kelvin

Iets over Kelvin en het benodigde spectrum.

Met kelvin bedoelen we de kleurtemperatuur en dat is de kleur licht die een lichtbron uitstraalt. Een ander woord voor kleurtemperatuur is lichtkleur of kelvin.

Ik lees vaak het advies dat een kelvin waarde tussen de 4000 en 6500 het beste zou zijn voor plantengroei. Maar dat is per definitie niet altijd het geval. Een kelvinwaarde geeft de visuele kleurtemperatuur weer, zoals wij die ervaren. Planten daarentegen 'zien' licht geheel anders dan wij.
Sterker nog; voor de plant maakt het niets uit welke kelvinwaarde je gebruikt.

Hiernaast ziet u een voorbeeld van het spectrum van een T5-lamp. De hoeveelheid licht die voor een bepaald spectrum wordt geproduceerd, is het gebied onder de curve.
Deze lamp heeft een balans van rood/groen/blauw waardoor de lamp over het algemeen een relatief neutraal witte belichting geeft. De pieken in het spectrumprofiel zijn afkomstig van fosforcoatings die worden gebruikt bij de vervaardiging van deze fluorescerende lampen. Verschillende lampen met dezelde kelvin kunnen daarmee verschillende pieken hebben in hun spectrumprofielen. Visueel kan het moeilijk zijn om de visuele kleurtint van lampen in te schatten bij het bekijken van zo'n spectrumoverzicht, tenzij u veel ervaring heeft. Het is dus altijd een goed idee om aquariumverlichting persoonlijk te bekijken.

De meeste standaard aquariumlampen hebben een tekort aan rood

Een willekeurig voorbeeld van 6500 kelvin witte LED-diode (links) versus een 2700 kelvin warmwitte LED-diode (rechts).

De linkerafbeelding word vaak gebruikt voor huishoudelijke verlichting en vormen vaak het grootste deel van goedkope aquarium LED-verlichting die te koop zijn bij een gemiddelde LED boer of de goedkope ledverlichting uit China. Deze witte 6500K-diodes missen voldoende rood spectrum. Daarom resulteert het gebruik van LED-armaturen met effen witte LED's vaak in slechte visuele kleuren.

Daarnaast kunnen ze ,door het weinige aandeel in rood, slecht fotosynthetische pigmenten in rode planten aktiveren, ook al kunnen de planten nog steeds prima en gezond groeien. Warmwitte LED's (afbeelding rechts) werken vaak beter voor het kweken van planten, maar ze werpen een gelige visuele kleurtoon omdat ze onvoldoende blauw spectrum hebben en is het niet echt mooi om naar te kijken.
De meeste commerciële T5 en bijna alle commerciële LED's hebben een spectrum waar eigenlijk het rood tekortschiet. Dit geldt met name voor LED-armaturen die alleen zuiver witte diodes gebruiken. Ze zullen een vergelijkbaar algemeen spectrumprofiel hebben als de 6500K effen witte LED-diode hierboven, die planten misschien goed laat groeien, maar een slechte visuele verzadiging en contrast geeft en ook slechter is in het kweken van rode planten, in vergelijking met lichtbronnen met een hoger rood spectrum in hun profiel.

Gelijkwaardige kelvin en toch een ander spectrum?

Hierboven een voorbeeld van twee lampen met dezelfde Kelvin van 5500. Zoals je ziet hebben ze verschillende spectrum curven
(d.w.z. verschillende hoeveelheden rood, blauw, groen licht) terwijl dit in de praktijk niet met het blote oog zichtbaar is.

Een beter spectrumprofiel: waarom rode en blauwe delen van het spectrum belangrijk zijn bij beplante aquariumverlichting.

Visuele impact op gekleurde planten.
De meeste witte lampen (lampen/leds) hebben standaard te weinig rood/blauw. Hierdoor zien bakken, planten en vissen er dof en kleurloos uit. Gekleurde planten spreken veel meer als er sterker rood/blauw licht is. Er moet echter ook voldoende groen/oranje/geel spectrum aanwezig zijn om een evenwichtige visuele output te geven.

Kleurpigmentatie bij bepaalde planten.
Terwijl alle golflengten van licht tussen 400nm en >700nm bijdragen aan fotosynthese, stimuleert sterker rood/blauw de pigmentatie in de meeste planten. Dit betekent dat veel rode planten roder worden als ze worden blootgesteld aan een sterk rood/blauw spectrum. Veel mensen denken dat een goede pigmentatie in gekleurde planten alleen wordt bereikt door het blootstellen aan hoge verlichting - terwijl de dosering van een bepaald target in voedingsstoffen eigenlijk een net zo belangrijke rol speelt.

Waar u op kunt letten in de keuze van de kelvin van een beplante bak:

Voor T5-verlichting
Advies is om minimaal 50% van de buizen in een T5-array te vervangen door roze/rode gro-tubes. (wat betekent 2/4 van een T5-array met 4 buizen). Geen witte buizen! Sommige T5 gebruikers gebruiken bijna helemaal geen witte buizen en concentreert zich op een mix van roze/paarse buizen met een gele buis voor balans. Verrassend genoeg is er, vanwege de gevoeligheid van het menselijk oog voor groen, maar een klein beetje nodig om de sterke rood/blauwe tinten tegen te gaan.

Voor LED-verlichting
RGB (rood, groen, blauw) LED-armaturen die een mix van rode, blauwe en groene diodes (en minder gewone witte LED's) gebruiken, hebben hoge pieken in rode, blauwe en groene golflengten. Dit soort armaturen presteren veel beter dan LED-armaturen die gewoon witte LED-diodes gebruiken. De weinige commerciële LED's die dit heel goed doen, zijn onder andere de Chihiros-serie, ADA solar RGB, Twinstar-S, Ledstar en de WEEK Aqua-serie. Deze hebben allemaal grote RGB-spectrumpieken met hun rode, groene, blauwe diodes maar met grote spectrumhiaten ertussen. Dit spectrumprofiel geeft een zeer hoge verzadiging voor rode, blauwe en groene tinten, waardoor rode planten echt opvallen in de bak. Dit is veel duidelijker 'life' te zien dan als in video's / foto's.

Dus de vissen en planten zien er gewoon mooiere uit met gebalanceerde verhouding rood, groen en blauw. Toch maakt de kleurtemperatuur, wat betreft plantengroei, weinig uit. Of je nu 3600 kelvin gebruikt of 12.000 kelvin; het zal de plant een zorg zijn. Dus de keuze voor een bepaalde kelvinwaarde is persoonlijk, je bepaald deze waarde aan hetgeen jij mooi vind.

Kelvin classificatie voor gloeilampen duidt eigenlijk op de temperaturen waarop hun gloeidraden branden.
Dit geldt niet voor niet-zwarte lichaamsverlichting zoals TL/LED's. Een 6500k T8-fluorescentielamp kan koel aanvoelen - hij brandt zeker niet bij 6500 kevin. De Kelvin wordt gebruikt om kleurgerelateerde temperatuur (CCT) te meten.

De Kelvin classificatie van moderne commerciële lampen (geldt voor niet-gloeilampen zoals LED's, TL-verlichting enz.) verschilt van de Kelvin-classificatie die wordt gebruikt op generatoren met een zwart lichaam. In deze toepassing geeft de K-classificatie de gemiddelde visuele kleurtint van het licht aan (zoals waargenomen door menselijke kleurwaarneming) als benadering van een zwarte-lichaamgenerator van dezelfde Kelvin. Deze K-classificatie staat bekend als CCT (kleurgecorreleerde temperatuur).
Je hebt CCT (Correlated Color Temperature). D.m.v een rekenmodel word bepaald welke kleurtemperatuur het dichtst bij een bepaalde verdeling komt. En je hebt CRI (Color Rendering Index). lamp. Hier word de kleur van de gloeidraad in een gloeilamp vergeleken met een lichtbron in een bepaald overzichtsschema.

Een TL-lamp kan bijvoorbeeld het label 5800K krijgen omdat deze dezelfde visuele tint heeft als zonlicht (wat betekent dat de kleurtoon op zonlicht lijkt). In tegenstelling tot een echte zwarte straler (dwz de zon), brandt een fluorescentielamp echter niet bij 5800 Kelvin.
Het K-classificatielabel wordt puur gegeven door hoe visueel vergelijkbaar het is een echte zwarte body-radiator met dezelfde Kelvin-classificatie.
Een fluorescentielamp heeft ook niet hetzelfde spectrumverdeling (hoeveelheden rood/blauw/groen licht) als de zon. In feite hebben de meeste niet-speciale lampen spectrumcurven die in niets lijken op zonlicht, ondanks het label van 6500K - dus het is pure onzindat ze licht produceren dat lijkt op zonlicht. De enige overeenkomst is de visuele kleurtint.
Het komt voor dat fabrikanten wat rode en dieprode LEDs bij doen, waardoor er toch wat rood is. Dan krijg je een kunstmatig aangepast spectrum waarin de kelvin eigenlijk nog weinig betekenis heeft.

Een veel gemaakt misvatting is om de Kelvin van het zonlicht te vergelijken en dat als je dan dezelfde kelvinwaarde boven je bak hangt dat je vanzelf een goede belichting hebt. Helaas. Kelvin zegt helemaal niets van het spectrum van wat het bezit, maar alleen de kleur temperatuur. En belangrijker; het zegt helemaal niets over het aktiespectrum wat verantwoordelijk is voor fotosynthese. Dus een belichting uitkiezen alleen gebaseerd op de Kelvinwaarde is een heel slecht en onbetrouwbare graadmeter.
Daarmee word de stelling dat een bepaalde kelvin gradatie de 'beste' plantengroei zou opleveren ontkracht en verplaats naar de verzameling mythes.

The Small Planted Tank