Seralarda LED aydınlatma sistemleri

Bitkilerin büyümesi için gerekli girdilerden bir tanesi de ışık enerjisidir. Normal şartlar altında güneştan gelen doğal ışık ile bitkiler fotosentez yaparak büyümelerini gerçekleştirir ve yaşamlarını sürdürürler. Fotosentezin gerçekleşmesi için ışığın yanında yeterli ısı, karbondioksit (bu havada zaten mevcut) ve suya ihtiyaç vardır. Bitkilerin büyümelerini hızlandırmak için fotosentez zamanlarının uzatılması (bitkilerin kısa zamanda büyümesi) veya doğal mevsim dışı zamanlarda bitki üretimlerinde yapay ışık kaynaklarından istifade edilmektedir.

Parçaçık karakterli bir elektromanyetik dalga olan ışık aslında bir enerji biçimidir. Karbon döngüsünün bir halkası olan fotosentezle karbondioksit karbon ve oksijen olarak ayrışmaktadır. Açığa çıkan oksijen insan ve hayvanların yaşamları için hayati önemi olan bir gazdır.

Özellikle bitkiler için yapay yaşam ortamı seralarda toprak, su ve ortam ısısı temin edildikten sonra fotosentez için daha önceki uygulamalarda halojen lambalar ve/veya deşarj esaslı sodyum lambalar kullanılmaktaydı. LED ışık kaynağının genel aydınlatmada kullanılması ile birlikte niş bir konu olan sera aydınlatma uygulamalarında da LED ışık kaynakları kullanılmaya başlandı.

Yapılan bilimsel araştırmalarda, bitkilerde fotosentez olayının gerçekleşmesi için mavi (470 nm dalga boyu) ışık, kırmızı (630 nm dalga boyu) ışık ve derin kırmızı (730 nm) dalga boyu ışıklar kullanılmaktadır. Bazı bitkiler mavi dalga boyuna yakın mor ötesi (370 – 420 nm) ışık ihtiyaçları olabilir. Yeşil ışık bitkiler tarafından çok az kullanılır veya kullanılmaz ve yansıtılır, zaten onun için biz bitkileri yeşil olarak görürüz. Temelde bitki yetiştirilmesi için tasarlanan armatürler mavi, kırmızı ve derin kırmızı renklerinden oluşan LED dizinleri kullanılarak tasarlanır. Bu sebeple biz bu armatürlerin ışığını mavi ve kırmızı ışıkların bileşeni olan pembe renk tonlarında algılarız.

Hollanda da bir Üniversitenin de bulunduğu bir ekibin yaptığı çalışmalarda deşarjlı lambalara göre LED ışık kaynaklı bitki yetiştirme armatürlerinde % 60 ile %71 oranında enerji tasarrufları ölçülmüştür. Tasarruf değerleri için sadece 400W armatür yerine, daha az enerji ihtiyacı olan bir LED armatür şeklinde değildir. Bitkilerin ışık enerjisi ihtiyaçları büyüme zamanlarına göre farklılık göstermektedir. Fidelenme, filizlenme çiçeklenme ve meyve büyütme zamanlarında ışık enerjisi ihtiyaçları farklıdır. Ziraat mühendislerinden destek alınarak yapılacak her faz için farklı aydınlatma seviyeleri ve bu seviyelerin otomasyon ile planlanıp kontrol edilmesi, faydayı azaltmadan yapılacak enerji tasarrufunu arttıracaktır.

Yine LED lambaların deşarjlı lambalara göre daha az ısıtma etkisinin olacağını düşünürsek bitkilere daha yakın konumlandırılabilir. Hatta raflı uygulamalarda üst üste dizin halindeki katmanlarda üretim yapılabilir ve daha az alanda daha fazla ürün yetiştirilebilir.

Sonuçta, LED ışık kaynakları ile yapılacak bitki/sera aydınlatmaları sağladıkları birçok avantajla tarımsal üretime ve ekonomiye katkıda bulunacaktır. Yine her projede olduğu gibi enerji tasarrufunun yanı sıra, uzun ömür avantajının sağladığı azaltılmış bakım maliyetleri ve uzun lamba değiştirme zamanları ile ek parasal tasarruf sağlayacaktır.