonyulnak) alkalmas eszköz a kompakt fénycső. Azonban ezek színhőmérséklet-, spektrális eloszlás szempontjából nem mutatnak olyan változatosságot, mint a T8-as csövek. Sok esetben próbálják (költségmegtakarítás címén) egy kompakt fénycső működtető elektronikáját felhasználni, hogy egy hagyományos csövet működtessenek. Azonban ezeknek a fényforrástípusoknak a működési jellemzői eltérnek egymástól. Lehetséges, hogy sikerül működésre bírni az áramkört, de tulajdonságaik különbözőségei miatt nagy valószínűséggel változni fog a fénycsőélettartama és a katalógusban megadott paraméterei is; ezért ez a megoldás kerülendő. 

Az akvárium/florárium megvilágítása - 3. rész
Az akváriumok megfelelő megvilágítása mindig is a legnehezebb dolgok közé tartozott az akvarisztikában. Ebben próbál segíteni ez a cikksorozat, a kezdetektől a remélhetően kielégítő végeredményig. Az előző részben az alapfogalmak kerültek tárgyalásra. A másodikban a világítás típusain haladhatunk végig. Most ezt folytatjuk.

Higanylámpa
Ezt a típust a 60-as években fejlesztették ki és a maga idejében nagy áttörést jelentett a világítástechnikában (látványos javulást hozott a közvilágítás terén). Manapság azonban elavultnak tekinthető. Élettartama kb. 9000 óra. Színvisszaadása igen alacsony (Ra max. 60), fényhasznosítása kezdetben 50-60lm/W, ami a kapcsolások számának növekedése következtében gyorsan romlik. Ezen paraméterek miatt nem alkalmas olyan terület megvilágítására (így az akváriumnál sem) ahol fontos a színek élethű megjelenítése. Hátránya, hogy nagymértékben érzékeny a hálózati feszültség változására. Azonban nem szabad elfelejteni, hogy ebből a típusból fejlesztették ki a manapság egyik legnépszerűbb fényforrást, a fémhalogén lámpát.

Fémhalogén lámpa
Az eddig részletezett típusok hátránya, hogy mélyebb vizű akváriumok megvilágítására nem alkalmasak, mert nem rendelkeznek elég nagy fényárammal. Erre a célra ez a típus tökéletesen megfelelő. A higanylámpa továbbfejlesztett változata. Ebben a lámpatípusban van egy kisülőcső, amit egy bura vesz körül. A belsőben zajlik le a kisülés. Itt találhatók az UV sugárzást átalakító gázok. A külső bura elsődleges feladata a mechanikai védelem, oxidáció megakadályozása és hordozza a fényporréteget, ami a maradék UV sugarakat is kiszűri. Fényhasznosítása (70-95 lm/W), élettartama átlagosan 8-10000 óra. Akvarisztikai felhasználhatóságát némiképp korlátozza az a technikai háttér, ami működtetésének feltétele. Továbbá hőterhelése kiemelkedően magas, ami megakadályozza, hogy közvetlenül a medence felszínének közelében alkalmazzuk. Sem a fényforrás, sem a szerelvények nem kis anyagi befektetést igényelnek, viszont színhőmérséklet tekintetében igen nagy a választék. Hátránya az első begyújtást követő hosszú felfutási idő (amíg eléri a maximális fényáramát) és ha hálózati zavar vagy más okból kialszik, akkor addig, amíg a fényforrás ki nem hűl, nem fog visszagyújtani. Ez a működtetés környezeti körülményeitől függően 10-20 perc is lehet.
A hagyományos előtéttel való üzemeltetéshez szükség van (hárompontos gyújtóegység esetén):
 
1. Induktív előtét
2. Fázisjavító kondenzátor
3. Fényforrás
7. Gyújtó (4.N, 5. La, 6. D)

LED
Ez a fényforrástípus nem igazán terjedt el a világítástechnikában, aminek oka elsősorban a drága, megfelelő hatásfokú lámpatest (illetve összetett fényforrás) előállítási költsége. Valójában ez egy félvezető anyagra növesztett egykristály réteg, amit műgyantába ágyaznak. Fehér színű LED esetén a fényport ebbe a műgyantába keverik bele. Sugárzási szögét a műgyanta kialakítása határozza meg. Élettartama megfelelő üzemeltetési körülmények között 100.000 óra körül van. Élettartam végének azt az időpontot tekintik mikor a fényforrás fényárama a kezdeti érték 50%-ára csökken. Egy megfelelő hatásfokú lámpa kialakításához viszonylag sok LED-re van szükség. Ebben van egyik előnye is. Egy LED tönkremenetele nem jelenti a lámpa teljes meghibásodását. Akvárium világítására nem megfelelő, mivel túlzottan nagy anyagi befektetést igényel. Azonban kiegészítő világításnak, vagy éjszakai hangulatfénynek megfelel.
Ennek ellenére ma már elég jó minőségű növényes LED világításokat is lehet kapni, de az áruk még mindig magas hobbi használatra.

 

Írta: Sági Tamás, Kardos György