大麻育成用照明:LEDグロウライト、スペック比較に必要な光の単位 2018

2018.9.22加筆&大幅改訂

 

強力な光!

 

ただそれだけで腹の底から湧き上がるこの高揚感!

いったい何なんでしょうか(笑)

 

人はマリファナはどうして強力な光を欲するのでしょうか?

ヒトは神の手で作られた光を超えることができるか!?

目がつぶれるほど強力な光の世界へようこそ。

グロウライトを見るときはサングラスをつけよう

 

大麻栽培に必要な道具の中で最も高価で、

もっとも収穫量に影響する機材

それは

ライト

です!

照明だけは妥協しないようにしましょう!

 

 

前回LEDマンセーの記事を勢いで書いてしまったのですが、

あれからLEDライトについて深堀りしたら、

少しづつ不安になってきました。

 

記事はこちらです↓

「2018 最新大麻栽培 HPS VS LED どちらが買いか 緊急レポート」

 

 

最近の中華製のLEDライト、

ものすごく低価格で入手することができるようです。

 

かと思えば、アメリカ製の超高価なものがあったり、

「本当の所、どうなん?」

という気持ちになりました。

実際に使っている人の話を訊きたいところですね。

「HPS1000Wを上回る大麻用LEDグロウライト ベスト3 2018マリファナグロウ最前線」

もどうぞ

 

そうは言っても、

LEDライトでのグロウは、

最近急速な進歩を遂げいているため、

製品の発売時期や、レビューアのサイトの紹介時期によって、

情報は玉石混交状態です。

 

自分で使って調べるのが一番いいのですが、

この国ではそれができない。

ではどうするか……

 

車買うとき馬力とかトルクと車体重量とか見たら、

その車が速そうか何となくわかりますよね?

それと同じ、ってことで、

スペック比較するための単位のお勉強をしてみましょう。

 

ワット数

 

照明の光の強さを知る時、一般によく使われてますね。

HPSなら400Wより600W、600Wより1000Wが明るいですよね。

これは常識です。

当然、電気代もW数に比例してうなぎのぼり…

嬉しくないですね。

 

LEDランプの登場によって、W数でスペックを単純に計れなくなってきました。

同じワット数でも植物に与える影響力が違うからですね。

同じLEDランプでも種類が変わればW数はあてにならないようです。

 

W数が小さくても強力なライトがあるということです。

嬉しいですね!

 

そんな嬉しい照明を探すために、

照明を比べる指標が必要なのです。

そこで、光の明るさの単位を知らなければなりません。

 

小難しい話がしんどいですが、興味のある方は読んでみてください。

ためになると思いますヨ。

 

 

太陽と向日葵

 

光の単位

 

照度(ルクス lux) 光束(ルーメン lm) 光度(カンデラ cd)

 

成育を左右する環境条件として、光の強さは大変重要です。

光の単位は以前は

 

ルーメン(光源そのもの明るさ)

カンデラ(一定の角度に放たれる光束の量)

ルクス(照明によって照らされている面の明るさ)

 

などの単位が、なじみ深かったです。

limbo師匠の動画でも、LUX照度計で明るさをはかっていました。

 

ところが、LEDグロウライトのスペックを見ると、

見慣れない単位がでかでかと記されているではありませんか!

 

今までの単位は、ヒトが感じる明るさを基準にしている数値なのです。

これは大麻にとっては必ずしも適当な単位ではないらしいのです。

目安にはなるでしょうけど…

 

人は緑の光を強く感じますが、赤の光は弱く感じます。

大麻は赤の光と青の光に敏感だけど緑の光には鈍感なんです。

ルーメン、カンデラ、ルクスは、

人間が感じる明るさの感覚に近づけるために補正されています。

 

だから、グロウライトのスペックを表示する場合、

これらの単位を使わなくなってきたのでした。

下図:PARとルーメンの違い(Lmは緑光にピークがある)

PARとルーメン

光合成有効放射(Photosynthetically active radiation、PAR)

 

光合成に有効な波長の光のエネルギー(400~700nm)です。

上の図参照

 

太陽光にすら45%ほどしか含まれていません。

太陽高度が高い晴天時,

地表の受ける太陽からの日射は1,000 W/m2くらいらしいです。

45%が光合成に有効なPARなので。

だから、最強の太陽の照射するPARが450 W/m2程度なのだそうです。

molは光の粒の数量としてとらえた単位。

wは光のエネルギーとしてとらえた場合の単位です。

PARではW(ワット)を使うことが多いようです。

光量子は、あまりにも数が膨大になるので、ひとまとめにしたのが、アボガドロ数(6.03 x 1023個)=1mol(モル)です。

 

一粒の光子がもつエネルギーは波長によって異なりますが、

短波長(青は短い、赤は長い)の光ほど光量子あたりのエネルギーは大きくなります。

しかし光合成は光子のエネルギーに比例せず、

数によって決まります。

光子が何個吸収されたかが重要なのです。

 

ですので、

光量子が何個出ているかという単位、

光合成有効光量子束(PPF)または

光合成有効光量子密度(PPFD)という単位を使用するのが、

光合成にとって適当であると考えられているのです。

 

頭の指標を切り替えないとね。

ライトのスペックを比較する時、光合成光量子束密度で比べましょう。

なんだかガンダムの兵器みたいな響きですねw

 

光量子

 

光は粒子でもあり波でもあり…

と昔習いましたが、この性質のおかげで、

光を理解するのはとても難しいですね。

アインシュタインがノーベル賞を取ったところですよね。

アインシュタイン

 

 

光合成有効光量子束(PPF:Photosynthetic Photon Flux)

 

は、照明システムによって1秒ごとに生成されるPARの総量をあらわします。
この値は、照明によって放射されるすべての光量子を測定します。
使われる単位は、マイクロモル/秒(μmol/s)です。μ=マイクロは、百分の一という意味です。

光量子束密度(PPFD:Photosynthetic Photon Flux Density)

 

時間あたり面積あたりに降り注ぐ、植物に有効な光の粒の量です。

 

どの部分にどれだけ光合成に有効な光量子が当たってるか

という一番実用的な単位です。

 

単位はマイクロモル/平方メートル/秒(μmol/m2/s)です。

 

夏の日中は約10万ルクスで、

光量子束密度は夏の日中の光量子束密度(地表に降り注ぐ光量子のモル数)は、

1平方メートルあたり・1秒あたりで、

2,000μmol/m2/s程度らしいです。

 

一平米に、光のツブツブが1秒間にどれだけ降り注いでいるかってことですね。

このPPFDという単位、同じ光源なら数字の多い少ないで、

どっちが光合成させることができるかっていう優劣が決まるらしいのです。

 

 

スペクトル

 

光は波としての性質があります。

そして、その波長によって色が変わります。

 

人間に見える波長の光は可視光線と呼ばれ、

それがあの虹として見える例の7色です。

 

それより波長が長いところを赤外線、

波長の短いところを紫外線とよんでいるのを耳にしますよね。

人には見えないところです。

 

色の話で、

大麻育成に関係するところなのですが、

光合成をするのは葉緑素(クロロフィル)です。

照明器具のスペックを計る時、

そいつらが仕事をするために必要な光の質が問われるのです。

 

ここで言う光の質とは、光の波長の構成のことです。

クロロフィルは青と赤の波長の光をよく吸収します。

一方、緑の光は赤や青に比べるとあまり吸収されませんし、

近赤光(700nm以上の光。赤外線のうち波長が短いもの)はほとんど吸収されません。

 

400nm~700nmの範囲の光合成に有効な範囲の光をPARというのです

 

スペクトルダイヤグラムが用意されている製品はありがたいですね。

大麻が必要としている、青と赤の波長にピークがあることを確認したり、

比較したりしましょう。

開花期には赤の光を必要とするので、

赤い光の部分に着目して選ぶとバッズの収穫量がアップするでしょう。

 

そうはいっても、最新の研究で、

赤と青だけの光(LEDによくある紫のやつですね)で育てた場合と、

色んな波長を同時に照射して育てた場合(例えば太陽光)を比較した時、

色んな光を当てた方がよく育つことが分かってきました。

理由はかなり高度な話になりますので、興味がある方は調べてみてください。

 

そういわれると、最新のハイエンドLEDライトは、

軒並みフルスペクトル照射のモデルが多いですよね。

(赤と青以外の光も出すので、白っぽい色のライト)

 

また、

植物は、自分の周囲の光環境変化を感知しています。

光の色の構成の変化を敏感に察知し、

周囲に植物が存在していることを意味し、

負けないよう、茎の伸長速度を増加させるなどの反応が知られています。

どうでしょう。

隣のやつに負けたくないって思ってる僕たちになんか似てません?

 

光は、植物のあらゆる生長フラグのスイッチになっているようですね。

だから、ヒトを基準としたルクスじゃ、いまいち使えなかったんですね。

 

光の分散によるスペック低下

 

あと、光の分散具合などにも注目してください。

下の図ようなスペックシートがあれば植物育成ライトの真下と周辺領域に、

光合成に有効な光がどれだけ放射されるかがわかるからです。

照明の真下ではPAR値が非常に高いが、

周辺領域ではPARが著しく低下する照明もあります。

 

せっかく同じクローンで栽培してるのに、

真ん中だけ育って、結局収穫量はイマイチとなりかねません。

また距離によって光は弱まります。

 

これらを、

利用率(CU:Coefficient of Utilization)

といいます。

光源から距離が離れるほど、その2乗に比例してCUは低下します。

かといって、光源に近づけると大麻が焼けてしまいます。

適当な距離に照明をセットしましょう。

 

 

光飽和点(こうほうわてん)

 

この指標を参考までに

一般的に光の増加とともに、光合成速度は速くなるけど、

ある程度光が強くなりすぎると、光合成の限界がくる。

そしてそれ以上いくら光を強くしても、光合成速度は上がらない。

その飽和点を光飽和点といいます。

植物の種類によって飽和点になる光の所作は異なります。

 

大麻はかなり飽和点が高い植物として知られています。

光飽和点ギリギリまで光を当てれるように頑張りたいところですね!

 

CO2を添加することによって、光飽和点は限界突破できます。

1㎡で500gまでが限界だった乾燥バッズが、

CO2添加で、600g~ 目指せるのです!

 

その目安が、

PPF: 1000µmol/S 前後

だといわれています。

 

1000μmol/s以上の光はCO2添加しないと必要ないとも言えますね。

↓の動画が詳しいです。

 

 

光量子効率(Efficacy

 

 

電気エネルギー(Wワット)を、光合成に有効な光に、
どれだけ効率的に、変換出来ているか?
という指標です。
(光合成有効光量子束)PPF/watts = 効率
W(ワット)=J(ジュール)×S(秒)なので
PPF(µmol/S)÷ W(J/S)で、
単位はμmol/J となります。
これが効率を表す単位となります。
この数値が大きいほど、照明システムの効率は高いということになります。
この単位を使うとHIDや蛍光灯やLEDや太陽のスペックを比較できるのです!

 

高級LEDメーカーとして知られているmigrolightの動画です。

ここでは、ワットあたりの光の強さを比べようとしてます。

これはグロアにとってはありがたい指標となるのではないでしょうか?

 

ここでの単位はPAR/Wとなっておりますが、まぁ厳密にはPPFを使うべきでしょうが、

PPF(µmol/S)が時間当たりのPARなので、ほとんど同じなので、気にせずに見てみてください。

 

 

 

 

LEDライトは、発散する熱量がHIDに比べて、

ほとんどないと思っていました。

ですが、必ずしもそうではないようです。

 

LEDライトも消費電力に比例して発熱します。

昨今のLEDユニットはW数も大幅アップ。

その発散熱量はHID並みです。

しょぼい中華製LEDがよく故障するのも、

この廃熱処理が適当ではないためです。

 

ですが、依然としてLEDは熱問題でHIDより優位です。

その理由は…

HPSは電球が熱くなるので、

植物のトップに向けて熱を照射してしまいます。

対して、

LEDライトは素子全体から熱がでます。

上手くやれば、上の方(基板実装面)に熱を発散することができます。

そういえば、高級LEDは、基盤の裏側に、

ごっついヒートシンクなどを装着してるのをよく見かけます。

そういう意味でも、熱問題に関してはLEDはHIDより優位よ言えますね。

 

安いLEDはFANで冷やすものが多く、

高級LEDにはヒートシンクで冷やすものが多いような気がします。

 

LEDも、自作PCと似たような世界になってきましたね。

水冷LEDなどもあるようですし。

ワクワクしてきましたね。

 

結論

 

現在普通に入手できるLEDライトに1000wとか2000wとかの表示がありますが、

あれはあくまでメーカーが謳っているだけで、ほとんど信用できません。

 

まだ、車の馬力みたいな指標が一般化してないためです。

LED製造会社が変わると全く性能が違うようです。

 

今回書いたことが少しでも参考になれば嬉しいです。

光に対する深い理解がないと、世界最先端の大麻栽培は不可能です。

 

LEDライトブームに乗じて、

低品質な商品を売りつけようとするメーカーもあります。

LEDライトはまだまだ発展途上で、

これからどのようになるか予断を許さないところです。

 

LEDで作ったバッズの方が樹脂のノリは良いらしいです。

色も毒々しくて人気があるようです。

 

ですが、

依然としてHPSライトの方が収穫量は多いみたいです。

というより、HPSが枯れた技術で、メーカーごとに差が少ないので、

失敗がないということでしょう。

 

ものすごく高価なLEDライトは例外として…

 

相当リサーチした結果、それが英語圏のエンドユーザー達の平均的な感想のようです。

 

LEDライトは買うのにも相当なリサーチ力が必要です。

実際どのライトを買えばいいの?

ってことになりますね。

 

いよいよ次回、

高級LEDライトを一つ一つ見ていきましょう!