LED Grow Lampen
Welche Vorteile hat eine LED Grow Lampe?
Wer in der Pflanzenzucht tätig ist, benötigt das richtige Equipment, um das Pflanzenwachstum anzukurbeln. Neben Growboxen spielt auch die Growtechnik hier eine wichtige Rolle. Hierzu gehören neben Produkten zu Lüftung und Klima und der Bewässerung auch LED Grow Lampen. Diese haben sich schon längst als führende Technologie in der Pflanzenzucht etabliert. Daher gibt es LED Grow Lampen auch von unterschiedlichen Marken wie beispielsweise hortiONE, Lumatek oder Sanlight.
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Während LED Grow Lampen früher als Nischenprodukt angesehen waren, sind sie heute unverzichtbar. Immerhin bieten sie Nutzern zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsmethoden. Ursprünglich konkurrierten verschiedene Beleuchtungsansätze, darunter Natrium- und Metallhalogendampflampen. Diese älteren Technologien erzeugten zwar brauchbares Licht, produzierten aber auch viel Wärme, was sie ineffizient und ungeeignet für kleine Anbauflächen machte.
Eine weitere Option waren Leuchtstoffröhren. Der Nachteil von diesen ist, dass sie hauptsächlich UV-Licht emittierten, das für Pflanzen und Menschen ungeeignet ist. Durch den Einsatz von Leuchtstoffen wurde das schädliche UV-Licht in sichtbares Licht umgewandelt, aber diese Methode verliert an Bedeutung.
Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung zählt die LED Grow Lampe heute als die Standardtechnologie im Indoor-Anbau. Sogar mittelklassige LED Pflanzenlampen übertreffen bereits vergleichbare Dampflampen.
LED-Chips können auf spezifische Wellenlängen und Lichtfarben eingestellt werden, und ihre Effizienz hat sich drastisch verbessert. Eine moderne LED Grow Lampe bietet das optimale Lichtspektrum für das Pflanzenwachstum und verbrauchen dabei weniger Energie als herkömmliche Methoden. Die Lichtverteilung ist in der Regel gleichmäßiger, und LEDs ermöglichen sogar nachhaltigen Anbau von Nahrungsmitteln und Nutzpflanzen in Innenräumen dank Fortschritten im Bereich der vertikalen Indoor-Gärtnerei.
Zusammengefasst bietet eine moderne LED Grow Lampe, nach der Sonne, das bestmögliche Lichtspektrum für Pflanzen. Die Technik verbraucht vergleichsweise wenig Energie zu herkömmlichen Methoden und auch die Verteilung des Lichtes ist in der Regel besser.
Was ist beim Kauf einer LED Grow Lampe zu beachten?
Soll eine neue Pflanzenlampe gekauft werden, ist es von Vorteil, sich mit den unterschiedlichen Leistungsangaben auszukennen. Daher an dieser Stelle nun ein kleiner Exkurs zu den Grundbegriffen und ihrem Sinn für die anstehende Kaufentscheidung.
Lumen: Mit Lumen wird die internationale Einheit des Lichtstroms bezeichnet. Sie gibt an, welche Lichtmenge eine Lichtquelle in einer bestimmten Zeitspanne abgibt. Lumen dient, als Maßeinheit die Fähigkeit des menschlichen Auges zu beschreiben, die unterschiedliche Helligkeit einer Lichtquelle wahrzunehmen. Da es bei Lumen um die menschliche Wahrnehmung geht, ist die Einheit nicht als Auswahlkriterium für LED-Pflanzenlampen geeignet.
LUX: Die Einheit Lux drückt aus, wie viel Lumen in einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Fläche strahlen. Auch hier geht es um die menschliche Wahrnehmung, daher ist die Einheit Lux zur Qualitätsbestimmung einer LED Pflanzenbeleuchtung ebenfalls ungeeignet.
PAR: Mit PAR (engl: photosynthetic active radiation) wird ein Bereich der elektromagnetischen Strahlung innerhalb des Lichtspektrums bezeichnet. Dieser Bereich ist für die Pflanzen „sichtbar“ und somit auch verwertbar. Laut Definition liegt der Bereich der photosynthetisch aktive Strahlung zwischen 400 und 700 nm. Modernen Grow LED Lampen arbeiten sogar äußerst erfolgreich mit einem Strahlungsbereich von 380 bis 780 nm. Der PAR-Bereich wird typischerweise in einem Kurvendiagramm dargestellt und informiert über die Verteilung der Lichtenergie im PAR-Bereich. Dieses Diagramm hilft somit, die Lichtqualität einer LED einzuordnen.
PPF: Die Angabe PPF (photosynthetischer Photonenfluss) sagt aus, wie viel Photonen während einer Zeiteinheit durch eine Lichtquelle abgegeben werden. Als Maßeinheit wird hier µmol/s (Mikromol je Sekunde) verwendet. Durch den PPF-Wert lässt sich die reine Rohleistung von LED Grow Lampen im PAR-Bereich ausdrücken. Der PPF-Wert sagt nichts darüber aus, wie viel Lichtenergie bei den Pflanzen ankommt oder wie die Energie im PAR-Bereich verteilt ist.
PPFD: Mit dem PPFD-Wert (engl. = Photosynthetically Active Photon Flux Density) wird der PPF-Wert in ein Verhältnis zur Beleuchtungsfläche gesetzt. Ermittelt wird dieser Wert, in dem ein engmaschiges Raster über die Beleuchtungsfläche gelegt wird. Anschließend wird in jedem Rasterfeld die ankommende Photonenmenge je Sekunde gemessen und ein Durchschnitt gebildet. Zum Schluss wird der Wert auf die Fläche eines Quadratmeters gerechnet. Typischerweise werden die Einzelwerte in einem dreidimensionalen Flächendiagramm dargestellt und als Maßeinheit dient µmol/m²s (Mikromol je Quadratmeter und Sekunde).
Der PPFD-Wert gibt die durchschnittliche Menge an photosynthetisch aktiven Teilchen wieder, welche während einer Sekunde auf einen Quadratmeter fallen. Damit ist der PPFD-Wert, zusammen mit dem PAR-Diagramm und der tatsächlichen, physischen Positionierung der Leuchten im Raum, die derzeit am geeignetste Methode, um die Effektivität und Qualität einer Grow LED zu bewerten.
Wie viel Watt sollte meine LED Grow Lampe haben?
Wie im vorhergehenden Abschnitt angedeutet, haben die Lichtqualität und die Effektivität der LED großen Einfluss auf den Energiebedarf.
Eine kleine Richtwert-Tabelle für 1 m x 1 m Beleuchtungsfläche bei 2,7 µmol/s LED-Moduleffizienz:
reine Wachstumsbeleuchtung: 50 bis 120 Watt
Vollspektrum-LED Minimum: 220 bis 270 Watt
Vollspektrum-LED Optimum: 280 bis 450 Watt
Vollspektrum-LED experimentell: ab 460 Watt je Quadratmeter
Bevor der Kauf einer LED Grow Lampe erfolgt, solltest du dir folgende Fragen beantworten:
1. Pflanzenlampe LED Vollspektrum oder reines Wachstumslicht?
2. Welche Fläche soll ausgeleuchtet werden?
3. Was habe ich zukünftig mit der LED Grow Lampe noch geplant?
1. Eine LED Grow Lampe, welche nur für das Pflanzenwachstum entwickelt wurde, ist in der Regel nicht für die Blütephase oder die Fruchtreifung zu gebrauchen. Sie ist zwar sehr effizient, aber ihr fehlen Rotanteile im Lichtspektrum. Eine Pflanzenlampe mit Vollspektrum lässt sich hingegen für die Wachstumsphase nutzen. Außerdem benötigen Pflanzen im Wachstum in der Regel weniger Energie, als Pflanzen, die Früchte und Blüten ausbilden.
2. Je mehr Fläche beleuchtet werden soll, desto mehr Energie wird bei gleichen Voraussetzungen benötigt. Gemessen wird diese Energie in der Indoor-Pflanzenzucht in µmol/m²s (Mikromol pro Quadratmeter in einer Sekunde). Pflanzen im Wachstum benötigen zwischen 100 und 300 µmol/m²s, je nach Entwicklungsstand, Zuchtziel und Pflanzenart.
In der Blüte sollten mindestens 600 µmol/m²s bei den Pflanzen ankommen. Ein sehr guter Durchschnittswert liegt bei 800 bis 1000 µmol/m²s. Sehr lichthungrige Pflanzen können unter perfekten Umständen und passgenauer Pflege sogar zwischen 1200 und 1500 µmol/m²s verarbeiten. Letzteres ist jedoch mehr ein theoretischer Wert, da hier mindestens mit einer zusätzlichen CO2-Versorgung und einer guten Klimasteuerung gearbeitet werden muss.
3. Zukünftige Vorhaben bei der Errechnung des Energiebedarfs mit einzurechnen, ist sinnvoll. Denn der pflanzliche Energiebedarf in der Blütephase ist bedeutend höher und auch die Spanne an Energie, welche verarbeitet werden kann, ist sehr groß.
Eine moderne LED Grow Lampe bietet heutzutage eine hohe Effizienz (bis über 3 µmol/J). Manche Modelle weisen sogar PPFD-Werte aus, die weit über die normale Lichtverarbeitungsgrenze von Pflanzen hinausgehen. Allerdings altern LED-Chips durch ihre Nutzung und verlieren so an Leuchtkraft. Der Alterungsprozess dauert unter guten Umständen und bei guter Kühlung mehrere Jahre, wird aber ebenso durch hohe Arbeitstemperaturen extrem beschleunigt.
Betrachtet man den häufig hohen Anschaffungspreis im Verhältnis zur gewünschten Nutzungsdauer, sollte besonders beim Kauf preisgünstiger LED Pflanzenlampen mit wenig Kühlung auf eine etwas höhere Leistung geachtet werden. Ähnliches gilt für alle Zuchtlampen, welche in unterschiedlichen Projekten oder für unterschiedliche Zuchtformen genutzt werden sollen, da sich von Projekt zu Projekt die benötigte Lichtmenge ändern kann.
Wie funktioniert eine LED Grow Lampe?
Wer sich für die Anschaffung einer LED Grow Lampe entscheidet, fragt sich womöglich, wie diese funktioniert. Der grobe Aufbau einer Pflanzenlampe ist im Prinzip bei jedem Modell gleich. Hinter dem Netzstecker ist zunächst ein Netzteil oder auch LED-Treiber angeschlossen, um den ankommenden Strom in eine Niederspannung umzuwandeln. Diese Niederspannung wird dann zu den Leuchtdioden geleitet, wo sie dann Licht erzeugt.
Es gibt zwei gängige Bauformen, die jedoch nach dem gleichen Prinzip Licht emittieren. COB-LEDs sind LED-Chips, die in typischer Weise in einem Raster direkt auf einer Leiterplatte aufgebracht werden. Dies ermöglicht eine günstigere Produktion und einen intensiven und zentralen Lichtpunkt. Entscheidende Nachteile entstehen aber in den Bereichen der Lichtausbeute, der Kühlung und somit auch bei der Lebensdauer.
Die gängigere Variante bei den Horticulture-LEDs ist die SMD-Bauform. Diese Chips sind effizienter, bieten eine längere Lebensdauer und erreichen pro Chip eine höhere Lichtausbeute. SMD, die Kurzform für “surface mounted device”, bedeutet, dass der LED-Chip in einem kleinen Gehäuse platziert und erst dieses Gehäuse auf der Leiterplatte installiert wird. Dank dieser Bauform ist eine effiziente Kühlung bei gleichzeitiger Anhebung der Lichtstärke und Lichtausbeute möglich.
Trotz unterschiedlicher Bauformen funktionieren die LED-Chips nach dem gleichen Prinzip. Ein Golddraht führt eine Niederspannung an den Pluspol der LED. Direkt dahinter befindet sich ein licht-emittierender und mehrschichtiger Halbleiterkristall (die eigentliche LED). Unter den unterschiedlichen Schichten ist eine Schicht mit einem Überschuss positiv geladener Elektronen und eine Schicht mit einem Überschuss negativ geladener Elektronen. Hinter dem Halbleiterkristall ist dann noch ein Minuspol angebracht, der wiederum mit einem Golddraht verbunden ist und letztlich den Stromkreis schließt.
Wird eine Spannung am Pluspol angelegt, muss die Energie durch den mehrschichtigen Halbleiterkristall, um zum Minuspol zu gelangen. Auf dem Weg durch den Halbleiterwiderstand wird der Elektronenfluss nun teilweise zu Energie in Form von Licht und Wärme gewandelt. Letztlich kann durch das Einbringen bestimmter Fremdmoleküle in die unterschiedlichen Schichten des Halbleiterkristalls (fachlich dotieren genannt) die Farbe des abgegebenen Lichtes exakt modifiziert werden.
Wie groß sollte der Abstand zwischen der LED Grow Lampe und den Pflanzen sein?
Wer eine LED Grow Lampe erworben hat und diese anwenden möchte, steht vor der Frage, wie diese auszurichten ist. Je nach Qualität und Leistung des Pflanzenlichtes liegt der optimale Abstand von der LED zu den Pflanzenköpfen zwischen 30 und 60 cm. Dabei sollten Abstrahlwinkel und zu beleuchtende Fläche nicht außer Acht gelassen werden, denn mit zunehmenden Abstand zur Pflanze verringert sich auch die Lichtenergie, welche bei der Pflanze ankommt.
Du hast noch Fragen zu deiner LED Grow Lampe? Dann nimm noch heute Kontakt zu uns auf. Wir beraten dich gerne.
