Aquaria - Verlichting

Licht... in het algemeen

Zonder licht zou er geen leven op aarde mogelijk zijn, er zou geen plantengroei zijn en het hele wereld-ecosysteem zou ten onder gaan. Licht en kleur zijn boeiende fenomenen. Ondanks de rol die ze in ons leven spelen, vinden we ze als vanzelfsprekend. Wij zijn ons niet bewust van de ingewikkelde wisselwerking tussen licht en de wereld zoals we die rondom ons zien. Het is de bedoeling in dit artikel duidelijk te maken wat licht betekent in het algemeen en in ons aquarium. Eerst moeten we een aantal gegevens en begrippen trachten te begrijpen.

Wat is eigenlijk "licht"

Licht is straling. Elk lichaam, vast, vloeibaar of gasvormig dat kan veranderen van energieniveau, produceert een straling. IJs wordt water, water wordt damp. Deze straling is elektromagnetische energie, en kan variren in frequentie en golflengte. De frequentie bepaalt het aantal cycli van de straling per seconde en wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). Golflengte is de afstand tussen twee opeenvolgende golven en wordt uitgedrukt in nanometer (nm).
Een natuurlijke lichtbron, ons best gekend is de zon. De stralen hebben een snelheid van 300.000 km/sec (lichtsnelheid). Slechts een deel van de stralen is voor het menselijk oog zichtbaar, namelijk de golflengte tussen 380 en 780 nm. Onder het zichtbare licht ligt het ultraviolette licht en daarboven het infrarode licht. Van de stralen die het oog kan waarnemen ziet ze de golven die bij de uitersten liggen minder goed, dan de waarden in het midden. Een lamp van 40 watt die straling geeft rond de 555 nm zal ons de indruk geven veel meer licht te geven dan dezelfde lamp die straling geeft rond de 700 of 400 nm. Met andere woorden ons oog is veel gevoeliger voor het groen-gele gebied van het spectrum.

Lichtkwaliteit en kleur

Natuurlijk zonlicht, het daglicht, bestaat uit het volledige spectrum van het zichtbare licht, namelijk een egale straling van 380 tot 780nm. Zonlicht bestaat uit:
Lichtkleur Golflengte in nanometers

De kleur van een voorwerp wordt bepaald door de lichtsoort (blauw, rood of andere kleur) dat weerkaatst wordt door dat voorwerp. De andere lichtsoorten worden door het voorwerp geabsorbeerd. De lichtsoort moet uiteraard in de straling van de bron aanwezig zijn. Wit licht is dus een evenwichtige kombinatie van verschillende gekleurde lichtsoorten die in het zichtbare spectrum terug te vinden zijn. Kunstlicht is niet zo ideaal samengesteld, er is geen evenwichtige verhouding tussen de verschillende golflengten. Daardoor heeft iedere lichtbron zijn specifieke lichtkwaliteit
De kleurtemperatuur, dit is de zichtbare kleur van een lichtbron gemeten in graden Kelvin (0 k = -273C). Naarmate ons oog een kleur als koeler ervaart is de energiegolf kleiner en de kleurtemperatuur hoger.

Licht en planten

Licht is n van de belangrijkste levensbronnen die planten nodig hebben om krachtig te kunnen groeien. Licht stimuleert elementaire processen als bladgroen-synthese en fotosynthese.
Bij chlorofylsynthese (bladgroen-synthese) wordt er bladgroen, geproduceerd, het groene pigment in bladeren en stengels. Aangezien planten groen zijn wil dit zeggen dat de groene stralen worden weerkaatst (daardoor zien we de groene kleur), de andere kleuren (energie) worden geabsorbeerd.
Bij fotosynthese wordt er gezorgd voor de omzetting van kooldioxide en water in koolhydraten en zuurstof, dit is de groei van de plant. Het licht levert daarbij de energie die nodig is om het proces in werking te stellen. Uiteraard spelen andere factoren zoals temperatuur, watersamenstelling en voedingsstoffen enz. ook een belangrijke rol.
Het fotosyntheseproces verloopt veel intensiever bij licht in de rode en blauwe gebieden van het spectrum. Veel rood licht zorgt voor een langgerekte plantengroei, veel blauw licht voor een meer gedrongen groei. Een aanbevolen verhouding is 5 delen rood op 1 deel blauw.
De doelmatigheid van fotosynthese is het hoogst boven 1.000 lux.
We gebruiken in het aquarium tropische planten, principieel is daar 12 tot 14 uur zonlicht per dag. We laten onze lampen dan ook zo lang branden.

Het aquarium

Voor we de lampen bespreken moeten rekening houden met een aantal lichtverliezen die optreden in het aquarium.

Dit is een verschil van 45% tussen de uitersten !!

Lichtbronnen

Overzichtstabel van een aantal tl lampen die kunnen gebruikt worden in het aquarium

vermogen soort Osram type Sylvania type lichtkleur kleur- weergave lichtstroom in lumen kleur- temperatuur
18W standaard 10 154 daglicht 75 1050 6500
36W standaard 10 154 daglicht 75 2500 6500
58W standaard 10 154 daglicht 75 4000 6500
18W standaard 30 129 warmwit 75 1150 3000
36W standaard 30 129 warmwit 75 2850 3000
58W standaard 30 129 warmwit 75 4600 3000
18W 80-reeks 11 186 daglicht 85 1300 6000
36W 80-reeks 11 186 daglicht 85 3250 6000
58W 80-reeks 11 186 daglicht 85 5000 6000
18W 80-reeks 31 182 daglicht 85 1350 3000
36W 80-reeks 31 182 daglicht 85 3350 3000
58W 80-reeks 31 182 daglicht 85 5200 3000
18W 90-reeks 12 --- daglicht 98 1000 5400
36W 90-reeks 12 --- daglicht 98 1200 5400
58W 90-reeks 12 --- daglicht 98 1500 5400
18W 90-reeks 32 193 warmwit 96 1000 3000
36W 90-reeks 32 193 warmwit 96 2350 3000
58W 90-reeks 32 193 warmwit 96 3750 3000
18W 90-reeks 22 194 wit 96 1000 3800
36W 90-reeks 22 194 wit 96 2350 3800
58W 90-reeks 22 194 wit 96 3750 3800
speciale lampen:  
18W   grolux   geen 550 geen
30W grolux geen 1000 geen
36W grolux geen 1400 geen
58W grolux geen 1500 geen
18W   fluora 74   geen 590 geen
30W fluora 75 geen 895 geen
36W fluora 76 geen 1200 geen
58W fluora 77 geen 1500 geen
18W   gro-aquastar 50 800 10000
30W gro-aquastar 50 1500 10000
36W gro-aquastar 50 2000 10000
58W gro-aquastar 50 3000 10000
18W   aquarelle Philips   70 800 10000
30W aquarelle Philips 70 1500 10000
36W aquarelle Philips 70 2000 10000
58W aquarelle Philips 70 3000 10000
18W 72 biolux   97 1100 6500
30W 72 biolux 97 1600 6500
36W 72 biolux 97 2300 6500
58W 72 biolux 97 3700 6500
  AANTAL LUMMENS  
  Aqua-Glo Sun-Glo Power-Glo
20W   400 1230 1100 geen   geen
30W 650 2100 1660 geen geen
40W 960 3100 2200 geen geen

Bij het gebruik van tl lampen speelt de persoonlijke voorkeur een grote rol. Maar toch zijn er een aantal zaken waar men niet buiten kan. Men heeft groeilicht nodig en men heeft kijklicht nodig. groeilicht in de rode en blauwe zone van het spectrum doet de planten groeien, maar is voor veel mensen niet mooi om naar te kijken (vb. Grolux heeft een rode kleur en zeer slechte kleurweergaveindex). Daarom moet men dit compenseren met lampen die aangenaam kijklicht geven en een zeer goede kleurweergaveindex. Ook het lichtrendement en de aankoopprijs spelen een grote rol.
Mijn persoonlijke voorkeur gaat uit naar een combinatie van:

De beide eerste geven het hoogste lichtrendement tegen de laagste prijs, maar hebben een middelmatige kleurweergaveindex. Dit wordt gecompenseerd door de biolux lamp die een minder goed lichtrendement geeft maar wel een zeer goed kleurweergaveindex heeft, het volledige kleurenspectrum weergeeft, dus ook alle kleurschakeringen en zelf een kleine hoeveelheid UV licht. De standaardlampen branden gedurende de dag, de biolux 's avonds.

Hoeveel lampen

Ons aquarium is bijvoorbeeld 160 x 70 diep x 60 cm hoog
We hebben gezien dat we minimum 1000 lux zouden moeten hebben.
lux = l gedeeld door kwadraat van de afstand.
als de hoogte vb 0,6m is dan is de formule lux= l/0,6x0,6
1000 lux = x l /0,36
x l = 1000/0,36= 2777 lumen
we hebben dus per vierkante meter bodem-oppervlakte 2777 lumen nodig
de oppervlakte van de bak is 1,6 x 0,7 = 1.12m = 1,12 mx 2777 l = 3110 lm
Als we rekening houden met rendementsverliezen van de lampen, diepte van het aquarium, reflectieverliezen enz., komen we gemakkelijk aan de factor 0,15 tot 0,25, Dit wil zeggen dat van de 3110 l die we nodig hebben er in het slechtste geval maar 3110 x 0,15 = 466 l overschieten. om aan onze 3110 lm te komen hebben we 3110/0,15= 20733 lm nodig; In een goed geval met factor 0.25 hebben we 3110/0,25 = 12440 lm. In dit geval nemen we 4 tl lampen verdeeld over de verschillende kleuren.

Halogeen metaaldamplampen (HQL)

De ontwikkeling van deze lampen ,de laatste 10 jaar, maakt de toepassing in de aquaristiek meer en meer mogelijk. Deze lampen presteren nu een goede kleurweergave met een zeer hoog lichtrendement. Er zijn lampen beschikbaar in daglichtkleur alswel als in warmwitkleur. Het grote probleem bij dit concept van verlichting zijn de volgende

Als men een veel beter lichtstroom wil hebben dan bij tl lampen, moet men al in de hogere vermogens van 150 W gaan. In de lagere vermogens zijn de ontladingslampen en tl lampen competitief, zelfs in de hogere vermogens is er weinig verschil in het lichtrendement.
vb. HQI-TS 150 /wdl is warmwit van kleur geeft 11.000 l en heeft een levensduur van 6.000 branduren. Als we deze gegevens vergelijken met de tabel van de tl lampen dan geven de tl lampen nog een beter lichtrendement. Met het voordeel van de mogelijkheid van een betere lichtverdeling over de gehele oppervlakte van het aquarium.