2020年のアクアリウム

「2020年までに温室効果ガスの排出量を1990年比で25%削減する」という目標に向けて、社会が大きく動いています。現にここ数年における省エネに関する技術の進歩には驚かされます。そしてこの流れは大なり小なりアクアリウムの世界に押し寄せてくることでしょう。
そこで現在実用化されている／されつつある技術が2020年のアクアリウムの世界にも当たり前のように採用されているとしたら･･･という仮定の下で以下の記事を作成してみました。
希望的なことも含んでいたりして、あくまで管理人の勝手な想像ですが、こんな風に考えてみると10年後が楽しみになるのではないでしょうか。

2020年○月△日
いつも通り熱帯魚に餌をあげようと水槽に近づく。キラキラと照らされる水槽には相変わらず心が癒される。そういえば10年前は蛍光灯やメタハラが主流だったが、今やそれらを利用するのは少数派となり、強光が必要な水草やハードコーラルの育成にはLED照明、そうでないものについては有機EL照明が主流となっている。

LED照明の効率としては、特に高性能を謳わない一般品でももはや100lm/Wに達している。この数値としては高周波点灯専用型蛍光灯（Hf蛍光灯）とそう変わらない数値だが、LED照明の場合はその特性を活かしてスポット的に照射することにより、少ない消費電力で効率的に水槽内を照らすことができる。

10年前のLED照明は長寿命を謳っていたにも拘わらず、設計自体の未熟さや使用側の情報不足なこともあって期待していたより寿命が短いと大騒ぎになったが、今では謳い文句通りの寿命になったことに加え低価格となったこともあり、省エネの面でもライフサイクルを含めたコストの面でも文句なしと言える。
それに加えて水槽に向かって熱の照射が少ないため、メタハラ多灯時代に比べ、設置する水槽用クーラーの容量がずいぶんと小さくなったことも、一層省エネに貢献している。

10年前にLEDが流行りだした頃は高効率のものは演色評価数が低いため、水草の色がくすんでいたりして水草愛好家には人気がなかったが、今となってはそれも解決しRa:90以上となって自然な色合いを楽しむことができるようになった。
最近においてはLED照明を使用した植物工場の稼働が本格化したこともあり、安価に植物育成用LEDが入手できるようになった結果、それらを流用したアクアリウム用品として水草観賞・育成用のLED照明も発売されている。これらの製品の特長としては、植物の育成に有用といわれている660nmの波長をふんだんに含む専用LEDと観賞面のことを考えて緑色の波長も多く含む一般照明用LEDの両方がバランス良く装備されていることである。
また前述の波長に加えて、エマーソン効果を期待させる680nm以上の波長を含むLEDを装備した照明も発売されていて、一部の愛好家の人気を集めている。

ハードコーラルの育成についても、地球温暖化による海水温の上昇の影響からか珊瑚の白化現象が進んだことにより、珊瑚に関する研究が盛んになった結果、珊瑚の育成に有用な光の波長を照射するLEDも開発され、アクアリウム用としても珊瑚育成用LED照明が発売されている。

このように、省エネ性能・ライフサイクルコストに優れており、また水草やハードコーラルの育成にも問題ない上、水面の揺らぎを楽しむことができるなど鑑賞面でも人気があることから、正にLED照明はアクアリウム用の主役となっている。

一方有機EL照明は点光源でなく面として照射する関係から、アクアリウム用としては超薄型にできる特長を活かし灯具兼水槽の蓋といった一体形状をしているものがほとんどである。この場合オープンアクアリウムには向かないこともあって、有機EL照明はどちらかというと魚主体のアクアリストが好んで使用している。

蛍光灯を使用した灯具の場合、水槽の蓋の上に置いてもしくはライトリフトを用いて10cm程度離したところから照射していたため、水面からの距離があることから光が弱まってしまう上、水槽内四隅に光が届きにくかったり、逆に光が漏れて水槽外も照らしてしまったりと効率があまり良くなかった。
一方有機EL照明の場合は、形状が灯具兼水槽の蓋なので、より水面近くから水槽の形状に応じた照射が可能なため、少ないW数で効率的に水槽内を照らすことができ、省エネ性能に優れている。

有機ＥＬ照明のイメージ
また有機EL照明のユーザーは水草や珊瑚の育成には主眼が置いていないこともあって、より省エネ性能を高めた製品に人気が集まっているのも特徴的である。
例えば照度センサー付きの製品の場合、初期照度補正と周りの環境光に応じた照度補正（昼光利用）が行われ、一定の照度を長期間保ちつつ、省エネ性能にも優れたものとなっている。
数年前には究極の省エネ性を謳った人感センサ付きの製品も発売された。特徴としては人が不在の時にはセンサが感知し、自動的に減灯したり、
人感センサのイメージ図

人の目線を検知し、人が目線をそらすと自動減灯したりすることにより消費電力を抑えることである。

人が目線をそらすと自動減灯をするイメージ図

しかし水草を植えているものには向かない上、魚に対してもストレスがかかるとの評判が立ち、今となってはロボット生体を泳がす人工アクアリウムのみに採用されている。

LED照明と有機EL照明の高級機タイプともなると、付加機能として自然光再現機能が装備されていて、朝方・昼間・夕方の空を光の色で再現できるほか、点灯開始後30分は徐々に明るくなり、逆に消灯30分前は徐々に暗くなる日の出・日の入り再現機能も付いており、観賞面でも自然の再現として楽しめるものになっている。
また日の出・日の入り再現機能は、突然照明が切れることによる魚の飛び出しやガラス面への衝突が減る効果があることも、魚主体のアクアリスト達にとって人気が高い理由になっている。

さて、照明関係でもう一つ挙げるとしたら、太陽光を直接利用することで省エネを謳った製品の普及が認められつつあることである。これらは10年以上前から発売されていたが、一般のアクアリストには高嶺の花だったこともありほとんど普及していなかった。しかし今年から省エネ設備の購入支援策として、「省エネエコポイント2020」が導入されたことがきっかけとなり、急速に認知されることになった。
この太陽光を利用する直射日光採光システムとしては、レンズ＋光ファイバーを使用したものや光ダクトを使用したものが発売されていて、「太陽光に勝る人工光は無し」との考えを持つ自然派アクアリストから支持を集めている。
レンズ＋光ファイバーを使用した直射日光採光システムのイメージ図

(図ではレンズを屋根の上に設置。光ファイバーで水槽を置いた室内まで導光し、天井に設置した光照射器具より水槽に向かって光を照射している)

光ダクトを使用した直射日光採光システムのイメージ図

(図では外壁に採光部を設置し、ダクトによって水槽を置いた部屋まで光を搬送し、水槽真上に放光部を設置している）
と言っても導入するケースとしては、窓際に水槽を置けない配置でかつ昼間に観賞できる人に限られてしまうため、2020年においてもアクアリウム用としてはやはりニッチな製品と言える。

今日はなんだか昔を振り返ってばかりいて、自分も年を取ったなぁと感じつつ、水槽に目を向けると･･･（続く　　　　かも？）

LED照明：電圧を加えると発光する半導体素子である発光ダイオード(LED)を使用した照明のこと。

有機EL照明：有機ELは、2枚の電極間に有機物の薄い層を挟み込んだ構造をしており、電極間に電圧を掛けることにより有機物の層が発光する。この有機ELを照明として利用したもの。

高周波点灯専用型蛍光灯（Hf蛍光灯）：専用電子安定器により、商用電源の周波数である50/60Hzを高周波に変えて点灯させる高周波点灯専用の蛍光灯。ちらつきを押さえ発光効率が高い。

初期照度補正：新品のライトは設計照度より照度が高く、使用しているうちに照度が下がり寿命を迎える。初期の無駄な照度を抑制することにより、省エネである上、長期にわたって安定的な明るさを得られる機能。

周りの環境光に応じた照度補正（昼光利用）：昼光を有効利用し、昼光＋人工光で必要な照度を得る方法。昼光を利用した分省エネが図れる。

人感センサ付き：センサにより検知エリア内に人が入ったことを検知すると、照明を点灯したり、照度を上げたりする。検知エリア外に人が離れると逆の動作をし、省エネを図る。点灯照度の調整（周囲が暗いときのみ点灯）や点灯時間の調整（エリア外に人が離れた後消灯するまでの時間）が可能なタイプもある。最近の施設ではトイレの照明がセンサ付きとなっているものがあるが、センサは動きを検知するため静かに固まって用をなしていると急に暗闇になってしまうことがある。そんなときは慌てずに腕を回したりして再点灯させよう。お勧めは、自動点灯するトイレに入ったときは、天井を見上げてセンサを探し、そのセンサに検知したときに点灯するLEDが付いているようだったら、時折腕を回してLEDの点滅を確かめると良いでしょう。これで落ち着いて用を足すことが出来るでしょう。

人が目線をそらすと自動減灯：カメラにより視線を認識し、視線が外れると消費電力を押さえるため減灯する。照明としては見あたらないが、SONYのブラビアにその原理は採用されている。

レンズ＋光ファイバーを使用した直射日光採光システム：太陽を追尾するレンズ付き集光機で太陽光を採光し、光ファイバーで必要箇所へ光を届けるシステム

光ダクトを使用した直射日光採光システム：反射率の高いミラーなどを内面に張り巡らせたダクト内に自然光を採光し、窓から遠い位置にも自然光を届けるシステム。