01 de 04
Est-il temps pour l'éclairage LED sur votre réservoir Reef?
Luminaires LED. Graphique par Stan Hauter Au fil des années, l'éclairage des réservoirs récifaux est passé de fluorescent à VHO à halogénure métallique en fluorescent compact pour, enfin, des diodes électroluminescentes (DEL) . Chaque fois qu'un nouveau produit arrive sur le marché, il est généralement relativement cher (quelqu'un doit payer pour la R & D). Les prix diminuent lorsque le produit développe une demande et que la concurrence entre en jeu alors que de plus en plus d'entreprises commencent à offrir le nouveau produit. Pour commencer, les lumières LED ont été offertes seulement comme lumières lunaires ajoutées aux appareils existants pour être utilisés seulement la nuit. Au fur et à mesure que leur popularité augmentait et que leur coût diminuait, les fabricants ont commencé à offrir des luminaires dans une grande variété de tailles et de formes.
Les premières LED n'étaient pas à proximité de ce qu'un aquarium récifal nécessiterait en ce qui concerne les lumens, la température de couleur corrélée (CCT) et / ou l'indice de rendu des couleurs (IRC). Le développement des LED s'est développé à un rythme remarquable au cours des dernières années, à la fois en termes de couleurs disponibles et d'intensité lumineuse. Il y a maintenant 8000K Daylight et Actinic LEDs utilisés dans l'éclairage d'aquarium. Il y aura bientôt 14000K LED disponibles.
02 de 04
Comment fonctionnent les LED
Jonction LED. Courtoisie graphique du département américain de l'énergie Le côté gauche marqué P a des bulles positives (protons); le côté droit marqué N a des bulles négatives (électrons); la zone centrale montre où les protons et les électrons se rencontrent, avec des flèches quittant la boîte à ce point, marqués Light. La jonction (région de déplétion) est marquée au-dessus de la section N. Les électrons circulent à travers un fil reliant la section P à la borne positive d'une batterie, et à travers un autre fil reliant la borne négative de la batterie à la section N.
Les LED diffèrent des sources lumineuses traditionnelles dans la façon dont elles produisent de la lumière. Dans une lampe à incandescence, un filament de tungstène est chauffé par un courant électrique jusqu'à ce qu'il brille ou qu'il émette de la lumière. Dans une lampe fluorescente, un arc électrique excite des atomes de mercure, qui émettent un rayonnement ultraviolet (UV). Après avoir frappé le revêtement de phosphore à l'intérieur des tubes de verre, le rayonnement UV est converti et émis sous forme de lumière visible.
Une LED, en revanche, est une diode semi-conductrice. Il consiste en une puce de matériau semiconducteur traité pour créer une structure appelée jonction pn (positive-négative). Lorsqu'il est connecté à une source d'alimentation, le courant passe du côté p ou de l'anode au côté n, ou à la cathode, mais pas dans le sens inverse. Les porteurs de charge (électrons et trous d'électrons) s'écoulent dans la jonction des électrodes. Lorsqu'un électron rencontre un trou, il tombe dans un niveau d'énergie inférieur et libère de l'énergie sous la forme d'un photon (lumière).
La longueur d'onde spécifique ou la couleur émise par la LED dépend des matériaux utilisés pour fabriquer la diode.
Les LED rouges sont basées sur l'arséniure de gallium et d'aluminium (AlGaAs). Les LED bleues sont fabriquées à partir de nitrure d'indium et de gallium (InGaN) et de vert à partir de phosphure d'aluminium et de gallium (AlGaP). La lumière "blanche" est créée en combinant la lumière des LEDs rouges, vertes et bleues (RGB) ou en enduisant une LED bleue avec du phosphore jaune.
* Description de la façon dont les LED fonctionnent avec l'aimable autorisation du Département américain de l'énergie.
03 de 04
Caractéristiques typiques d'efficacité lumineuse et de couleur des LED blanches actuelles
LED CRI CCT Graphique. Graphique par Stan Hauter Comment les LED blanches actuellement disponibles se comparent-elles aux sources lumineuses traditionnelles en termes de caractéristiques de couleur et d'efficacité lumineuse? Les lampes A incandescentes standard fournissent environ 15 lumens par watt (lm / W), avec une température de couleur corrélée (CCT) d'environ 2700 K et un indice de rendu des couleurs (CRI) proche de 100. Les lampes fluorescentes compactes (LFC) homologuées ENERGY STAR environ 50 lm / W à 2700-3000 K avec un CRI d'au moins 80. Les efficacités typiques des dispositifs LED actuellement disponibles auprès des principaux fabricants sont indiquées ci-dessus. Des améliorations sont annoncées régulièrement par l'industrie. S'il vous plaît noter que les efficacités énumérées ci-dessous n'incluent pas les pertes de pilote ou thermique.
* Le graphique ci-dessus est un peu obsolète maintenant, car les LED de la gamme 8000K et plus sont maintenant disponibles.
* Sources: Fiches techniques du fabricant, notamment Cree XLamp XR-E, Philips Lumileds Rebel, Philips Lumileds K2.
04 de 04
Avantages et avenir des LED
Avantages des LED
Alors, quels sont les avantages de l'éclairage de réservoir de récif LED? Certes, la faible consommation en watts et la longue durée de vie des ampoules LED (certains fabricants réclament jusqu'à 50 000 heures) sont des points de vente définitifs. Les utilisateurs de LED ont également déliré de la faible quantité de chaleur produite, ce qui contribue à réduire la température de l'eau du réservoir ainsi que l'effet «chatoyant» produit par les LED.
Quels sont les inconvénients? Une possibilité pourrait être le prix d'achat, mais si vous tenez compte de la longue durée de vie des ampoules et de la faible quantité d'électricité nécessaire pour conduire les lumières, vous pourriez même économiser de l'argent à long terme. L'intensité lumineuse peut être un autre inconvénient pour un aquarium récifal avec des coraux durs.
Un exemple comparatif serait le système d'éclairage 24 heures Marineland Pro Lighting de 24 pouces avec un total de 246 watts (1 lampe HQI de 150 W 14 000 K, 4 lampes T-5 de 24 watts) et 2 DEL lunaires de 1 watt. et la DEL Panorama ecoxotique de 23 po avec 54 DEL blanches de 8 000 ° K et 18 DEL bleues Actinic 460 nm avec un total de 73 watts. Comparer les prix pour environ 760 $.
Les LED durent jusqu'à 50 000 heures) (11 ans à 12 heures d'éclairage / jour), tandis que les HQI et les T-5 durent environ 1 an. Le coût de remplacement des ampoules de remplacement HQI est d'environ 60 $ et le coût de remplacement des T-5 est d'environ 16 $ chacune (64 $ / an). Même si vous ne tenez pas compte du coût de l'économie d'énergie, l'ensemble LED est à peu près au seuil de rentabilité avec le luminaire HQI & T-5 sur 3 ans.
De nombreux utilisateurs de DEL ont noté une réduction presque immédiate de la croissance des algues nuisibles dans leurs réservoirs.
L'avenir des LED
À l'heure actuelle, il n'y a pas trop d'ampoules DEL qui sont conçues spécifiquement pour l'utilisation des réservoirs récifaux. Ce qui se passe normalement est: une ampoule avec des propriétés spécifiques (CRI, CCT) est développée pour un autre usage, puis est adoptée pour l'utilisation en aquarium. Au moment de la rédaction de ce document, il existe des ampoules LED de la gamme 8000K qui sont utilisées pour l'éclairage des récifs. Il ne fait aucun doute que des ampoules plus puissantes seront développées dans un proche avenir, ce qui fonctionnera encore mieux pour les aquariums.