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 育成脱落編
[商品検証]次世代ライト・LED (2006年5月26日更新)

水草レイアウトなら照明器具の維持コストが必然的にかかってしまうのは宿命。ちなみに90cm水槽以上になると維持コストは蛍光灯もメタハラもあまりかわらないことをご存知でしょうか?ざっと言って、球の交換頻度の理想は、蛍光灯なら年に2回、メタハラは年に1回。電力は、蛍光灯は36W×4本=144W、メタハラは150W。照明器具代も含めても総合的に大差ないんですよね、どちらを選ぶかは好みになってくるでしょう。あっ、こんな話しじゃなかった…

本題です。低消費電力、長寿命の長所をもつため、商業用照明や家庭用照明等多方面でにわかに注目されているLED。当然のごとく、水育成にも使えないか、と考えるのは必然ですよね。ちょうどSIZE20cubeに新たに照明導入を考えていたので、ここはひとつ実験的に使ってみるか、って安直に商品を探しはじめました。

LEDの色は多色ありますが、照明につかえるのは青か白でしょうね。今回は水草の観賞面から当然、白色で探します。最初に発見したのは、アクアリウム用の「クラマタ ニューアズーロ」で白色が48球ついたものですが、2万円以上と高価なイメージ。市販のものスタンドタイプは今回は却下。次に市販の交換球タイプを調べるとけっこうあるもんです。ただ、まだまだ間接照明やムードランプ的のものが多く、1球あたりに使われているLEDの数がどれも少ない。多い方で18個、20W相当?と説明にありました、これで5000円くらい。そうした中でかなり多めの75個を見つけましたが、これは14000円。どうなんだろう…。

と、そんな時、Yahoo!オークションで120個付きの球を発見。だいたい随時出品されているようで(2006年4月前後の時で)、青色タイプ、青+白色タイプ、白色タイプの3種類があり、今回目的の白色タイプの相場を調査すると〜5000円くらいのようでした。120個付きで市販の相場からしてかなり割安感があるうえに明るいにこしたことはありません。18個で20W相当というのが本当だとすれば133W相当なのか???ま、これはおいといて、とにかく、なるべく安く落札できるタイミングをみはからい、2球入手。その思惑は、1球はSIZE20cubeで実験的に使用し、もう1球はSIZE90のサブライトにと。万が一、SIZE20cubeに使えなそうだったら、SIZE90のサブライトとして左右対称に使えばいいか、とも考えています。

 

■LED120連装ランプの概要

白色拡散型、金口E26、ガラスカバー付き、消費電力約6W、色温度6000-6200K、輝度12000mcd×120個、直径123mm×高さ123mm。どうやら一般的な製品でないようで、いまのところショップでの購入は不可能です。

次にこの球のソケット。選んだのは『大陽』という爬虫類等の陸ものの保温ランプ用のランプ取付器具。収縮のきくアーム式がポイントでした。

[Size20cube]

収縮のきくアームは狙った位置に配置できて思った通りいいかんじ。

2006年4月24日撮影

[Size90]アクアアーチに付属していた取付器具がうまい具合につかえそうだったので、『大陽』のクリップ部分を取り外して直接設置。このほうが、シンプルでシステマチックでかっこいい。

 

■使用した感想

LED120連装だったので、けっこう期待していましたが正直言って思ったより暗い。ま、とにかくSIZE20cubeをはじめ使用を続けてみることにしました。しかし、SIZE20cubeでこれまで調子よかった赤系のアラグアイア・レッドロタラの色が抜けてきて、他の有茎草も茎の節がまのびしはじめます。調子がではじめた下草のウオーターローン・スプーンリーフも鈍りぎみ。けっきょく2週間でギブアップ…SIZE20cubeでのLEDライトは断念し、NZ KS-CX 12000Kにもどした次第。SIZE90のサブライトはあたりさわりがないのでとりあえず継続使用。

下の写真は「LED120連装ランプ」と「NZ KS-CX」の明るさを比べたものです。だいたい、このくらいの差があります。とはいえ、色温度が12000KもあるNZ KS-CXとくらべるのは、さすがに酷ですか(笑)。※液晶画面でご覧の方には、かなり明るめに見えると思いますので、そのあたりを考慮して参考としてご覧ください。

さて、ここからは、LEDについて調べたことをまとめてみました。興味のある方は、読んでみてください。ただし長いですよ(笑)。

 

 

■LEDって?

LEDは電流を流すと発光する半導体 Light-Emitting Diode(ライトエミティングダイオード=発光ダイオード)を略して『LED』と言います。LEDチップは、Ga(ガリウム)・As(ヒ素)・In(インジウム)・P(リン)・Si(シリコン)・N(窒素)の構成で、この組み合わせでさまざまな色に発光させています。ちなみに白色は、青色LED素子の上に黄色い蛍光材をかぶせてできているそうです。 一般的にLEDが次世代照明として注目をあつめているのは、電球に比べて約10倍以上(60000時間以上)、低発熱、低電力から省エネ・省資源の観点から。しかしもっと現実的なのは、2006年7月に欧州連合(EU)から特定有害6物質(鉛、水銀、カドミウム、6価クロム、ポリ臭化ビフェニール、ポリ臭化ジフェニールエーテル)の使用を原則禁止する『RoHS指令』が発令されることなのです。というのは、蛍光灯やハロゲン照明には水銀が使われています。当然この発令は、日本はもとより世界各国も順次ならうこととが予想され、水銀を使う蛍光灯とハロゲン照明は将来的に製造できなくなる可能性があるのです。こうした情勢を背景に、とくに産業分野用の開発が急ピッチで進んでいるのでしょう。※参考/LED照明の消費電力はハロゲン照明の約1/50〜1/100といわれている。

 

■LEDの照度って?

電球の明るさは消費電力のW(ワット)数で判断しています。LEDは照らされる場所の明るさ(照度)の単位として、lx(ルクス)やcd(カンデラ)が使われます。

1000ミニカンデラ(mcd)=1カンデラ=1ルクス

では、今回私が入手したLED120連装ランプの照度を計算してみます。1つのLEDが12000mcdで120連装ということですので…1440ルクスということになります。でもルクスといわれてもどの程度なのでしょう。手元にADA発行『Do!aqua vol.8』光の特集の中でメタハライドランプの照射距離のページでなんとか判断できました。ちなみにこのページの表図は比率からして間違いなく90cm水槽を例にしていますが、このことを表記市忘れているようです、やれやれ。ま、とにかく。うちのSIZE90のセッティングと同じように水面から30cmの位置にソーラー1を配置した場合、

中央から直径約30cm範囲で 20000 ルクス

中央から直径約60cm範囲で 10000 ルクス

中央から直径約90cm範囲で 3500 ルクス

程度となります。ということは、SIZE90でも最も暗い両端の場所の明るさでも半分にみたない…ってことですな。LED120連装ランプは今回実験したSIZE20cubeで使えないことはないと思いましたが、水草メインでやるとなると数値的にもやっぱり却下に等しかったわけです。これでLED120連装ランプは2つもとSIZE90のサブライトに決定…(苦笑)。

 

■照度の定義

自然下の照度
 冬の曇り  約 15000 ルクス
 冬の晴天  約 50000 ルクス
 夏の曇り  約 50000 ルクス
 夏の晴天  約 100000 ルクス

※参考/蛍光灯を使用した一般的な部屋や会社の室内で500〜1000ルクス程度

植物に必要な照度
 一般の植物(草花類、野菜類、果菜類)  約 60000 ルクス
 観葉植物  約 30000〜15000 ルクス
 シダ類植物  〜約 2500 ルクス

 

■LED照明は可能か?

こうして白色LEDを連装したランプは、あんまりアクアリウムに使用できる程度ではないようです。いえいえ、悲観することはありません、将来的には大変明るいです。LED120連装ランプに使わていたLEDは入手しやすい安価なものが使われているようですが、現在はまだ高価ですが、1球で1Wや3Wという高照度のLEDが流通しはじめています。最近よくみかける懐中電灯につかわれているやつです。これはハロゲンランプに匹敵する照度を発生でき、例えば農業分野でも実際に使用されはじめています。 実際に昨年(2005年6月)より高照度のLEDで育てたレタス、サンチュ、グリーンリーフが一部出荷されはじめているそうです。こないだも(2006年5/1)、東京ディズニーリゾートを運営するオリエンタルランドが、園内のレストランで使う葉物野菜をLEDを使った水耕栽培で自前供給することを決めたというニュースがありましたね。LED照明を使用した植物プラントの野菜は、農薬を一切使わずクリーンルーム内で栽培されているため、虫や土が付着せず、洗う必要がなく、菌がないため長期保存がきき、残留農薬の心配がないといいます。 1Wや3Wという高照度のLEDならば少ない数でアクアリウムの照明にも必要な照度を得られそうですね。例えば3WのLEDを2コ使ったあるスタンドライトの商品で、10cm下で1500ルクスとありました。たった2コの3WのLEDがLED120連装ランプに匹敵するんですからね、これは期待しちゃいます。

と、ここまではLEDの照度を中心にしました。しかしLEDにはいろんな色がありますが、はたして観賞にたえうる白色球は植物育成に向いているのでしょうか?とりあえず次を。

 

■光の仕組み

私たちは太陽光を基本としてみています。視覚的には日光は白色ですが分解するとどうでしょう。プリズムを通した光でわかる通り虹色ですが、大きくわけると青・緑・赤のグラデーションからなります。こうした光のことを可視光線といいます。この可視光線は、ある限られた波長(エネルギー)の領域をもった光(電磁波)の1つの姿にすぎません.光には、波長の違いによって長い(エネルギーの低い)ほうから、電波・赤外線・可視光線・紫外線・X線・ガンマ線というようにさまざまな呼び名で分けられています.

人工的な照明ではどうでしょう。テレビやモニターの仕組みを例にとるとわかりやすいですが、赤(R)・緑(G)・ 青(B)の「光の三原色」の組み合わせで様々な色彩を再現でき、すべて重なった部分は白になります。日光の可視光線は光の三原色におきかえられ、構成する光りの領域は波長として表されます。アクアリウムで使用する蛍光灯やメタハラの照明が特殊なのは、より水草の育成を促すように色調波長を調光されているためです。

じゃ、LED。白色LEDは、青色LEDからの発光の一部を蛍光体により黄色に変換し、青色との組み合わせて白色にみせているの製品が主流。色の成分は青色と黄色のみで構成されているため、擬似的な白色光となります。そのため、照らされた色彩の再現力はあまりよくありません。私がみた限りでは、青みがかって赤色がきれいに発色せず、全体の色彩はくすんで見えます。このように白色LEDの仕組みや光の質からもわかる通り色調波長に、赤(R)や緑(G)が不足していることがわかります。

 

■植物育成にむいたLED色とは?

光の色の仕組みを簡単に解説しましたが、見た目だけではなく植物の育成も色調波長がポイントです。ここにくるまでだいぶ話が長くなったので、率直に結論を出しますと、見た目は無視して、植物の生育に必要な光の波長というのは、赤色青色だけです。赤色は光合成を促し、成長に最も重要な色。青色は背丈を伸ばし、形状や開花を促します。その比率は、赤色を主体に青色はわずかな光量でよく、さらに極端に言えば赤色だけの光で植物は十二分に育ちます。なにしろ現在、野菜の水耕栽培に使用させているLEDは赤色のみが使用するのが支流で、倍以上の成長スピードで出荷されているそうです。栽培されている光景は真っ赤ですよ、真っ赤。

って、水耕栽培の場合は目的からして極端な例でしょう。ようは、LED照明にも光の三原色をもちいて水草の育成にむいた色調波長を調光すれば、観賞面にもむいたよい照明ができるはずだと思うんです。白色を再現するのはなにも白色LEDじゃなくてもいいわけで、単純に三原色の赤色・緑色・青色のLEDを組み合わせて一つの発光源とすれば白色になるんですからね。と、これは単純な発想ですが、そんなことをしなくても最近「3波長型白色LEDランプ」というLEDが開発されています。これは白色発光(青色LED+赤・緑2波長蛍光体)で超高輝度を実現し、赤色も鮮明に見ることができるそうです。他にも違った方法の開発製品をみつけました。LEDを照明にするということは色の再現性がやっぱりテーマなようで、調べれば調べる程、LEDの技術が日々向上していることがわかります。どうやら、大枚はたいて急いで導入しなくても、必然的によいLED照明商品がどんどん増えていくのは間違いないでしょう。なんといっても願わくば、ADAがNAランプを開発した時のように、どこかのメーカーが水草育成に適したLEDランプを早く開発してくれることを望むばかりです。

はー、疲れた。これまたずいぶん文字の多いページになってしまいました。でもこれでだいぶ省略して、実はもっと多くの情報を仕入れていたのですが、終始がつかないので無理矢理ここで終わらせました。こんなにくどくどの内容をここまで読んでいただいた皆様、お疲れさまでした(笑)。LEDについては自分の頭を整理するつもりでかいたので、もし、どこか間違ったとらえ方をしている箇所があったら、ご指摘いただけると幸いです。 h_ahli

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