Een vergelijking van de specificaties van LED-armaturen levert interessante inzichten op. Uitvoering, lichtopbrengst en energie-efficiëntie zijn allemaal het gevolg van keuzes die de fabrikant heeft gemaakt. De verschillen zijn groot. Wat voor de teler de verstandigste keuze is – een topproduct of juist relatief goedkope oplossing – hangt van zijn bedrijfsomstandigheden af.
[wcm_nonmember]
Voor het bekijken van deze content heeft u een lidmaatschap nodig, of log in als u al een lidmaatschap heeft.
[/wcm_nonmember]
[wcm_restrict]
Ongetwijfeld hebben alle fabrikanten van LED-armaturen dit gedaan: de brochures met specificaties van de concurrent doorgespit. “Ook wij hebben het in eerste instantie puur voor intern gebruik gedaan. Om te zien wat er op de markt is en hoe de producten van elkaar verschillen”, zegt Jan Mol, directeur van Lemnis Oreon. Maar vervolgens biedt de tabel die eruit voorkomt, een goede basis voor een gesprek over de afwegingen die zijn bedrijf en de concurrenten maken. Want die verschillen nogal en daarmee ook de armaturen.
Valse start
Lemnis Oreon staat aan de basis van de LED-belichting in kassen: in 2007 lanceerde het bedrijf de eerste watergekoelde armaturen. Het bedrijf is opgezet door investeringsmaatschappij Tendris, die als doel heeft duurzame technologie te bevorderen. Energiemaatschappij Oxxio en The New Motion (laadpalen voor elektrische auto’s) zijn andere initiatieven.
De eerste introductie was eigenlijk een beetje een valse start. “De eerste modules bij tomatenbedrijf Van der Kaaij (RedStar) bleken slecht opgewassen tegen de vochtige en stoffige kasomstandigheden”, vertelt Mol. Mede op grond daarvan heeft zijn bedrijf het over een heel andere boeg gegooid. De directeur laat de huidige armaturen zien. Wat meteen opvalt, is dat ze enorm degelijk en robuust zijn. Een zware aluminium plaat aan de achterkant, glas als dekplaat aan de voorkant en heel veel LED’s, namelijk 480, die bovendien een hoge efficiëntie hebben. Het armatuur is watergekoeld. Op alle fronten is de beste oplossing gekozen. Daardoor scoort de Oreon Grow Light 2.1 qua lichtopbrengst en energie-efficiëntie het hoogst in de tabel. Maar daar hangt wel een prijskaartje aan.
Krentenbrood
Bij de vergelijking van LED-armaturen zijn drie zaken van belang: de energie-efficiëntie, de lichtopbrengst en hoe lang die op peil blijft. Daarbij spelen mee: de kwaliteit van de LED’s, de manieren om veroudering te voorkomen en het armatuur zelf.
LED betekent light emitting diode. Hij bestaat uit meerdere laagjes halfgeleider materiaal, gevat in een behuizing met een lens. Het ene laagje heeft een overmaat aan elektronen, het andere een tekort. Door dit verschil ontstaat er een potentiaal; als er stroom op wordt gezet, kunnen elektronen van de ene naar de andere laag overspringen wat gepaard gaat met lichtuitstoot.
In een chemisch proces worden de laagjes op een onderlaag, de wafer, opgebouwd. Dit gebeurt bij zeer hoge temperaturen. De wafer heeft een kristalstructuur en de laagjes volgen deze structuur tijdens het aangroeien. Het materiaal geleidt alleen als er onzuiverheden in zitten; daarom worden speciaal geselecteerde ‘onzuiverheden’ met opzet in de verschillende laagjes gebracht. De keuze van de onzuiverheid bepaalt mede het gedrag van het eindproduct. Het is te vergelijken met krentenbrood: het deeg is het kristalmateriaal, de krenten de onzuiverheden. En net als in een krentenbrood lukt het nooit om die helemaal egaal te verdelen. Dat is een belangrijke reden waarom de wafer kwalitatief goede en minder goede delen kent. Een andere reden zijn hele kleine foutjes in het materiaal, die zijn nooit helemaal te voorkomen.
Kleine afwijking
Als de wafer in kleine stukjes wordt gesneden – deze chips zijn de basis van de LED’s – zijn er daarom beter en minder goed functionerende delen. Na het snijden van de wafer worden de chips gesorteerd op eigenschappen zoals lichtoutput en rendement. Het is de keuze van de armatuurfabrikant welke kwaliteit hij vervolgens inkoopt: allemaal LED’s met een heel hoge output of juist met een lagere.
De reden dat de armaturen van Philips, Hortilux, Lemnis en vlak daaronder leoLED en Senmatic hoog scoren op energie-efficiëntie is puur terug te voeren op dit feit.
De manier van fabriceren heeft overigens als gevolg dat de LED’s in een armatuur nooit allemaal precies dezelfde lichtsterkte zullen hebben. Ze wijken onderling een heel klein beetje van elkaar af. Dat is met het oog niet te zien.
Koelen noodzaak
Een belangrijke vraag die telers stellen is altijd: hoe lang blijft het lichtniveau op peil. Van cruciaal belang daarbij is de behandeling van de LED’s. Ze kunnen slecht tegen te hoge stroomsterkte en te grote hitte (en moeten daarom worden gekoeld). Er zijn drie manieren om de LED’s te koelen: met koellichamen (bijvoorbeeld Philips, NewLux, Hortilux), met een kleine ventilator (Heliospectra) of met water. Lemnis was tot voor kort de enige die waterkoeling toepast. “Je koelt daarmee de LED’s op de meest efficiënte manier en voert tegelijkertijd de warmte uit de kas weg. Dat geeft wel extra kosten voor een waternet door de kas en een koelinstallatie, maar de gewonnen warmte kun je hergebruiken. Dan zijn de kosten lager dan de opbrengsten. Daarnaast zijn er genoeg omstandigheden en gewassen waarbij de teler wel licht wil maar geen extra warmte”, geeft Mol aan.
De waterkoeling houdt de LED’s op 35°C. Dat is voldoende om veroudering tegen te gaan. Boven de 60°C begint de veroudering te tellen, iedere 10°C meer halveert de levensduur. “Als je goed koelt, is er eigenlijk geen afname van de efficiëntie van de chips gedurende de tijd dat ze in kassen worden gebruikt”, zegt hij.
Lichtoutput
De lens van de LED’s is gemaakt van siliconen. Dat materiaal wordt nauwelijks minder doorzichtig in de loop van de tijd, in tegenstelling tot het vroeger gebruikte expoxy. Om de LED’s te beschermen tegen kasomstandigheden zit er een afdekplaat op de armatuur. Die kan van glas of plastic zijn. “Wij kiezen voor hoogdoorlatend glas. Dat veroudert niet. Het kan wel vies worden, maar dat kun je schoonmaken. Bij plastic kunnen UV-licht en inbranden van vuil op den duur voor een lagere doorlatendheid zorgen”, zegt hij.
Een manier om de levensduur te garanderen en tegelijkertijd de efficiëntie te verhogen is om weinig stroom door de LED’s sturen. De lichtoutput is bij een lager vermogen namelijk relatief hoger (meer µmol/J). Dit is de aanpak die Hortilux hanteert. De lichtoutput per LED is dan wel lager, zodat er meer LED’s per armatuur moeten worden gebruikt om dezelfde lichtintensiteit te bereiken, waardoor een groter armatuur nodig is.
Efficiëntie
Hoeveel licht er uit een armatuur komt, is de combinatie van de LED-kwaliteit en de hoeveelheid LED’s in die armatuur. In het algemeen zal de teler van de goedkopere armaturen meer exemplaren moeten ophangen om dezelfde lichtintensiteit te bereiken als bij een duurder type. Die grotere hoeveelheid lampen geeft dan extra schaduwwerking.
“Voor een business case zou je eigenlijk van de meest efficiënte lampen uit moeten gaan. Maar de investering is dan wel hoger: je geeft meer geld uit om later meer te verdienen. Je praat al gauw over heel hoge investeringen. Dat is de reden dat goedkopere (= minder efficiënte) oplossingen ook aftrek vinden”, zegt Mol.
In de huidige markt voor LED’s wordt er niet gewerkt met catalogusprijzen, maar worden aanbiedingen op maat gedaan per project. Daarom is op geen enkele manier een algemene prijs/kwaliteit afweging te maken op basis van de specificaties in de figuur.
Samenvatting
Vergelijking van twaalf LED-armaturen leert veel over de keuze die fabrikanten maken bij de selectie van de LED’s en de manieren om veroudering te voorkomen. Dat geeft de teler houvast bij zijn keuze voor de beste oplossing of juist een voordelige variant die minder investering vergt.
Tekst: Tijs Kierkels. Beeld: Lemnis Oreon.
[/wcm_restrict]