Bitkili Tankda Led Kullanımı

Profil resmi

darkaura
25 Nisan 2014 15:22
914 beğeni

Bitkili tanklarda led aydınlatma üzerine uzundur çalışmaktayım ve oldukça da başarılı
sonuçlar alıyorum. Bu yazıda bu konudaki tecrübelerimi ve araştırmalarım sonucu
oluşan bilgi birikimini aktaracam. Amacım diğer hobici arkadaşlarında bu
verimli aydınlatmadan faydalanması ve bu konudaki tecrübeyi daha ileri
noktalara taşımaları.

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/gazoz.jpg[/img]

[VID]https://www.youtube.com/watch?v=x_7u1aNot2w[/VID]

[VID]http://www.youtube.com/watch?v=l1aL9ipzwGk#t=74[/VID]

[VID]https://www.youtube.com/watch?v=TvBv9-z-m20[/VID]

[b]Her şeyden önce neden LED? [/b]

İlk ve en önemli cevap tabiyki enerji tasarrufu. Bir led kurulum muadili floresanlı
sisteme nazaran yarı yarıya daha az enerji harcıyor. Akvaryumunuza gereken led
gücü hesaplarken de bunu kullanabilirsiniz. Tankınızın ihtiyacı olan floresan
miktarını hesaplayıp, led için yarısını alabilirsiniz.

İkinci avantaj ise uzun ömür. Gene para tasarrufu sağlayan bir durum. Ortalama bir T5
floresanı 1 sene sonunda değiştirmek zorundasınız. Yoksa renk tayfı kayar ve
yosun yapmaya başlar. Özellikle pahalı bitki floresanların her sene değişim
yapmak ciddi bir masrafa neden olmakda. Şu anki fiyatlardan hesapladığımızda sadece 3-4 senelik floresan değişiminin maliyeti led sistemin kurulum
maliyetine denk gelmektedir. Öte yandan ortalama bir led lambanın ömrü 50bin
saat ile 100bin saat arasında değişir. Buda günde 8 saat kullanımla 10larca
yıl, hatta 30yıla varan bir ömür demektir. Tabi iyi soğutulması şartıyla. En
güzeliyse ledin tayfı uzun ömrü sürecince kaymaz. Ömrünü tamamladığında bile
tayfı aynı kalır sadece ışık çıkış gücü düşmeye başlar.

Başka bir önemli avantajıysa fazla ısınmaması. Ledde her elektrikli alet gibi ısınmaktadır
ama floresanla karşılaştırıldığında çevreye saçtığı ısı çok daha azdır. Bu
özellikle sıcaklığın problem olduğu yaz ayları için ciddi bir avantajdır. Basit
bir fan soğutmayla bitkiye yazında devam etmek mümkün olabilir.

Son avantaj olarak derin su penetrasyonundan bahsedebiliriz. Derin tankda zemin bitkisi
olmaz derler. Ama aslında bu su ışığı bloke ettiği için değildir. Klasik
floresan aydınlatma ışığını 360 derece yayar. Işığın çoğunun kullanılamayacağı
yönlere 360 derece saçılması bir yana, bu geniş açı ışığın mesafe ile hızla dağılmasına
neden olur. Basit hesapla derinliği 2 kat artırırsanız, zemine ulaşacak ışık
4de 1in altına düşer. Bu yüzden derin tanklarda zemin bitkileri zordur.
Leddeyse durum farklıdır. Standart power ledlerden ışık 120 derece açıyla
çıkar. Belli bir yöne odaklandıklarından çok daha az dağılırlar. Eğer tank çok
derinse ucuz plastik lensler takılarak ışık 5 dereceye kadarda odaklanabilir. Kısaca
bir projektör kullanır gibi ışığı zemine çok az kayıpla indirmek mümkündür, 60-70cm derinlikde cuba yetiştirmek imkan dışı değil.

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101724/f1.JPG[/img]

[IMG]https://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/190420171312421.jpg[/IMG]

[b]Gelelim diğer soruya, bunca avantajına rağmen bitkili tanklarda led kullanımı neden yaygın değil?[/b]

İlk neden tabiyki maliyet. Ucuz şerit ledler bitkide hiçbir işe yaramaz. Bitki
yetiştirmeye uygun power ledlerde yakın zamana kadar çok pahalıydılar. Ama
artık daha makul fiyatlardan led armatür hazırlamak mümkün.

İkinci ve en önemli nedense ledlerin dar renk spektrumu ki, şimdiye kadarki tüm
araştırmalarım ve bu yazının amacı da bu sorunu aşıp ledle verimli fotosentez
elde etmek üzerine. Dar renk spektrumu neden sorun olmakta. Fotosentez
kullandığımız güneş panelleri kadar basit bir hadise değil çünkü. Bitki her
renk ışığı aynı verimlilikte kullanamıyor. İş su altı bitkilerine geldiğinde bitkinin
kullandığı renkler dışında kuvvetli bir ışık, mutlak şekilde yosunları
besliyor.

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/renk.jpg[/img]

Dar spektrumun kaynağını anlamak için önce ledin ne olduğuna bakmak gerek. Led
aslında bilgisayarlarımızdaki mikro işlemciler gibi bir yarı iletken malzemedir.
Zaten isminin açılımı ne olduğunu söylüyor. Light Emiting Diode, yani ışık
yayan diyot. Teknik detayına çok girmeden, yarı iletken doğasının sonucu olarak
bir led sadece tek ve dar bir renk alanında ışık saçar. Peki bu durumda birden fazla rengin karışımı
olan beyaz renkli led nasıl mümkün oluyor. Farklı renklerde ışıyan led
katmanları fosfor ile desteklenerek beyaz renk elde ediliyor. Bizim sorunumuzda
burda başlıyor. Beyaz olsa bile hala dar bir renk spektrumunda oluyor ve en
önemlisi bu renk dağılımı bitkinin fotosentez ihtiyacına göre değil, insan
gözünün en verimli göreceği tayfda hazırlanıyor. Bitkilerin tersine insan gözüde
en iyi yeşil ve sarı renklerde, fotosenteze katkısı en zayıf olan renklerde
görür. Bu yüzden sadece beyaz led kullanmak yosuna davetiye çıkarır,
fotosentezde tam verim vermez.

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/power%20led%20beyaz.jpg[/img]

Beyaz ledlerin renk dağılımlarına genel olarak bakarsak bolca mavi ve yeşil
içerdiklerini ama çok az kırmızı olduğunu görürüz. (Diğerlerinden farklı olarak
sıcak beyaz bolca sarı ihtiva eder.)

Bizim için önemli olan bitkinin hangi renklerde fotosentez yaptığı.

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/fotosentez2.jpg[/img]

Bu grafikde bitkinin farklı renklerdeki ışıklara göre fotosentez performası görülmekde. Bitkinin
fotosentezde sarı ve yeşil rengi neredeyse hiç kullanmadığını görüyoruz.
Fotosentezde en etkili olan bölge kırmızı ve mavi alan. Bitkinin yeşil olmasıda
aynı nedenden. Mavi ve kırmızıyı emip kullanırken, kullanmadığı yeşil ışığı
geri yansıtıyor.

Nasıl bir led kullanacağımıza karar vermek için iki grafiği üst üste koyalım:

[img]http://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/fotosentez%20led%20egrisi.jpg[/img]

Grafikte görüldüğü üzere beyaz ledlerin bitkilerin az kullandığı yeşil ve sarı bölgede
kuvvetli ışımaları var. Bu grafiğe göre nispeten en iyi sonucu veren 6000k
soğuk beyaz led. Ama sorun sadece yeşil
ve sarının fazlalığı değil. Aynı zamanda kırmızı eksik. Bu eksiklik yüzünden
bazı bitkiler led ışığına olumlu cevap vermezler. Bu durum bitkiden bitkiye
değişir. Her bitki türü farklı ışıkları tercih ettiğinden bazı türlerde bu eksiklik
sorun olmamaktadır. Ama fazla sarı ile yeşil genede yosun yapacaktır.

Şimdi beyaz ledleri yeşil ve sarı renklerde bu kadar gereksiz ışıkları varken neden kullanacaz.
Düz mantıkdan giderek sadece en çok kullanılan dalga boylarında mavi ve kırmızı
ledler takabiliriz. Ne yazıkki fotosentez bu kadar basit değil. Kırmızı ve
mavide en çok fotosentezin gerçekleşmesi klorofil a ve klorofil b
pigmentlerinin bu ışıkları soğurmasından. Ama fotosentezde tek rol oynayan
pigment klorofil değil. Karatenoid gibi fotosentezde işlevi bulunan ve bu işlev
için farklı dalga boylarında ışıklar kullanan daha pek çok pigment mevcut. Klorofil
ışık enerjisiyle sudan elektron kopardıktan sonra, bu elektron net enerjiye
dönüştürülene kadar pek çok pigment ve ets (elektron taşıma sistemi) proteini
tarafından sırayla taşınmakta. Bu taşıma işlemi sırasındada pek çok farklı
dalga boyunda ışıklar kullanılmakta. İşte bu yüzden diğer renklerde ışıklarada
ihtiyacımız var. Net enerjiye katkıları az olsada bazı kritik renkler
sağlanmadığında ets zinciri kırılmakda ve verimlilik ciddi biçimde düşmekde. Bu
olay emerson etkisi olarak adlandırılmaktadır.

1950lerle fotosentez üzerine çalışmalarda bulunan Robert Emerson’un deneylerinde ortaya koyduğu üzere, fotosenteze katkısı zayıf olan dalga boylarında ışıklar, katkısı yüksek ışıklarla beraber kullanıldığında verimliliği ciddi biçimde artırmaktadır. Kısaca 4+1=5 değil, 8 etmektedir. Bu sebeplerden izleyeceğimiz strateji soğuk beyaz ledi, fotosentezin kuvvetli gerçekleştiği noktalarda kırmızı ve mavi ledlerle desteklemek olacak.

[IMG]https://foto.akvaryum.com/fotolar/101090/Image_from_mkalin.jpg[/IMG]

[B]Güncelleme (29.08.2016): [/B] Yukarı yeni akvaryumun videsunu ekledim. Led sayılarında son tecrübe ile bir iki değişiklik yaptım.

Oncelikle renk dagilimi icin tavsiyem: %20-25 660nm deep red, %10 royalblue mavi, %5 420-430nm uv mor, %60 biraz üzerinde 6000-7000 kelvin soguk beyaz. Eger led sayiniz fazlaysa, homojen renk dagilimi yapabilcekseniz 30-40 tanede birer adet 630nm normal kirmizi ve 530nm yesil konabilir. 630 kirmizi fotosentezde renk cesitliligini artirmak icin. Olmazsa olmaz degil, fazlası tanka suluboya tadında bir pembelik verir. Yeşilin fotosenteze hicbir katkisi yok, amac yesil bitkileri daha parlak gosterip tankin canliligini artirmasi. Sakin 20ledde 1 tane kullanmayin cok baskin gelir, kotu gozukur, bir noktaya odaklanirsa orda yosun yapabilir. Önceden emerson etkisi için 730nm infra red de tavsiye ediyordum ama son tecrübelerle gerek olmadığını, aksine su ortamında garip yosunlara neden olabildiğini gördük.

Guc noktasi cok onemli. Genelde en cok yapilan hata ac gozlulukle olabildigince guclu aydinlatma kurmak. Bunu yaptiginizda genelde sonucu biolojik dengesizlik oluyor. Led isigi gercekden cok, cok etkili. Fazla verdiginizde isikla supercharge olan bitkiler fotosentez patlamasi yapip, hizla sudaki herseyi tuketiyor. Sadece npk degil, kalsiyum, magnezyum gibi suyla gelen mineralleride hizla tuketiyorlar. Basta cilgin oksijen cikisi goruyorsunuz ama sonrasinda sudaki mineraller tukeniyor, gelisim duruyor, asiri yosunlanma basliyor. Bu sekilde surdurulebilir gelisim icin 1-2 gunde bir su degisimi yapmaniz gerekirki denge bozulmadan devam etsin. Bu sebeble iyi tasarlanmis yuksek destekli tankda litrede 0.3w yi gecmemenizi onerecem. Tank cok derinse 0.4w ye yaklasilabilir. Dusuk destekli tanklarda ise 0,1-0,15w uygundur. Ayrica isigi kuvvetli verdiginizde, hizli gelisen bitkiler bir o kadarda metabolik atik olusturuyorlar. Yuksek gelisim hizinda dengesizlik olmamasi icin bunu karsilayabilcek saglam bir filtrasyonunuzun, biolojik donusum yapabilcek iyi bir tabaninizin olmasi gerek.[EDIT]darkaura,2017-04-19 13:13:33[/EDIT]