Lampes de culture LED vs HPS pour la culture commerciale : comment choisissez-vous réellement ?

L'éclairage au sodium à haute-pression est depuis longtemps la norme dans les salles de culture commerciales, car il fonctionne, est raisonnablement efficace, bien compris et peu coûteux à l'achat au départ. Ce qui n'a pas changé, c'est son spectre, fortement concentré dans la gamme jaune-orange avec relativement peu de lumière bleue, et son inefficacité fondamentale à convertir l'énergie électrique en lumière utilisable plutôt qu'en chaleur. Aucun de ces problèmes n’est nouveau. Ce ne sont que des problèmes sur lesquels l’industrie a travaillé pendant des décennies au lieu de les résoudre.

C’est là que de nombreuses comparaisons tournent mal dès le départ. Les lumens mesurent la luminosité telle que perçue par l’œil humain, et les plantes ne voient pas la lumière comme les humains. La mesure qui compte réellement pour la croissance est le PAR, le rayonnement photosynthétiquement actif, et plus particulièrement l'efficacité des photons photosynthétiques (EPI), mesurée en micromoles de lumière utilisable par joule d'énergie consommée (μmol/J).

Selon cette mesure, les luminaires HPS fournissent généralement entre 1,7 et 2,1 μmol/J, tandis que les lampes de culture à LED commerciales modernes atteignent généralement 2,5 à 3,0 μmol/J ou plus, en fonction de la qualité du luminaire et de la technologie des diodes. Cette différence semble modeste en tant que chiffre brut, mais elle s'aggrave considérablement sur un cycle de culture complet et sur le nombre de luminaires d'une installation entière, car elle représente véritablement plus de lumière utilisable par unité d'électricité consommée, et pas seulement un pourcentage de commercialisation.

C’est le nombre que la plupart des conversations commerciales ignorent complètement, et c’est généralement celui qui décide réellement si le changement est payant. Les luminaires HPS convertissent une part significative de leur apport énergétique en chaleur plutôt qu'en lumière utilisable, et dans une salle de culture commerciale, cette chaleur ne disparaît pas seulement, elle devient une charge de refroidissement que votre système CVC doit éliminer, ce qui coûte de l'électricité supplémentaire en plus de ce que les lumières elles-mêmes consomment.

Le passage à des luminaires LED avec une puissance calorifique nettement inférieure réduit directement cette charge de refroidissement, c'est exactement pourquoi la facture d'électricité du premier mois après un changement sous-estime souvent les économies réelles, puisqu'un cycle CVC complet, en particulier pendant une saison chaude, est le moment où l'avantage cumulatif apparaît réellement. Les producteurs qui comparent les systèmes HPS et LED uniquement sur la partie éclairage de leur facture de services publics dressent un tableau incomplet.

Voici comment cela se déroule avec des chiffres approximatifs sur une installation de taille moyenne-organisant 20 matchs. Une salle de culture commerciale utilisant 20 unités HPS de 1 000 W chacune consomme 20 kW directement pour l'éclairage, mais la charge électrique réelle de l'installation est plus élevée une fois le refroidissement pris en compte, puisqu'une part importante de ces 20 kW est finalement éliminée sous forme de chaleur par le système CVC, ajoutant un pourcentage significatif en plus de la consommation d'éclairage direct pendant les mois les plus chauds. Le passage à 20 luminaires LED équivalents au même niveau de puissance nominale réduit à la fois la consommation d'éclairage direct, grâce à une efficacité photonique photosynthétique plus élevée, et la charge de refroidissement en aval, puisqu'une moindre partie de l'énergie consommée est convertie en chaleur perdue en premier lieu. Les installations qui effectuent cette comparaison sur une année complète, plutôt que sur un seul mois, constatent généralement que les économies combinées d'éclairage-plus-de refroidissement sont considérablement supérieures à ce que la facture d'éclairage seule pourrait suggérer.

A Lampe de culture LED commerciale 1000West généralement spécifié comme un remplacement direct-axé sur l'efficacité d'un luminaire HPS traditionnel de 1 000 W, couvrant généralement une empreinte comparable tout en offrant un PAR nettement plus utilisable par watt consommé. Ce niveau convient aux hauteurs de plafond standard des salles de culture commerciales et à l'espacement des luminaires déjà conçus autour des configurations HPS de 1 000 W, ce qui en fait une première étape courante pour les producteurs modernisant une installation existante sans repenser l'ensemble de la configuration d'éclairage à partir de zéro.

A Lampe de culture LED commerciale 1200West généralement judicieux pour les hauteurs de plafond plus élevées, les cultivars à -demande de lumière-plus élevées ou les projets visant à couvrir plus de pieds carrés par luminaire afin de réduire le nombre total de luminaires dans une grande installation. Ce niveau échange un coût unitaire initial plus élevé contre potentiellement moins de luminaires totaux nécessaires dans une zone de croissance donnée, ce qui peut simplifier à la fois l'installation et la planification de la maintenance à long terme pour les opérations commerciales de plus grande envergure.

Une lampe de culture commerciale à spectre complet LED de 1 100 W se situe entre ces deux niveaux et met en évidence un avantage véritablement important que la LED possède par rapport au HPS : la flexibilité spectrale. Les plantes ont des besoins en lumière différents tout au long de leur cycle de croissance, plus de lumière à spectre bleu-pendant la croissance végétative, plus de lumière à spectre rouge-pendant la floraison, et un luminaire LED à spectre complet-bien conçu peut couvrir les deux besoins à partir d'une seule unité, parfois avec des rapports de spectre réglables intégrés.

Les producteurs HPS ont historiquement résolu ce problème en ajoutant des ampoules ou des luminaires supplémentaires à spectre bleu-à côté de leurs unités HPS pendant les phases végétatives, des équipements supplémentaires, une consommation d'énergie supplémentaire et une complexité supplémentaire qu'un luminaire LED à spectre véritablement complet-peut éliminer entièrement en couvrant la plage nécessaire à partir d'une seule source.

Cela mérite une réponse honnête plutôt qu’une réponse marketing. La recherche horticole soutient généralement qu'une lumière adéquate dans les régions spectrales bleues et rouges profite à la morphologie et au développement des plantes par rapport à un spectre étroitement concentré dans une seule plage, et les luminaires LED à spectre complet - sont bien placés pour fournir cela sans équipement supplémentaire. Cela dit, l'intensité lumineuse totale (PAR) délivrée à la canopée et la cohérence de la photopériode restent les principaux facteurs déterminants du rendement, et le spectre à lui seul ne garantit pas un rendement plus élevé si l'intensité ou l'uniformité de la couverture sur l'ensemble de la canopée ne suffisent pas. Les producteurs évaluant un changement devraient examiner les cartes PAR et les données d'uniformité de couverture pour un appareil spécifique, et pas seulement un graphique de spectre, lorsqu'ils comparent les revendications de performances du monde réel.

Les différences de durée de vie des ampoules entre HPS et LED créent un coût de main-d'œuvre en aval qui figure rarement dans un tableau de comparaison côte à côte. Les ampoules HPS doivent généralement être remplacées entre 10 000 et 24 000 heures, et au-delà d'un simple grillage, les ampoules HPS subissent également une dépréciation progressive du flux lumineux bien avant une panne complète, ce qui signifie qu'une installation utilisant des ampoules plus anciennes peut déjà perdre sa puissance lumineuse utilisable sans que personne ne s'en aperçoive jusqu'à ce qu'une comparaison directe avec des ampoules neuves révèle l'écart.

Pour une installation qui fait fonctionner l'éclairage environ 12-18 heures par jour, selon le stade de croissance, ce cycle de remplacement peut impliquer de remplacer les ampoules dans l'ensemble d'une installation tous les ans ou tous les deux ans, chaque échange nécessitant du temps de main-d'œuvre, une échelle ou un ascenseur pour des luminaires plus hauts, et le coût de l'ampoule elle-même. Un luminaire LED commercial d'une durée de 50 000+ heures à 70 % de rétention de sortie repousse efficacement l'ensemble de ce cycle de remplacement de plusieurs années plus loin, convertissant ce qui était un coût de main-d'œuvre et de matériaux récurrent annuel ou biennal en un coût beaucoup moins fréquent. Dans une grande installation comportant des dizaines ou des centaines d’appareils, ces économies de main d’œuvre sont souvent sous-estimées dans une comparaison purement énergétique.

En comparant uniquement le prix d'achat des luminaires sans tenir compte du coût total d'exploitation. Comme le montre tout au long de cet article, la consommation d'énergie et la charge de refroidissement sont toutes deux prises en compte dans la comparaison réelle, et pas seulement le prix affiché.

Utiliser des lumens au lieu du PAR et l'efficacité des photons photosynthétiques pour comparer les options d'éclairage. Les lumens décrivent la perception visuelle humaine et non la lumière utilisable pour la croissance des plantes.

Ignorer les coûts de CVC et de refroidissement lors du calcul des économies potentielles liées au passage aux LED. Il s’agit souvent de la plus grande différence de coût caché entre les deux technologies dans un contexte commercial.

En supposant qu'un nombre de watts se traduit directement entre HPS et LED sans vérifier la couverture et l'intensité réelles. Un luminaire LED de 1 000 W ne remplace pas automatiquement un luminaire HPS de 1 000 W dans chaque configuration sans confirmer que la couverture PAR correspond à votre zone spécifique d'auvent.

L’éclairage des cultures commerciales a considérablement évolué au cours des dernières années.

L'adoption des LED dans les installations de culture commerciales a augmenté régulièrement, grâce aux améliorations continues de l'efficacité des photons photosynthétiques, réduisant ainsi l'écart de coût historique avec HPS.

Le prix des luminaires LED a diminué à mesure que l'échelle de fabrication augmentait, ce qui rend la différence de coût initial entre HPS et LED considérablement plus petite qu'elle ne l'était il y a quelques années.

De plus en plus d'installations prennent en compte les coûts énergétiques totaux de l'installation, éclairage plus CVC, dans leurs décisions d'achat, plutôt que d'évaluer la technologie d'éclairage indépendamment de son impact sur le refroidissement en aval.

Diverses régions ont introduit des programmes d'incitation à l'efficacité énergétique ou des exigences en matière de reporting ciblant spécifiquement les installations de culture commerciale, étant donné la forte consommation d'énergie des opérations de culture dans un environnement contrôlé-contrôlé. Certains fournisseurs de services publics offrent des remises liées au passage du HPS à un éclairage LED plus efficace, tandis que certaines juridictions exigent des rapports sur la consommation d'énergie pour les installations de culture autorisées au-dessus d'une certaine taille. Ces programmes et exigences varient considérablement selon la région et changent au fil du temps. Il vaut donc la peine de confirmer directement les exigences actuelles et les incitations disponibles auprès de votre service public local ou de votre organisme de réglementation avant de finaliser une décision en matière d'éclairage.

Calculez votre coût énergétique total actuel, y compris l'éclairage HPS et la charge CVC requise pour éliminer la chaleur générée par ces luminaires.

Comparez les options d'éclairage en utilisant la sortie PAR et l'efficacité des photons photosynthétiques, et non les lumens, pour une comparaison précise de l'efficacité.

Confirmez que la zone de couverture réelle et la carte d'intensité du luminaire LED correspondent à l'empreinte spécifique de votre auvent, plutôt que de supposer que la puissance seule se traduit directement.

Tenez compte de la réduction de la charge CVC dans le calcul de vos économies totales, et pas seulement de la réduction de l'énergie de l'éclairage direct.

Contactez unfabricant de lampes de culturepour une véritable carte PAR et des données d'efficacité spécifiques au modèle de luminaire et au niveau que vous envisagez, plutôt que de vous fier uniquement aux allégations marketing générales

FAQ

En comparant les lampes de culture HPS et LED sur le seul prix des luminaires, on ne tient pas compte de l'essentiel de ce qui détermine réellement si un interrupteur est rentable. L'efficacité des photons photosynthétiques, la production de chaleur et son effet sur les coûts de refroidissement, la couverture du spectre à travers les étapes de croissance et la durée de vie des luminaires sont tous pris en compte dans le coût total réel, que vous évaluiez une lampe de culture commerciale à LED de 1 000 W, une lampe de culture à LED commerciale de 1 200 W ou une lampe de culture commerciale à spectre complet de 1 100 W à LED pour votre installation spécifique.

Si vous êtes prêt à comparer ces chiffres à la taille réelle de votre salle de culture et à la configuration HPS actuelle, c'est l'intérêt de faire appel à un fabricant commercial de lampes de culture à LED qui peut parcourir les données PAR réelles pour votre espace spécifique, plutôt que de comparer uniquement les chiffres de puissance.

Contactez maintenant