Il nostro nuovo metodo di lavoro DaniReef LAB per la misurazione dei PAR della ATI Straton
Antefatto: (questa paragrafo è identico per tutte le plafoniere sottoposte al DaniReef Lab e serve a spiegarne la metodologia di lavoro) Nelle lunghe notti passate sul nostro forum (qui) ci siamo sempre chiesti come si potrebbe ragionare per riuscire a comparare i valori dei PAR delle diverse plafoniere. Fino ad oggi, pur avendo lo strumento adatto, il Quantum Meter MQ-510 di Apogee, ci siamo sempre riferiti al solo valore misurato al centro a circa 20 cm di distanza dalla plafoniera.
Il Quantum Meter MQ-510 misura i PAR, espressi in PFFD ovvero densità di flusso di fotoni fotosintetici (photosynthetic photon flux density) in μmol m-2 s-1. Questo strumento viene calibrato per funzionare sott’acqua, quindi usato in aria il valore misurato deve essere diviso per 1,32 che è il fattore di immersione. Non essendoci acqua, al momento delle prove che vedremo, dobbiamo effettuare la conversione. I valori che voi vedrete saranno sempre quelli già corretti.
Abbiamo così deciso di costruirci una base da 70×70 cm, dove abbiamo indicato 17 punti fiduciali dove andare a posizionare il sensore del Quantum Meter MQ-510. Per posizionare la plafoniera abbiamo creato dei rialzi da 20, 40 e 60 cm. In modo da leggere i valori sempre con la medesima distanza dal sensore. Questo ci permetterà di creare delle curve nello spazio che potranno essere confrontate con quelle di altre plafoniere, sempre alle distanze date. Notate che questa distanza è misurata fra la base del sensore e la base della plafoniera. In realtà la distanza deve essere diminuita di 3,5 cm che è l’altezza del cilindro di misura ed aumentata di 0,5 cm che è la dimensione dei distanziali che ci permettono di tenere sollevata la plafoniera.
In totale le tre misurazioni saranno effettuate quindi a 17, 37 e 57 cm di distanza, in aria, e verrà applicato il fattore correttivo.
La misurazione dei PAR a 17 cm di distanza
Questa la situazione di prova. Sotto vedete il tabellone, e lo strumento, e sopra si vede bene la plafoniera appoggiata sui profili in legno. In questo caso abbiamo però usato i profili per fare l’altezza giusta e poi abbiamo lasciato la sola plafoniera appesa. I punti non indicati sul tabellone sono stati stimati nella tabella seguente.
Questi i valori rilevati:
E questo il grafico corrispondente, siamo tornati alla nostra classica scala del grafico per poter confrontare plafoniere simili.
La prima misurazione ha la caratteristica di avere una limitata distanza fra plafoniera e sensore. Per le caratteristiche di questa plafoniera vediamo come la differenza centro bordi sia piuttosto bassa. Poca potenza di picco, ma ottima distribuzione. Tutto come ci si poteva attendere visto il disegno della plafoniera e la sua distribuzione. Ricordiamo che l’area illuminante della plafoniera è di 40×40 cm, mentre la nostra area di misurazione 60×60 cm.
La misurazione dei PAR a 37 cm di distanza
Questa la situazione di prova. Sotto vedete il tabellone, e lo strumento, e sopra la plafoniera rialzata esattamente a 37 cm di distanza.
Questi i valori rilevati:
E questo il grafico corrispondente.
Aumentando lo spazio fra plafoniera e sensore, la curva è ancora più piena. Decresce ai lati, forse più di quanto ci saremmo aspettati. Ma l’idea è che sia molto piena. Il valore centrale diminuisce da 1612 a 743 μmol m-2 s-1.
La misurazione dei PAR a 57 cm di distanza
Questa la situazione di prova. Sotto vedete il tabellone, e da questa distanza si vede molto bene lo strumento. Visivamente l’area illuminata è estremamente ampia, e quindi diminuisce la potenza specifica per cm quadrato.
Questi i valori rilevati:
E questo il grafico corrispondente.
Aumentando ancora lo spazio fra plafoniera e sensore, diminuisce ulteriormente la differenza fra i PAR misurati al centro ed ai bordi. Aumenta l’uniformità, come era lecito attendersi ma diminuisce la potenza totale. La luce si espande, ma il valore centrale diminuisce ancora da 1612 a 743 a 385 μmol m-2 s-1.
Salta agli occhi il fatto che la copertura sia praticamente uniforme.
I PAR al centro nelle diverse configurazioni
Continuiamo con i nostri rilevamenti tecnici. A seguire vediamo come calino, in un grafico, le misurazioni dei PAR al centro nelle tre diverse distanze della prova.
Variazione Energia della ATI Straton in base alla distanza
Questo secondo me è il dato più significativo fra quelli misurati, e quello più confrontabile. La variazione energetica. Sono stati calcolati i volumi sottesi dalle tre superfici che avete visto precedentemente. Perché è ovvio che allontanandosi dalla plafoniera i valori di PAR calino, ma calano anche perché la luce illumina uno spazio maggiore. In questo modo si cerca di tenere conto di tutta l’energia luminosa contenuta nell’ipotetico quadrato di 60 cm sotteso dalla plafoniera. E si vede che i tre valori 2.018.232, 1.409.595 e 957.209 assumono una diversa connotazione rispetto ai valori misurati al centro. Quando i primi sono molto calanti perché aumentano le distanze, l’area sottesa, ovvero l’energia, diminuisce meno, perché il “grosso” dell’illuminazione della plafoniera “concentrata” rimane al centro. Questa la teoria. Nella pratica invece le ATI Straton seguono una diminuzione energetica lineare. Questo perché i LED sono molto distribuiti.
Anche per questa plafoniera comunque guardando i valori delle tre curve si vede come ai bordi ci sia più luce a 57 cm che a 37 cm che non a 17 cm.
Valori per canale al centro nelle tre distanze
Abbiamo misurato anche i valori per ogni singolo canale, ma lo abbiamo fatto solo al centro, per darvi una idea di quale contributo i diversi canali abbiano sui PAR emessi.
Vediamo i valori misurati:
| Distanza = 17 cm | Distanza = 37 cm | Distanza = 57 cm | |
| Canale 1 UV | 136 μmol m-2 s-1 | 70 μmol m-2 s-1 | 35 μmol m-2 s-1 |
| Canale 2 V | 179 μmol m-2 s-1 | 89 μmol m-2 s-1 | 45 μmol m-2 s-1 |
| Canale 3 Royal Blue | 208 μmol m-2 s-1 | 96 μmol m-2 s-1 | 48 μmol m-2 s-1 |
| Canale 4 Blue | 417 μmol m-2 s-1 | 187 μmol m-2 s-1 | 95 μmol m-2 s-1 |
| Canale 5 Ciano | 145 μmol m-2 s-1 | 63 μmol m-2 s-1 | 31 μmol m-2 s-1 |
| Canale 6 Bianco | 466 μmol m-2 s-1 | 222 μmol m-2 s-1 | 113 μmol m-2 s-1 |
| Canale 7 Rosso | 90 μmol m-2 s-1 | 41 μmol m-2 s-1 | 18 μmol m-2 s-1 |
Due canali sono praticamente responsabili di buona parte dell’emissione PAR della plafoniera, parliamo del Blue e del Bianco, gli altri 5 canali sono allineati ma non troppo staccati. Bianco e blu sommano 883 μmol m-2 s-1 quando gli altri altri 5 canali sommano 758 μmol m-2 s-1. Ovvero due canali sono il 54% del totale.
Consumo
La rilevazione del consumo istantaneo è stato reso possibile grazie all’utilizzo del comodo strumento RCE PM600 che è in grado di misurare anche il Cos(fi) (o sfasamento). Il risultato viene fornito direttamente in watt.
Qui sopra vediamo la potenza massima ed a seguire il valore dello sfasamento.
La plafoniera ATI Straton consuma quindi 211 watt. Considerando che a 17 cm la plafoniera sviluppa al centro 1612 μmol m-2 s-1, si può dire, in prospettiva, che abbia un valore di picco di 7,64 μmol m-2 s-1 w-1 (PAR per watt).
Il consumo elettrico è al di sotto di quanto dichiarato sui dati tecnici della plafoniera. La perdita è di circa l’8%. Noi abbiamo misurato più volte questo valore, e su entrambe le plafoniere a nostra disposizione. A noi comunque interessa il valore dei PAR più che la confidenza coi dati dichiarati, vogliamo cioè capire cosa si possa ragionevolmente allevare con questa plafoniera ed i suoi valori.
Le plafoniere comunque scaldano, abbiamo letto 52-53 gradi nell’applicazione, e considerate che a 56 gradi teoricamente la plafoniera dovrebbe cominciare a dimmerare i propri canali. Se questo sarà sufficiente per il calore estivo ve lo sapremo dire… fra non molto.
Proseguiamo a pagina tre con i costi di utilizzo, i confronti con le altre plafoniere ed il nostro commento finale.
