Wenn du dich mit LED-Pflanzenbeleuchtung beschäftigst, stolperst du früher oder später über die Abkürzung PAR – photosynthetisch aktive Strahlung. Jetzt ist es also soweit und wir liefern dir in unserem Artikel zu diesem Thema alle Infos, die du brauchen kannst, um mit dieser Messgröße von Licht arbeiten zu können.
Die Abkürzung PAR kommt von der englischen Bezeichnung photosynthetically active radiation und bezeichnet einen bestimmten Bereich der elektromagnetischen Strahlung innerhalb des Lichtspektrums. Wie der Name schon sagt, ist das jener Bereich, der bei Pflanzen die Photosynthese ermöglicht.
Diese Strahlung liegt zu einem Großteil auch in dem für Menschen sichtbaren Bereich. Um genau zu sein betrifft das die Strahlung mit Wellenlängen von 380 nm bis 780 nm. Höher- und niederfrequente Strahlung kann eine Pflanze wenig bis gar nicht verwerten.
Das Spektrum des Lichts, das sogenannte phototrophe Organismen zur Photosynthese nutzen, erstreckt sich also über Wellenlängen von 380 nm bis 780 nm. Soweit waren wir bereits. Darüber und darunter befinden sich noch die Bereiche der ultravioletten und der infraroten Strahlung, deren Einfluss auf das Wachstum der Pflanze noch nicht ganz geklärt sind.
Innerhalb des Spektrums sind zudem Absorptionsspitzen zu erkennen, und zwar in den rötlichen und bläulichen Wellenlängenbereichen des Lichts. Wellenlängen im grün erscheinenden Bereich werden zu einem größeren Teil reflektiert, weshalb die Blätter auch grün erscheinen.
Der Vorteil der PAR-Messung ist, dass diese sogenannte „Grünlücke“ berücksichtigt wird. An den Messergebnissen kann man genau ablesen, wie viel von der eintreffenden Strahlung zur photosynthetisch aktiven Strahlung gehört, also für das Wachstum der Pflanze von Nutzen ist.
In den Blättern der Pflanze sitzen Farbstoffe, vor allem Chlorophylle, Phycobiline und Carotinoide. Sie helfen der Pflanze dabei, eine bestimmte Lichteinstrahlung zu absorbieren. Diese elektromagnetische Energie kann die Pflanze nun mithilfe von Elektronen in chemische Energie umwandeln. Soweit die Etappe der sogenannten Lichtreaktion.
Die so gewonnene chemische Energie sorgt nun dafür, dass energiereiche organische Verbindungen hergestellt werden können. Die Pflanze verwendet diese Verbindungen anschließend zum einen Teil direkt im Baustoffwechsel, zum anderen Teil wiederum im Energiestoffwechsel.
Essentiell ist hier also, dass die Lichtstrahlung so zusammengesetzt ist, dass sie zu den speziellen Farbstoffen der Blätter und dem Bedarf der Pflanze passt. Die photosynthetisch aktive Strahlung sind also jene Wellen, die vom Chlorophyll etc. absorbiert werden können.
Um unterschiedliche Werte rund um die PAR ausmessen zu können, brauchst du ein spezielles Messgerät. Solche Sensoren spucken beispielsweise die Bestrahlungsstärke (Watt/m2s im entsprechenden Wellenlängenbereich) oder die Anzahl bzw. Dichte der photosynthetisch aktiven Photonen (angegeben in μmol/m2s).
Eher als die Bestrahlungsstärke interessiert uns noch die Photonenflussdichte – abgekürzt auch PPFD. Sie ist besonders in Bezug auf die Pflanzenbeleuchtung aussagekräftiger, da sie nur die brauchbaren Photonen und nicht die gesamte Energie in Betracht zieht.
Bei der Photonenflussdichte zählt man die Anzahl der Photonen, die pro Sekunde auf einen Quadratmeter treffen. Die Anzahl wird dann in Mikromol pro Quadratmeter und Sekunde angegeben, etwa so: μmol/m2s. Ein Mikromol sind übrigens 6,022*1017 Photonen. Mithilfe eines Messgeräts kann man auf einen Quadratmeter unterschiedliche Intensitäten ausmessen, was bei einer LED-Pflanzenlampe als Ergebnis in etwa so aussehen kann:
Die Grafik zeigt den 1 m x 1 m großen Messbereich. In der Mitte des Lichtkegels wird am meisten PAR abgegeben, nämlich bis zu 1.000 μmol/m2s, also 6.022*1017 Photonen. Gen Rand des Lichtkegels wird die Intensität graduell schwacher, was durch die dunkleren Farben gut erkennbar ist.
Setzen wir das Ganze mal in Relation. Direkte Sonneneinstrahlung liegt bei etwa 2.000 μmol/m2s. Viele Pflanzen bekommen in freier Wildbahn aber nur einen Bruchteil davon ab und benötigen daher auch gar nicht so viel. Bei vielen Pflanzen im Blütestadium reicht eine PPFD von etwa 800-1.000 μmol/m2s, um die Blüten optimal beim Wachstum zu unterstützen.
Keith J. McCree ist sozusagen der Pionier der PAR-Forschung. Er zeigte in den 70er-Jahren auf, dass die Anzahl der Photonen aussagekräftiger für die Photosyntheseeffizienz einer Lichteinwirkung sind, als die Lichtwerte, die wir sonst für die Beschreibung von Licht verwenden. Lumen, Lux und Co. hatten damit für die Pflanzenbeleuchtung ausgedient, da sich diese nur auf die Photometrie, also die Lichtwahrnehmung des Menschen, beziehen.
McCree hat damals die Wirkungsspektren einiger exemplarischer Nutzpflanzen ausgemessen und erstellte damit die sogenannte McCree-Kurve. Diese Bezeichnung verwendet man mittlerweile sogar für diese Form der Darstellung an sich. Die X-Achse führt die Wellenlängen an, während die Y-Achse die Anzahl der Photonen auf der jeweiligen Wellenlänge anzeigt.
Licht, das ausgemessen und in so einem Diagramm dargestellt wird, kann auf einen Blick auf seine Wirksamkeit für das Pflanzenwachstum untersucht werden. Verteilen sich die Wellenlängen des Lichts in etwa wie im Beispiel (also mit der Grünlücke bei den Wellenlängen um 500 nm und mit Spitzen im blauen und roten Bereich) eignet sich die Lichtqualität ideal für den Zweck der Pflanzenbeleuchtung.
Lux und Lumen sind photometrische Einheiten. Das bedeutet, dass sie nur Auskunft darüber geben, wie hell das Licht in unserer Wahrnehmung erscheint. Nun taucht allerdings das Problem auf, dass die Strahlung in den gelb erscheinenden Wellenlängen heller erscheint als die Strahlung auf anderen Frequenzen. Eine Menge an Photonen, die sich in „blauen“ Frequenzen bewegen, erzielt also schlechtere Lumenwerte, als dieselbe Menge an Photonen auf „gelben“ Frequenzen.
Für das Pflanzenwachstum sind erstere mit dem niedrigeren Lumenwert aber womöglich sogar wirksamer, als das „hellere“, gelblastige Licht. Wenn du also genaue Auskunft über die Wirksamkeit einer bestimmten Lichtquelle haben möchtest, solltest Du nicht nur den Angaben zu Lumen und Lux trauen.
Kaum jemand wird versuchen, eine Pflanze im Dunkeln aufzuziehen. Die Tatsache, dass Pflanzen Licht brauchen, um wachsen zu können, leuchtet also ein. Lichtverhältnisse können allerdings variieren bzw. variiert werden und somit stellt sich die Frage, der wir in diesem Artikel nachgehen wollen: Welches Licht brauchen Pflanzen zum Wachsen?
Ganz grob gesprochen läuft die Photosynthese so ab, dass Photonen bestimmter Wellenlängen von den Farbzellen in den Blättern – vorwiegen Chlorophyll – absorbiert werden. Ihre elektromagnetische Energie wird dort in chemische Energie umgewandelt. Diesen Vorgang nennt man Lichtreaktion.
Mit dieser chemischen Energie kann die Pflanze nun energiereiche, organische Verbindungen produzieren und diese als Baustoffe oder weitere Energie verwenden. Damit baut sie neue Blattzellen, Blüten, Früchte, Wurzeln etc. auf. Dieser Vorgang wird allerdings überhaupt erst in Schwung gebracht, sobald Photonen auf die Farbzellen treffen.
Pflanzen sind allerdings ziemlich wählerisch. Je nachdem, wie viel, wie lang und welches Licht auf sie trifft, gestaltet sich ihr Wachstum unterschiedlich. So manches Experiment hat bereits bewiesen, dass sich bestimmte Lichteinstellungen auf die Inhaltsstoffe von Blättern und Früchten der beleuchteten Pflanzen auswirken. Was es mit Intensität des Lichts, Beleuchtungsdauer und Lichteigenschaften auf sich hat, klären wir nun.
Eine hochgewachsene Pflanze, die – sagen wir einmal – im Mittelmeerraum beheimatet ist, hat einen anderen Lichtbedarf als Sträucher, die sich eher im Unterholz europäischer Laubwälder ansiedeln. Will man Pflanzen aufziehen bzw. künstlich beleuchten, muss man genau wissen, ob sie jeweils eher Fans von direkter Sonneneinstrahlung oder Verschattung sind.
Die Beleuchtungsdauer ist relativ schnell geklärt. Am besten funktioniert das, was schon jahrtausendelang gut funktioniert: der herkömmliche Tag-Nacht-Zyklus, bei künstlicher Pflanzenbeleuchtung einfach durch einen Timer zu simulieren. Bei einigen fortschrittlichen Leuchten kann man sogar einen langsamen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang programmieren.
Bei der Lichtintensität lohnt sich ein Blick auf die sogenannte Photonenflussdichte. Noch genauer gesagt handelt es sich dabei um die Dichte der Photonen photosynthetisch aktiver Strahlung. Die Einheit dafür wird in PPFD abgekürzt und in Mikromol pro Quadratmeter und Sekunde (μmol/m2s) gemessen. Direkte Sonneneinstrahlung hat bis zu 2.000 μmol/m2s.
Nun ist es allerdings selbst in der freien Wildbahn bzw. bei der natürlichen Pflanzenbeleuchtung sehr selten, dass tatsächlich so eine hohe Dichte an photosynthetisch verwertbaren Photonen auf die Pflanzenzellen treffen. Pflanzen brauchen so hohe Intensitäten also gar nicht. Als durchschnittlicher Richtwert der Lichtintensität eignen sich 600 μmol/m2s bei der künstlichen Pflanzenbeleuchtung gut.
Bei der Lichtfarbe wird das Ganze schon etwas komplexer. Licht ist bekanntlich ein Teil der elektromagnetischen Strahlung und zwar im Wellenlängenbereich von etwa 380 nm bis 750 nm. Das ist der Teil, der für den Menschen sichtbar ist. Er deckt sich auch in etwa mit dem Abschnitt, der für die Photosynthese brauchbar ist.
Bringen wir also die Farben ins Spiel. Eine spezifische Lichtstrahlung kann sich aus unterschiedlichen Wellenlängen zusammensetzen und bekommt dadurch eine bestimmte Farbe. Sind die Wellenlängen eher hochfrequent, handelt es sich um den bläulichen Teil des Lichtspektrums, Langwellen sind eher am rötlichen Ende verortet.
Im Bereich um die 500 nm befinden sich die für uns grün wirkenden Wellenlängen. Treffen diese auf Chlorophyllzellen, werden sie größtenteils reflektiert. Daher erscheinen die meisten Pflanzenblätter auch grün. Aus diesem Phänomen ergibt sich die sogenannte Grünlücke. Wird eine Pflanze mit dieser Wellenlänge bestrahlt, passiert weniger Photosynthese, da die Pflanzen diese nicht so gut aufnehmen können.
Viele Hersteller künstlicher Pflanzenbeleuchtung gehen also nun dazu über, die grünen Wellenlängenanteile wegzulassen und in einer Mischung aus blauen und roten LEDs zu beleuchten. Das ist allerdings genauso kontraproduktiv, da sich die Photosynthese in diesem Bereich nicht gänzlich einstellt. Durch Carotinoide im Blattwerk findet eine Absorption der blaugrünen, kurzwelligeren Strahlung allerdings durchaus statt und besonders bei dunkelgrünen Blättern ist grünes Licht ebenso photosynthetisch aktiv – eine Spur von der eben erwähnten Grünlücke also.
Die LED-Pflanzenbeleuchtung sollte also idealerweise in puncto Lichtspektrum gleichmäßig gestaltet werden.
Die künstliche Pflanzenbeleuchtung ist ein komplexes Pflaster. Es gibt unzählige Arten von Leuchtmitteln und damit Optimierungsmöglichkeiten. Jede einzelne Pflanze kann exakt die Lichtverhältnisse bekommen, die sie braucht. Aber mit welchen Leuchten lässt sich genau das Licht erzeugen, das Pflanzen zum Wachsen brauchen?
Mittlerweile haben sich viele LED-Leuchten als die hochwertigste Lösung zur Pflanzenbeleuchtung herausgestellt. Sie sind zwar meistens im höheren Preisniveau angesiedelt. Dafür bekommt man allerdings auch etwas für sein Geld:
Zwischen LED-Leuchten und Natriumdampflampe herrscht so etwas wie ein Konkurrenzverhältnis. Lange Zeit waren nämlich die Lampen, die abgekürzt auch als NDL bezeichnet werden, das Nonplusultra unter den Leuchten für die künstliche Pflanzenbeleuchtung. Das auch zum Teil aus gutem Grund:
Mittlerweile werden sie in vielen Bereichen von den effizienteren LEDs abgelöst. Diese sind zwar in der Anschaffung wesentlich teurer, die Investition rentiert sich allerdings durch die längere Lebensdauer und die besseren Ergebnisse. Noch haben Natriumdampflampen nicht ganz ausgedient, aber die LED ist definitiv am Überholkurs.
Eine Tageslichtlampe imitiert, wie der Name schon sagt, das Tageslicht der Sonne. Ursprünglich ist so eine Lampe nicht speziell für die Pflanzenbeleuchtung, sondern für eine natürlichere Ausleuchtung von Wohnraum gedacht.
Stellt man keine allzu hohen Ansprüche auf das Licht für die Pflanzen, kann so eine handelsübliche Tageslichtlampe schon ausreichen. Man muss sich allerdings bewusst sein, dass diese Variante nicht für die Zwecke der Pflanzenbeleuchtung konzipiert wurde. Somit spendet eine Tageslichtlampe nicht unbedingt das Licht, das Pflanzen zum Wachsen benötigen. Man riskiert damit einen Stromverbrauch, der am Ziel vorbeischießt.
Ähnliches gilt auch für die Energiesparlampe. Man kennt sie als Raumbeleuchtung und die Überlegung, sie als Pflanzenlampe umzufunktionieren steht so schnell im Raum, wie man den Lichtschalter betätigen kann.
Allerdings schießt das Konzept der herkömmlichen Energiesparlampe ebenfalls an den Zwecken der Pflanzenbeleuchtung vorbei.
Da ist es doch ratsamer, zur LED-Pflanzenbeleuchtung zu greifen. Aufgrund des niedrigen Stromverbrauchs und wesentlich höheren Wirkungsgrad, kommen hier definitiv mehr Watt in Form von verwertbaren Photonen bei den Pflanzenzellen an.
Außerdem enthalten Energiesparlampen (wie auch Leuchtstoffröhren übrigens) Quecksilber, das bei unvorsichtiger Handhabe gefährlich und auch in der Entsorgung natürlich nicht unproblematisch ist.
Pflanzenbeleuchtung wird grob gesagt überall dort gebraucht, wo die Pflanzen zu sehr verschattet werden, um genügend Licht zu bekommen. Um Wachstum und eine gesunde Pflanze zu garantieren, benötigen Pflanzen besonders im Innenraum ein Extra an Licht. Wir stellen drei konkrete Einsatzmöglichkeiten vor.
Als Hobby- oder Profizüchter bist du womöglich meist mit zu kalten Temperaturen und zu wenig Sonnenlicht konfrontiert, wenn du im Frühjahr die Jungpflanzenanzucht beginnen möchtest. Auf der Fensterbank ist schließlich auch nicht unendlich viel Platz vorhanden. Nun brauchen aber besonders Lichtkeimer (im Gegensatz zu Dunkelkeimern) auch im Stadium als Samen bereits Sonnenlicht, um Keimlinge zu bilden.
In solchen Fällen zieht man mit der Anzuchtstation oft in den Keller oder andere Räume, die viel Platz bieten. Dort sorgst du dann mit Pflanzenlampen dafür, dass deine Keimlinge das Licht bekommen, das sie zum Wachsen benötigen. Die gesunden Jungpflanzen kannst du dann sofort nach dem letzten Frost ins Beet aussetzen, statt erst dann mit der Aussaat zu beginnen.
Die Winter sind meist nicht gerade mild hierzulande und die meisten Kulturpflanzen überleben die frostigen Temperaturen und das verringerte Sonnenlicht nicht. Im Innenraum ist es hingegen warm und mit der richtigen Pflanzenbeleuchtung hell genug. Deine nicht winterharten Gewächse bekommen so genug Licht und Wärme, um weiterwachsen zu können.
Manche Pflanzen machen sich in Wohnzimmern besonders gut. Nur sind sie vielleicht pralle Sonne gewohnt, statt verdunkelten Lichtverhältnissen im Raum. Hier kann ebenfalls eine Pflanzenlampe zum Einsatz kommen. Die Pflanze bekommt das Licht, das sie zum Wachsen braucht und du selbst kannst dich weiterhin über einen schönen Wuchs und prächtige Blüten freuen.
Geilwuchs: Wenn eine Pflanze merkt, dass sie zu dunkel steht, versucht sie dort hinzukommen, wo es Licht gibt. Für gewöhnlich ist die Richtung dann möglichst hoch hinaus, um über Schattenspender hinauszuwachsen. Dieses Verhalten ist unter dem Begriff Geilwuchs bekannt. Die Pflanze wächst dabei sehr schnell, aber auch sehr lang und instabil.
Knospen- und Blattverlust: Neben dem Geilwuchs kann es auch sein, dass die Pflanze ihre Knospen und/oder Blätter einfach verliert. Die Blätter färben sich erst gelb und fallen dann einfach ab.
Sind diese beiden Anzeichen zu erkennen, sollte man sich schleunigst um eine Lichtzufuhr kümmern. Bekommt die Pflanze das Licht, das sie zum Wachsen braucht, wirkt man dem unerwünschten Wuchsverhalten womöglich noch entgegen und hat wieder eine stabile, gesunde Pflanze vor sich.
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Pflanzen brauchen Licht, um zu wachsen. Ist keine natürliche Lichtquelle verfügbar, wird eben mit künstlicher Beleuchtung nachgeholfen. Aber mit welcher? In diesem Beitrag sehen wir uns an, ob Leuchtstoffröhren für Pflanzen eine brauchbare Lichtquelle darstellen können, oder ob man doch lieber zu anderen Leuchtmitteln greifen sollte.
Sehen wir uns erstmal an, was da genau das Licht für deine Pflanzen produzieren soll. Bei Leuchtstoffröhren fließt Strom durch Kontakte in Elektroden, die zu Beginn eine gewisse Zündspannung aufbauen. Dadurch wird die Gasfüllung (Quecksilberdampf) im Inneren der Röhre ionisiert und gezündet. Sie strahlt dann erstmal „nur“ UV-Strahlung ab.
Diese fällt durch die Beschichtung der Leuchtstoffröhre und wird durch die Beschichtung in sichtbares Licht umgewandelt. Die Wellenlänge der Strahlung wird also verändert. Je nachdem, welche Beschichtung aufgetragen wurde, hat das Licht eine andere Farbtemperatur bzw. ein anderes Spektrum.
Durch diese Funktionsweise zählt man LSR eigentlich auch zu den Niederdruck-Gasentladungsröhren bzw. Metalldampflampen. Es gibt allerdings mittlerweile sogar LED-Lampen, die dieselbe Form haben und LED-Leuchtstoffröhren genannt werden. Diese Bezeichnung ist aber irreführend, da sie mithilfe der gewöhnlichen LED-Technik funktionieren, also keinen Leuchtstoff enthalten. Darüber hinaus sind sie nur eingeschränkt und anstatt der Leuchtstoffröhren einsetzbar, da die Stromzufuhr anders gestaltet sein muss, damit die Leuchtdioden betrieben werden können.
Was bedeutet das alles aber für den Fall, dass man die Leuchtstoffröhre für die Beleuchtung von Pflanzen nutzen möchte?
In erster Linie bedeutet das geringe Lichtausbeute. Im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln und vor allem zu anderen Pflanzenlampen, leuchtet eine Leuchtstoffröhre nicht besonders stark und die Lichtintensität konzentriert sich auf den dünnen, langen Leuchtstreifen, den die LSR bildet. Außerdem ist die Lichtfarbe der meisten Leuchtstoffröhren nicht ausgewogen bzw. nicht warm genug.
Dadurch eignet sich die Leuchtstoffröhre für Pflanzen höchstens, wenn es um Grundversorgung geht. Im Winter, wo das Wachstum nicht unbedingt angetrieben, sondern die Pflanze nur überwintert werden soll, reicht das wenige Licht aus. Auch für die Bewurzelung von Stecklingen oder bei der Anzucht, wo eher kalte Farbtemperaturen gebraucht werden (im Gegensatz zur Blütenphase), kann eine Leuchtstoffröhre durchaus ihre Dienste tun.
Den geringen Wirkungsgrad in Kauf genommen, kann die Leuchtstoffröhre für Pflanzen durchaus eingesetzt werden. Allerdings unter einigen Bedingungen. Erstmal muss man generell bei diesem Leuchtmittel darauf achten, dass die Stromzufuhr richtig geregelt wird. Dafür ist ein Vorschaltgerät unbedingt notwendig.
Außerdem wird bei der Leuchtstoffröhre das Licht nicht sehr gut gestreut. In der Nähe der Röhre ist die Strahlung sehr intensiv, darüber hinaus bleibt die Umgebung eher dunkel. Daher empfiehlt sich ein Reflektor, um die Lichtstrahlen etwas besser zu verteilen.
Mittlerweile finden sich auf dem Markt sogar bereits spezielle Leuchtstoffröhren für Pflanzen. Sie unterscheiden sich allerdings nur dadurch, dass die Grünanteile des Spektrums weggelassen werden. Dabei bleibt die Lichtintensität gleich. Das bedeutet, dass man die gleiche Menge an Licht bekommt, wie bei herkömmlichen Leuchtstoffröhren (also für die meisten Zwecke der Pflanzenbeleuchtung zu wenig) und das Spektrum nicht sehr ausgeglichen ist.
In puncto Pflanzenbeleuchtung scheint die Leuchtstoffröhre also keine so guten Karten zu haben. Für einen besseren Überblick haben wir die LED-Pflanzenlampen und die Option Leuchtstoffröhre für Pflanzen nochmal in allen kaufentscheidenden Punkten gegenübergestellt.
| LED | LSR | |
| Anschaffungskosten | ✗ | ✓ |
| Betriebskosten | ✓ | ✓ |
| Lebensdauer | > 50.000 h | ca. 15.000 h |
| Energieeffizienz | ✓ | ✗ |
| Leistung | ✓ | ✗ |
| Wärmeentwicklung | ✓ | ✓ |
| Lichtspektrum | ✓ | ✗ |
Die LSR scheint auf den ersten Blick eine tolle, preisgünstige Alternative zu den doch noch recht teuren LED-Systemen zu sein. Allerdings lohnt sich der hohe Preis der LEDs am Ende in Sachen Lebensdauer und Effizienz. Wenn man nicht am Wachstum sparen möchte, sollte man das auch bei der Pflanzenlampe nicht tun. Wie wir bereits gesehen haben, regt so eine Leuchtstoffröhre das Wachstum der Pflanzen nicht so gut an, wie eine passende LED-Lampe.
LSR gibt es – was ihr Farbspektrum angeht – grundlegend in zwei Varianten: Jene mit Dreibandenleuchtstoffen und jene mit Fünfbandenleuchtstoffen. Der Unterschied zwischen den beiden liegt im Wellenlängenspektrum der Lampen. Bei Lampen, die mit Fünfbandenleuchtstoffen versehen sind, wird die UV-Strahlung in ein annähernd kontinuierliches Spektrum verwandelt, das dem des Tageslichts sehr nahekommt.
Außerdem können die Leuchtstoffe so variiert werden, dass unterschiedliche Farbtemperaturen erreicht werden können. Leuchtstoffröhren werden üblicherweise ja für die Raumbeleuchtung verwendet, weswegen es hauptsächlich folgende drei Varianten gibt, die sich auf den Farbeindruck des abgestrahlten Lichts beziehen: warmweiß (< 3300K), neutralweiß (3300K bis 5300K) und kaltweiß (> 5300K);
Für die Wachstumsphase der meisten Pflanzen braucht man Licht, das sich im Bereich der kaltweißen Leuchtstoffröhren bewegt. Das ideale Licht für die Blütephase ist allerdings noch langwelliger, als die Leuchtstoffröhren für warmweißes Licht.
Bei Leuchtmitteln wird immer öfter damit geworben, dass ihr Spektrum dem des Tageslichts besonders nahekommt. Man mag meinen, dass das für die Pflanzenbeleuchtung doch auch von Vorteil sein muss, da Pflanzen in der freien Wildbahn ja auch nur Tageslicht bekommen.
Tatsächlich ist es so, dass Pflanzen besonders in der Blütephase eher wärmere Farbtemperaturen benötigen. 2700K sind hier ideal, was weit unter den Werten für Tageslichtlampen (5300K bis 6500K) liegt. Diese sind eher in der Keim- und Anzuchtphase zu gebrauchen.
Bleibt noch das Faktum, dass diese Lampen eher für die Raumbeleuchtung gedacht sind und demnach nicht für die Pflanzenbeleuchtung konzipiert wurden. Sie sind in Sachen Effizienz und Aufbau nicht so gut für die Beleuchtung von Pflanzen geeignet, als die Produkte, die von Anfang an für diesen Zweck geplant wurden.
Manche Leuchten haben den Nachteil, dass der Strom nur zu einem Teil in Licht umgewandelt werden kann. Der Rest geht als Wärme verloren. Wird es um das Leuchtmittel zu warm, ist das auch für die beleuchteten Pflanzen schädlich, weswegen manche Pflanzenlampen zusätzlich energieaufwendig gekühlt werden müssen.
Dieses Problem hat man bei den Leuchtstoffröhren, wie auch bei den LEDs, nicht. Sie bleiben kühl und wandeln den Stoff zum Großteil auch tatsächlich in Licht um.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass du Leuchtstoffröhren durchaus für Pflanzen verwenden kannst. Allerdings musst du dann damit rechnen, dass das Ergebnis weit hinter dem mit professioneller LED-Pflanzenbeleuchtung zurückfallen wird. Das ist vor allem auf die geringe Lichtausbeute zurückzuführen, denn wo keine Photonen, da kein Wachstum.
Außerdem geht es auch immer noch um die Qualität der Photonen. Wenn sie in den falschen Wellenlängen auf die Pflanzen treffen, tut sich auch nicht viel. Auch das ist bei den Leuchtstoffröhren der Fall. Besonders bei jenen, die eigentlich zur Raumbeleuchtung gedacht sind. Als erste Gehversuche in der Pflanzenbeleuchtung oder als improvisierte Überwinterungsmöglichkeit für Pflanzen im Innenraum kann die Leuchtstoffröhre allerdings schon herhalten.
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Zu den vielen Einheiten, die man an der elektromagnetischen Strahlung namens Licht bestimmen kann, gehört unter anderem die Lichtstärke. Sie wird in Candela angegeben und gibt Auskunft über die Stärke des Lichtstroms in einem bestimmten Abstrahlwinkel. Mehr zur Einheit Lichtstärke (wie man sie definiert, ausrechnet und mit welchen Einheiten man sie nicht verwechseln sollte) erfährst du in diesem Beitrag.
Die Lichtstärke bezeichnet die Menge an abgegebenem Licht einer Lichtquelle in einem bestimmten Raumwinkel.
Rechnerisch wird dabei der Lichtstrom durch den Winkel (auch Steradiant, abgekürzt sr, genannt) geteilt. Wenn eine Lichtquelle also nach allen Richtungen abstrahlt, kann die Lumenanzahl durch 4π (entspricht dem Raumwinkel einer gesamten Kugeloberfläche) dividiert werden und man erhält die Lichtstärke.
Es wird also ein bestimmter Lichtstrom abgegeben und durch einen mehr oder weniger großen Winkel gebündelt. Die Lichtstärke bezeichnet schließlich die Menge an Licht, die sich innerhalb des Lichtkegels befindet und nimmt dadurch nicht nur auf die insgesamt ausgesandte Menge an Licht Rücksicht, wie das beim Lichtstrom der Fall ist.
Die Lichtstärke beachtet außerdem nicht, wie viel Licht auf eine bestimmte Fläche trifft. Sie zieht zwar die Richtung und den Winkel in Betracht, den allerdings als Ganzes.
Das bedeutet, dass man nicht in einem bestimmten Abstand auf einer bestimmten Fläche misst, sondern das gesamte Licht innerhalb des Kegels annimmt.
Während das Licht also je nach Entfernung zur Quelle gestreut wird und damit an Intensität verliert, bleibt die Lichtstärke immer gleich.
Dennoch wird bei der Messung der physiologische Aspekt, also die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges, nicht außenvorgelassen.
Würde man beispielsweise die Lichtstärke einer Infrarotlampe messen wollen, wäre das Ergebnis immer 0, da Infrarotstrahlung für das menschliche Auge nicht sichtbar ist.
Die Einheit, mit der die Lichtstärke angegeben wird, heißt Candela (abgekürzt: cd). Damit du dir in etwa vorstellen kannst, wie hell 1 cd ist, haben wir in folgender Tabelle einige Vergleichsgrößen angeführt.
| Lichtquelle | Candela |
| Glühwürmchen | 10 Mikrocandela (mcd) |
| Kerze | 1 cd |
| Glühlampe (60 W) | 58 cd |
| Quecksilberdampflampe (125 W) | 430 cd |
| Kfz-Fernlicht | 225 kcd (Kilocandela) |
Da „Candela“ lateinisch für „Kerze“ steht, ist nicht weiter verwunderlich, dass eine Kerze in etwa als Richtwert bzw. als 1 Candela angenommen wird. In der Praxis gibt es selbstverständlich noch genauerer Methoden, um den Richtwert herauszufinden.
Wenn du dich nach Pflanzenbeleuchtung umsiehst, wirst du kaum ein Modell finden, bei dem eine Candelaangabe aufgeführt wird. Diese Größe ist nämlich für die Wirksamkeit der Leuchte, in Bezug auf das Wachstum der Pflanze, wenig aussagekräftig. Sie berücksichtigt nämlich weder die Frequenz des Lichts noch die Dichte auf einer bestimmten Fläche.
Die Lichtstärke kann man nicht direkt messen, aber dafür sehr einfach berechnen, wenn man zuvor den Lichtstrom ermittelt hat. Diesen misst man mithilfe einer sogenannten Ulbricht’schen Kugel, in der das Leuchtmittel platziert wird. Der so eruierte Wert kann anschließend durch den Abstrahlwinkel geteilt werden und ergibt so die Lichtstärke (Candela).
Achtung: Verwechslungsgefahr! An Licht kann man ganz schön viel herummessen und bestimmen. Daher gibt es nicht gerade wenig Lichtmesswerte, die man am Licht bestimmen kann. Damit du einen Überblick über die verschiedenen Messeinheiten bekommst, die es neben der Lichtstärke noch so gibt, gehen wir hier einige von ihnen durch.
| Bezeichnung | Name der Einheit | Symbol |
| Lichtstrom | Lumen | lm (= cd * sr) |
| Beleuchtungsstärke | Lux | lx (= lm / m2) |
| Leuchtdichte | Candela pro m2 | cd / m2 |
| Lichtmenge | Lumensekunde | lm * s |
| Lichtausbeute | Lumen pro Watt | lm / W |
Im Gegensatz zur Lichtstärke bezeichnet der Lichtstrom die Menge an Licht, die die Lichtquelle aussendet. Er ergießt sich in alle möglichen Richtungen und sein Wert ändert sich nicht mit einer Bündelung des Lichts.
Das bedeutet, dass, selbst wenn das abgestrahlte Licht einer Lampe durch einen sehr engen Schirm zu einem Lichtkegel konzentriert wird, ändert das nichts an der Lumenanzahl der Lichtquelle, obwohl das Licht dann vielleicht heller erscheint.
Wenn der Candelawert der Quotient aus Lumen und Winkel ist, ist der Lichtstrom, also die Lumenzahl, das Produkt aus Candela und Winkel (Steradiant, sr). Die Lumenzahl kann also aus cd * sr berechnet werden.
Die Beleuchtungsstärke, oder auch Lichtstromdichte, bezieht sich auf den Lichtstrom, der auf eine bestimmte Fläche trifft. Ihre Einheit ist Lux, abgekürzt auch „lx“, und kann als Lumen pro Quadratmeter errechnet werden. Man bezieht hier den Abstrahlwinkel indirekt mit ein – nur diesmal zählt im Gegensatz zur Lichtstärke auch der Abstand zur Lichtquelle.
Alte Beleuchtungsstärkeeinheiten, die von Lux verdrängt wurden, waren Nox (nx) und Phot (ph). Im nordamerikanischen Raum wird außerdem noch die Einheit Foot-candle (fc) verwendet, welche die Lichtstärke auf einen Quadratfuß angibt.
Was im angloamerikanischen Maßsystem die Foot-candle ist und die Beleuchtungsstärke angibt, ist in unseren Breiten die Leuchtdichte. Hier werden die Candelawerte auf eine bestimmte Fläche aufgerechnet. Damit kann die Intensität des Lichts berücksichtigt werden.
Diese Messgröße hat die direkteste Aussagekraft über die Wahrnehmung des Lichts, da alle Parameter miteinbezogen werden, die die wahrnehmbare Helligkeit des abgestrahlten Lichts beeinflussen könnten.
Außerdem wird berücksichtigt, dass eine Lichtquelle nicht an allen Punkten exakt gleich viel Lichtstrahlung abgibt. Die Lichtstärke ist dabei sozusagen die Summe aller Leuchtdichten, da sie das gesamte, in eine bestimmte Richtung abgestrahlte, Licht bezeichnet.
Die Farbtemperatur sticht im Rahmen dieser Aufzählung etwas heraus, denn sie beschäftigt sich eher mit der Frequenz und Wellenlänge, also dem Spektrum, der Strahlung als mit ihrer Intensität.
Die Kelvinanzahl einer Lichtquelle gibt an, welchen Farbton das Licht hat.
Wenn man beispielsweise das Sonnenlicht bei Sonnenaufgang mit jenem zu Mittag vergleicht, wird man merken, dass es einmal etwas wärmer (also in Orangetönen) und einmal etwas kälter (also eher in Blautönen) leuchtet.
Ebenso verhält es sich bei Unterschieden zwischen den verschiedenen künstlichen Leuchtmitteln. Ihr Farbton und damit ihr Kelvinwert lassen sich mithilfe eines Spektrometers messen.
Kurz und bündig zusammengefasst ist die Lichtstärke also die Menge an abgestrahltem Licht in einem bestimmten Lichtkegel. Die abgestrahlte Lichtmenge (= Lichtstrom, in Lumen angegeben) wird durch die Richtung (= Steradiant, sr) geteilt. Wir erfahren dadurch „wie viel Licht“ sich in diesem Lichtkegel befindet. Die Candela-Anzahl gibt allerdings nicht unbedingt eine Auskunft über die Helligkeit des Lichts.
Zur Erinnerung: In der Pflanzenbeleuchtung wird diese Einheit so gut wie nie eingesetzt, da sie keine Auskunft über die Nützlichkeit des Lichts für die Pflanze gibt. Dafür ist die Photonenflussdichte (PPFD) definitiv besser geeignet.
LEDs gibt es nun schon seit mehreren Jahrzehnten, und wer meint, dass sie sich seit ihrer Erfindung nicht weiterentwickelt hätten, täuscht sich gewaltig. Zwischen den Minileuchten für Leuchtreklamen und zur Signalübertragung der 60er-Jahre und den COB-LEDs liegen Welten. Sehen wir uns doch genauer an, wo wir mit den Chip-on-Board-(COB)-LEDs technisch gelandet sind.
COB = Chip-on-Board
LED = Licht emittierende Diode
Beginnen wir am besten von vorne: LEDs sind sogenannte Licht emittierende Dioden (engl. light emitting diods). Sie können auch als Halbleiter-Bauelement bezeichnet werden, denn bei dem Material, das schließlich für das Licht in verschiedenen Farben verantwortlich ist, handelt es sich um sogenannte Halbleitermetalle. Dort wird Strom durchgeschickt und das Material leuchtet.
Nun gibt es unterschiedliche Arten und Weisen, wie man diese Minichips an Halbleitermaterial anordnen kann. Bei Chip-on-Board-LEDs ist es so, dass mindestens 9 Chips, meist aber sehr viele mehr, auf einem Board angebracht werden.
Bei den COB-LEDs handelt es sich um eine Multichipanordnung, wobei viele Low-Power-Chips in Serie und/oder parallel geschalten werden.
Sie sind per Bonding direkt auf einer Platte (meist aus Aluminium oder Keramik) angebracht und zwar so dicht, dass sich eine einzige, homogene Lichtfläche ergibt. Dadurch strahlt diese Art der LEDs gleichmäßiges Licht mit breitem Abstrahlwinkel ab und macht sie etwa bei der Pflanzenbeleuchtung ideal einsetzbar.
Ein geringer thermischer Widerstand beim Gehäuse (unter 2 K/W, andere erreichen bis zu 200 K/W) verringert Energieverluste in Form von Wärmeenergie und ist damit der hohen Effizienz zuträglich.
Durch die kompakte Bauweise ist ein kleines Gehäuse möglich, das im Prinzip nur aus der Trägerplatte besteht. Dadurch sind LED COBs vielseitig einsetzbar.
Je nachdem, wie viele und welche Chips verbaut werden, kommen unterschiedliche Leistungen und Spannungen zustande. Ob 12V oder 230V, 5W oder 100W – solche und noch breitere Ranges sind bei Chip-on-Board-LEDs auf jeden Fall drin.
Außerdem punktet diese LED-Art mit einem besonders hohen Farbwiedergabeindex, was sie sehr gut als Raumleuchtmittel eignet beispielsweise.
Die COB LED ist die eierlegende Wollmilchsau unter den Leuchtmitteln. Sie ist so vielseitig einsetzbar, dass sie eigentlich das Zeug dazu hätte, so gut wie alle Leuchtmittel einfach zu ersetzen, was sie zum Teil sogar tut. Man findet COB-LEDS unter anderem in folgenden Formen und Kontexten:
Schritt für Schritt ersetzen die LED-COB Halogenmetalldampflampen in der Straßenbeleuchtung, der Hochregallagerbeleuchtung, in der Schienen- und Deckeneinbaubeleuchtung, was durch ihre zahlreichen Vorteile, wie die hohe Leistung und den niedrige Verbrauch, das gleichmäßige Licht und die lange Lebensdauer nicht weiter wundert.
Es mag bei den ganzen Lobpreisungen an die COB-LED gar nicht so wirken, aber auch sie haben so ihre Tücken und Nachteilchen. So fällt beispielsweise ein wesentliches Merkmal der LEDs an sich weg: Chip-on-Board LEDs sind nämlich nicht in so vielen Farben erhältlich wie andere Vertreterinnen ihrer Leuchtmittelart. Was die Reparierbarkeit betrifft, ist es so, dass man eine defekte COB-LED mit etwas Geschick austauschen kann.
Außerdem kann die Einheit nicht repariert werden, wenn einer oder mehrere der Chips ausfallen.
Ein kleines Defizit ist außerdem, dass es bei großen COBs, die viel Leistung bringen können, schwieriger wird, die entstehende Wärme abzuführen. Das erfordert den Einsatz potenter Kühlkörper.
Das sind aber vernachlässigbare Nachteile, zumindest für den Einsatz der COB LED als Pflanzenlampe.
Die Vorteile sind da schon zahlreicher – wer hätte das gedacht – und wir fassen mal zusammen:
LED ist nicht gleich LED – so viel ist klar. Was bei DIP (engl. Abkürzung für dual in-line package) ziemlich leistungsschwach, mit geringer Lebensdauer und schneller Abnahme der Leuchtkraft begann, mauserte sich schnell zu den sogenannten SMD LEDs, den surface mounted device. Dabei wurden bzw. werden 1-2 LED-Chips meist auf einen PLCC (engl. Abkürzung für plastic leaded chip carrier) verbaut.
SMD LEDs sind zwar bereits wesentlich leistungsstärker als ihre Vorgänger DIP, die COB LEDs haben sich daraufhin aber nochmal um ein ganzes Stück weiterentwickelt.
Wichtig bei den COB-LEDs ist, dass es sich um mehrere (teilweise hunderte) Mini-LED-Chips handelt, die dicht an dicht auf eine Trägerplatte montiert werden. Hierdurch können eine hohe Leistungsdichte und gleichmäßige Abstrahlung erzeugt werden. Für die LED-Pflanzenbeleuchtung sind die Chip-on-Board-LEDs damit perfekt geeignet.
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Ohne Licht geht gar nichts. Aber „Hauptsache Licht, egal welches“ ist auch die falsche Herangehensweise, denn wie man das bei der LED-Pflanzenbeleuchtung beobachten kann, können die exakt abgestimmten Lichtverhältnisse Wachstumswunder wirken. Wie weiß man nun aber, ob die Lichtverhältnisse auch richtig eingestellt sind. Hier kommt die Lichtmessung ins Spiel.
Die Lichtmessung wird auch Photometrie genannt (altgr. φῶς phos ‚Licht‘ und μετρεῖν metrein ‚messen‘) und ist auf diversen Gebieten unerlässlich. Allen voran die Photographie verlässt sich bei der Einstellung von Blende, Verschlusszeit und Co. gerne auf die Werte ihrer Lichtmessungen.
Aber auch bzgl. Arbeitsschutz wird Lichtmessung am Arbeitsplatz durchgeführt, um zu wissen, ob das Licht im Büro keine Augenschäden, Kopfschmerzen oder ähnliches verursacht.
Neben diesen beiden Haupteinsatzgebieten der Lichtmessung spielt sie selbstverständlich auch in der Pflanzenbeleuchtung eine wichtige Rolle. Nicht nur wird das Licht der Leuchtmittel im Vorfeld genauestens unter die Lupe genommen, damit den Kunden kaufentscheidende Informationen geliefert werden können. Diese können dann beim Einsatz der LED-Pflanzenlampen selbst noch direkt an ihrem individuellen Set-up Feinmessungen durchführen, um die Lampen ideal einzustellen.
Was wird aber nun genau gemessen und was bedeuten die Angaben? Licht besteht bekanntlich aus Partikeln, die in Form von Wellen ausgestrahlt werden. Nun kann man messen, wie viel dieser Strahlung in alle Richtungen ausgestrahlt wird, wie viel davon auf eine bestimmte Fläche trifft und wie dieses Licht etwa aussieht. Im Detail schlüsselt sich das ganze folgendermaßen auf und gibt Auskunft über ominöse Angaben, wie Lumen, Watt, Candela und Co.
Der Lichtstrom ist die Menge an Licht, das in alle Richtungen von der Leuchtquelle ausgesandt wird. Sie wird mittlerweile als genauere Angabe über die Helligkeit einer Lampe gehandelt, während die reine Watt-Angabe weniger aussagekräftig ist.
Außerdem kann man die Lumenanzahl noch durch die Wattanzahl dividieren, was Auskunft über die Effektivität bzw. den Wirkungsgrad des Leuchtmittels gibt.
Mit der Strahlungsleistung in Watt wird bei einer Lampe nur angegeben, wie groß die Energiemenge ist, die durch die elektromagnetischen Wellen ausgesandt werden. Je nach Zusammensetzung und Aufbau der Lampe kann ein und dieselbe Energiemenge unterschiedlich intensive Lichtströme ergeben. Dadurch ist die Wattanzahl nur aussagekräftig, wenn es sich um Leuchtmittel derselben Kategorie handelt.
Umrechnung Lumen – WattWie bereits erwähnt, ist das Verhältnis von Lumen zu Watt vom Leuchtmittel und seiner Effizienz abhängig. Die Glühlampe mit 25 W beispielsweise erzeugt einen Lichtstrom von etwa 230 lm. Eine Halogenlampe schafft bei gleicher Leistung einen Lichtstrom von 300 lm. Bei der Energiesparlampe sind weit weniger Watt, nämlich nur 5 W für 180 lm notwendig und die LED-Lampe schafft bei 5 W sogar 400 lm. Eine einfache Formel zum Umrechnen von Lumen auf Watt gibt es leider nicht. |
Bei der Angabe der Lichtstärke wird nicht mehr die ausgesandte, sondern sozusagen die empfangene Lichtmenge gemessen. Hier werden beim Lichtstrom die Richtung und Streuung mit einbezogen, was durch das Verhältnis von Lumen zu Abstrahlwinkel ausgedrückt wird. Diese Angabe wird etwa bei der Lichtmessung von Fahrradleuchten berücksichtigt.
Die Leuchtdichte ist nichts anderes als die Lichtstärke auf die beleuchtete Fläche umzurechnen. Man erfährt dadurch, wie viel vom abgestrahlten Licht auf einen Quadratmeter auftrifft. Bildlich gesprochen gibt das also Auskunft über die Dichte der auf deine Fläche treffenden Lichtstrahlung.
Lux ist neben Lumen eine der häufigsten Angaben für Leuchtmittel für den Privatgebrauch. Im Gegensatz zum Lichtstrom misst man bei der Beleuchtungsstärke wieder das Licht, dass auf eine bestimmte Fläche trifft (wie bei der Leuchtdichte). Die Entfernung und der Winkel werden miteinbezogen. Lux ist bei der Beleuchtungsstärke übrigens nicht die einzige Einheit. Sie wird außerdem in Footcandles (fc, Lumen pro Quadratfuß) oder Phots (Lumen pro Quadratzentimeter) angegeben.
Berechnet wird die Luxangabe ganz simpel mit der Lumenanzahl pro Quadratmeter.
Kelvin ist eine der Einheiten, mit der sich die Lichtfarbe angeben lässt. Genauer gesagt, erfährt man durch die Kelvinangabe die Farbtemperatur (etwa warmweiß, neutral, kaltweiß) während auch der Farbwiedergabeindex oder ein ausführliches Spektrogramm über die Lichtfarbe Auskunft geben.
Neben den zahlreichen Angaben, die für Straßen-, Raum-, Fahrrad-, und sonstige Beleuchtung von Nutzen sind, kennt die Pflanzenbeleuchtung ihre eigenen Einheiten. Um herauszufinden, ob eine Lichtquelle dem Wachstum der Pflanzen zuträglich ist, muss man andere Dinge als Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke messen.
Im Falle der Pflanzenleuchten wird genauer gemessen, und zwar werden hier nur die Photonen gezählt, die in einem Spektrum liegen, das von den Pflanzen verarbeitet werden kann (Wellenlängenbereich 400-700nm). Darüber gibt die Photonenflussdichte (PPFD) Auskunft. Außerdem sind die Wellenlängen äußerst wichtig, die idealerweise mithilfe eines Spektrogramms dargelegt werden. All das ist wichtig zu wissen, da man so herausfindet, ob das jeweilige Licht das richtige ist, um die Photosynthese der Pflanze zu triggern.
Gut, dass wir nun wissen, was wir am Licht alles messen können, aber eine große Frage steht noch im Raum: Wie? Wie will man herausfinden, wie viel Licht die Lampe abstrahlt? Dazu sehen wir uns vor allem die Geräte und Verfahren an, mit denen Stärke, Dichte, Farbe und Co. des Lichts gemessen werden. Vorausgeschickt lässt sich aber bereits eins sagen: Nicht jedes Gebiet kann mit denselben Verfahren vorliebnehmen.
Der Überbegriff für die Reihe an unterschiedlichen Geräten für die Lichtmessung lautet Photometer. Je nach herauszufindenden Parametern und Einsatzzweck variieren die eingesetzten Messmethoden. Welche das sind und wofür sie am besten geeignet sind, sehen wir uns nun genauer an.
Mit einem Luxmeter misst man die Beleuchtungsstärke, wie der Name schon sagt. Auch davon gibt es wiederum verschiedene Arten: als professionelles Lichtmessgerät etwa für Photographen, bis hin zur App, die sogar durch einen sogenannten Kalotten-Diffuser ergänzt werden kann, womit genaue Ergebnisse erzielt werden können.
Besonders in der Lichtmessung, die für die Photographie eine Rolle spielt, findet man so etwas wie ein Konkurrenzverhältnis zwischen Licht- und Objektivmessung.
Während erstere den Standpunkt des Motivs einnimmt und das dort hinfallende Licht misst, ist zweitere bei der Kamera positioniert und misst dort das Licht, das vom Motiv in Richtung Kamera reflektiert wird.
Welche nun die bessere ist, variiert von Situation zu Situation. Weniger aufwendig, flexibler und simpler ist bestimmt die Objektivmessung, während die Lichtmessung bessere Qualität liefert und vor allem bei starren Motiven etwa bei der Studiofotographie punktet.
Bei dieser Methode wird übrigens jeweils die Beleuchtungsstärke (Lux) gemessen.
Wozu ein Spektrometer da ist, ist beinahe selbsterklärend. Es wird dazu verwendet, um das Spektrum von elektromagnetischer Strahlung zu messen, wozu Licht bekanntermaßen zählt. Das Spektrometer kann ausmessen auf welcher Wellenlänge die Teilchen mit welcher Energie und Frequenz abgestrahlt werden. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet das, dass man die Wellenlängen und damit die Farbe des Lichts bis ins kleinste Detail bestimmen kann.
Für uns in der Pflanzenbeleuchtung natürlich besonders wichtig: Messgeräte für die PPFD. Sie messen, wie viele von der Pflanze verwertbare Photonen aus einer bestimmten Entfernung (meist 35 cm und 40 cm) von einer Lichtquelle aus auf einem Quadratmeter Fläche landen. Damit kann eruiert werden, wie intensiv sich das Licht auf das Wachstum der Pflanze auswirkt.
Der Begriff Goniometer bezeichnet eigentlich ein Winkelmaß, doch wenn man genauer schaut, ist es auch genau das, was das Goniometer mit dem Licht macht. Die Sensoren des Goniometers fahren dabei kugelförmig um die Lichtquelle herum und messen die Winkel und Intensitäten des abgestrahlten Lichts, bis sich ein vollständiges Bild der Lichtverteilung bildet.
Die Ulbricht-Kugel erklärt sich gemeinsam mit ihrer Vorgehensweise beinahe von selbst. Es handelt sich um eine geschlossene Kugel, die innen weiß ist und somit das Licht der Lichtquelle, die in der Mitte positioniert wird, reflektiert. Der Messkopf empfängt dann alle abgestrahlten Wellen und kann schließlich nicht nur Auskunft über den Lichtstrom, sondern auch über die Lichtfarben geben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Licht uns in vielen Bereichen, wenn nicht eben sogar in allen, begleitet. In manchen von ihnen ist es wichtig, das Licht auf seine Eigenschaften zu prüfen, so beispielsweise bei der Pflanzenbeleuchtung. Denn Pflanzen sind sensibel und benötigen neben Nährstoffen, Wasser und Substrat auch die richtige Lichtzusammensetzung, die man mithilfe der Lichtmessung eruieren kann.
Das Licht ist bekanntermaßen Teil der elektromagnetischen Strahlung, die (u.a.) die Sonne abgibt. Es strahlt in unterschiedlichen Wellenlängen bzw. in diesen unterschiedlich intensiv. Je nachdem, wie sich dies bei einer Lichtquelle zusammensetzt, ergibt sich ein spezielles Lichtspektrum und das ist von Leuchtmittel zu Leuchtmittel verschieden. In diesem Beitrag nehmen wir die Lichtspektren von LED und Co. unter die Lupe.
Über Spektrum und Farbtemperatur und dergleichen stolpert man gerne mal, wenn man Licht sozusagen kaufen will. Die unterschiedlichen Leuchtmittel haben dann so Angaben wie „warmweiß“ oder sogar genauer „2700K“ etc. Doch was bedeutet das nun genau? Holen wir dafür etwas aus.
Licht strahlt in unterschiedlichen Wellenlängen, die das Farbenspektrum ergeben, die etwa einen Regenbogen ergeben. Bei einem Regenbogen wird das Licht in seine verschiedenen Wellenlängen zerlegt – von kurzwellig (violett, ab etwa 380 Nanometer) bis langwellig (rot, bis etwa 750 Nanometer). All diese Wellenlängen zusammen ergeben das neutrale bzw. weiße Licht, das wir kennen.
Von Horst Frank / Phrood / Anony - Horst Frank, Jailbird and Phrood, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3726606
Nun ist es aber so, dass sich diese Wellenlängen unterschiedlich zusammensetzen können und demnach das Weiß, das sie zusammen ergeben, dann leicht färben. Hier ist im blauen Wellenlängenbereich mehr Intensität da, dort im rot-orangen Bereich, wodurch das Licht auch bläulich bzw. rötlich wirkt.
Aus diesen unterschiedlichen Zusammensetzungen der Wellenlängen ergibt sich also der Charakter bzw. eben das Spektrum des Lichts. Das wäre auch gar nicht weiter beachtenswert, wenn nicht bereits minimale Veränderungen große Effekte auf verschiedensten Gebieten erzielen würden.
Beobachtbar ist das beispielsweise bei der Fotografie. Das menschliche Auge stellt sich automatisch auf verschiedene Lichtverhältnisse ein, sodass wir die Unterschiede in der Farbwiedergabe der Gegenstände um uns herum gar nicht wahrnehmen. Eine Kameralinse dagegen braucht eine entsprechende Software, um den sogenannten Weißabgleich entsprechend zu steuern. Wenn man mal eine Kamera mit feststellbarem Weißabgleich in die Finger bekommt, kann man das einmal ausprobieren und sich über die plötzlich extrem blaustichigen Fotos wundern, wenn man erst draußen bei Tageslicht und dann drinnen bei Glühlampenlicht fotografiert.
Das Emissionsspektrum verschiedener Lichtquellen variiert also. Stellt sich die Frage, inwiefern und warum genau. Wir werden versuchen, diese Fragen zu beantworten und außerdem hie und da einen Blick darauf zu werfen, was das in unterschiedlichen Bereichen bedeutet. Dabei werden wir auf unserem Feld der Expertise bleiben und vor allem das LED-Spektrum im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln – nun ja – näher beleuchten.
LEDs, also light-emitting diodes, leuchten durch ein sogenanntes Halbleitermaterial. Nun gibt es davon unterschiedliche Sorten und diese leuchten auch in entsprechend verschiedenen Farben.
Sie strahlen also unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlängen ab. Das verschafft den LEDs im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln einen wesentlichen Vorteil:
Das Lichtspektrum der LEDs ist variabel. Und zwar lässt es sich beispielsweise mit folgenden Halbleitermaterialen wie folgt färben.
Für weiße LEDs beispielsweise wird eine blaue Grundschicht verwendet, die mit einer gelblichen Lumineszenzschicht ergänzt wird, die somit quasi als Wellenlängen-Konverter wirkt.
Das Tages- bzw. eher Sonnenlicht lässt sich mit dem der LEDs insofern vergleichen, als dass es ebenfalls variabel ist. Hier ist der Sonnenstand dafür verantwortlich, dass sich die Qualität des Lichts verändert. Verschwindet die Sonne langsam hinter dem Horizont, schafft es nämlich nur noch das langwellige Spektrum über die Erdkrümmung, was für den beeindruckenden Farbverlauf beim Sonnenunter- und -aufgang verantwortlich ist.
Das Lichtspektrum bei Sonnenaufgang um 6:20, um 9:30 und um 10:00 Uhr.
Tageslicht – also das Licht, das etwa zu Mittag herrscht, hat seine Intensitätsspitzen bei den grünen und blauen Wellenlängen. Wenn man das Ganze in Kelvin ausdrücken wollen würde, also in der Einheit, die die Farbtemperatur des Lichts bezeichnet, siedelt die grelle Sonne etwa bei 6000K an. Der strahlend blaue Himmel liegt bereits bei 12.000K aufwärts, während morgens und abends die Kelvinzahl bis etwa 4000K sinkt.
Unter den Glühbirnen gibt es ebenfalls leichte Unterschiede bei den Farbtemperaturen.
Tendenziell handelt es sich beim Licht von Glühbirnen aber immer um eher wärmeres Lichtspektrum. Interessant ist auch, dass das Spektrum der Glühbirne kontinuierlich verläuft.
Es sind keine Spitzen erkennbar, wie bei LEDs oder bei der Leuchtstofflampe, sondern ein steter Verlauf, der aber in Richtung der langwelligen Strahlung (also Rot) zunimmt.
Die Halogenlampe ist, was ihr Lichtspektrum betrifft, mit der Glühbirne vergleichbar.
Höchstens ist eine leichte Verlagerung in Richtung Kurzwellen beobachtbar.
Allerdings verfügt sie über mehr Anteile an sichtbarem Licht, während die Glühbirne mehr Licht im Bereich der Infrarotstrahlung emittiert.
Das Spektrum der Leuchtstofflampe ist ein diskontinuierliches. Ihr Licht weist also einige Spitzen auf, und zwar vor allem im blauen, gelben und grünen Bereich.
Vereinzelt gibt es mittlerweile auch wärmere Varianten der Leuchtstofflampe.
Die Auswahl an Farbtemperaturen reicht hier in etwa von 3000K bis 5500K, also um den neutralweißen Bereich herum.
Natriumdampflampen haben ebenfalls kein kontinuierliches Spektrum. Ihre Spitzen liegen aber im gelben und orangen Bereich, wodurch ihr Licht besonders warm wirkt.
Dadurch wurde und wird sie teilweise noch immer gerne als Pflanzenlampe genutzt, da Pflanzen mit dieser Lichtart recht viel anfangen können.
Allerdings geht bei der NDL viel Energie in Form von Wärme verloren.
Wie bereits erwähnt, wird die Farbtemperatur in Kelvin angegeben. Diese Angabe gibt eine grobe Information über das jeweils gemessene Lichtspektrum, allerdings nur bis zu einem gewissen Grad. Für eine genauere Analyse braucht es ein detailliertes Spektraldiagramm, das alle Spitzen und die genaue Verteilung der Intensität der Wellenlängen anzeigt.
Wenn wir bei Leuchtmitteln bleiben, bewegen sich die meisten Lampen im Bereich von 2700 bis 6500 Kelvin, was sich in folgende Kategorien teilen lässt:
| Kelvin | Farbtemperatur | Vergleich |
| Unter 1000K | Roter Bereich | - |
| 2700K | Warmweiß | Behagliche Lichtfarbe etwa für Wohnzimmerlampen |
| 4000K | Neutrales Weiß | Neutrale Lichtfarbe etwa für Bürolampen |
| 6500K | Kaltweiß | Tageslicht |
| Über 10.000K | Blauer Bereich | - |
Die Kelvinangabe ergibt sich übrigens daher, dass man die Temperatur angibt, die ein Titanblock hat, wenn man ihn so sehr erhitzt, dass er die jeweilige Farbe annimmt. Wenn man ihn also auf etwa 2700K erhitzt, glüht er warmweiß. Je höher die Temperatur wird, desto bläulicher glüht der Titanblock.
Was bedeutet das ganze Tamtam rund um das Lichtspektrum von LEDs und Co. aber? Unser Spezialbereich betrifft natürlich die Wirkung von Licht auf Pflanzen und dabei spielt das Lichtspektrum eine riesige Rolle. So eignet sich bei der Pflanzenbeleuchtung beispielsweise eine bestimmte Lichtfarbe eher für die Keim- und Wachstumsphase, während andere Spektren eher für die Blütenphase einzusetzen sind.
Dank der farblichen Variationsmöglichkeiten der LEDs kann man sich für jede Wachstumsphase bestens ausstatten, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen sei, dass die Pflanze definitiv mehr zum Wachsen braucht als nur die roten und blauen Wellenlängenbereiche. Aus dem Fakt, dass die Pflanze weite Teile der grünen Wellenlängen reflektiert, ist der Irrglaube entstanden, dass dieser Farbanteil im Licht nicht für die Photosynthese benötigt wird. Jedoch brauchen Pflanzen definitiv ein ausgewogenes Lichtspektrum.
Neben der Pflanzenbeleuchtung spielt das Spektrum der LED-, Glüh- und sonstigen Lampen auch in anderen Bereichen eine Rolle. Wenn in einem Raum ein bestimmtes Ambiente geschaffen werden oder das Aquarium beleuchtet werden soll, kann und sollte durchaus beim Kauf zumindest auf die Farbtemperatur geachtet werden.
Der Mensch reagiert eigentlich ziemlich empfindlich auf Lichtverhältnisse. Der sogenannte circadiane Rhythmus steuert den menschlichen Organismus in Bezug auf das Licht, dem er ausgesetzt ist. So wirken Lichtverhältnisse bei Sonnenaufgang anregend und aufputschend, während jene bei Sonnenuntergang einschläfernd bzw. beruhigend wirken.
In konkreten Zahlen ausgedrückt kann man diesbezüglich sagen, dass Farbtemperaturen des Lichts um die 3000K entspannend wirken, während 6500K eher anregend wirken. Das ist für die Stimmung im Raum als auch für das allgemeine Wohlbefinden von Bedeutung, da sich durch zu aggressives Blaulicht etwa nervöse Unruhe und Schlafstörungen einstellen können.
In aller Kürze möchten wir zum Abschluss noch auf die Beleuchtung von Aquarien eingehen, denn auch hier wird dem LED-Spektrum Aufmerksamkeit zuteil. Meist werden dort Leuchtstoffröhren eingesetzt, vereinzelt auch LEDs, wobei diese vor allem aufgrund ihres Abstrahlwinkels gerne eingesetzt werden. Farbtechnisch bewegt man sich hier gerne im neutralweißen Bereich.
Das hat vor allem den Grund, dass das Grün der Aquariumspflanzen durch die eher kühle Lichtfarbe satt zur Geltung kommen. So kommt ein frischer, „saftiger“, kühler Eindruck zustande, während mit warmem Licht beleuchtete Aquarien eher modrig und verstaubt aussehen.
Abschließend lässt sich sagen, dass das Spektrum und die Lichtfarbe zu den wichtigsten Parametern des Lichts gehören – neben Intensität etc. Besonders in unserem Fachbereich, der Pflanzenbeleuchtung, hat das Spektrum, das sich wie erwähnt am besten ausgeglichen gestaltet, eine große Wichtigkeit. Ob das Licht nun eher gelblich oder eher bläulich aussieht, kann große Unterschiede im Wachstum hervorrufen.
Für einen stabilen Wuchs braucht eine Pflanze auch einen guten Start. Wenn die ersten Wochen des Wachstums bereits gut verlaufen, kann man sich auch weiterhin eine kraftvolle Pflanze mit gegebenenfalls viel Ertrag erwarten. Damit diese Jungpflanzenanzucht gelingt, gibt es so einiges zu beachten. Was das alles ist, erfährst du nun.
Grundsätzlich ist eine Jungpflanzenanzucht dazu da, die noch widrigen Witterungen des Frühjahrs zu umgehen und trotz nächtlichen Frosts gesunde Setzlinge aufzuziehen. Dafür ist draußen noch zu wenig Wärme und Licht vorhanden, weswegen man die ersten Wochen der Pflanze nach drinnen verlegt.
Generell gilt es zu beachten, dass jede Pflanze etwas andere Bedürfnisse hat und, dass diese Bedürfnisse berücksichtigt werden müssen. Recherchiere genau, was das unterschiedliche Saatgut jeweils braucht und richte deinen Anzuchtplan danach aus.
Meist läuft die Anzucht in etwa so ab:
Sobald die Jungpflanze groß und stabil genug ist (einige Zentimeter groß) kann sie pikiert und umgetopft werden.
Nun eignen sich nicht alle Pflanzen dafür, sie vorzuziehen, bevor man sie ins Beet umsetzt. Generell verfährt man so am besten bei Pflanzen, die es gerne wärmer haben. Beispiele dafür sind Auberginen, Paprika, Tomaten, Basilikum, Salate, Kohlgewächse, Gurken, Kürbisse, etc. Ihnen ist es im Frühjahr noch zu kalt draußen und wenn man sie rechtzeitig im Beet haben möchte, muss man drinnen beginnen.
Im Gegenzug eher für die Direktaussaat geeignet sind folgende Gewächse: Alle Gemüsesorten, bei denen man die Wurzel ernten möchte, also Karotten, rote Beete, Pastinaken, Zwiebel, Knoblauch, etc., außerdem Erbsen, Bohnen, Mangold, etc.
Im eben schon erwähnten Aussaatplan sollte die richtige Aussaatzeit vermerkt sein. Die Frage ist: wann muss man mit der Anzucht beginnen, damit man die fertigen Jungpflanzen zeitgerecht ins Freie setzen kann? Wenn die Jungpflanzen bereits im April bereit wären, es draußen aber noch zu kalt ist, muss man die Pflanzen nur unnötig hinhalten. Ist man zu spät dran, kann es sein, dass es der Pflanze schon wieder zu heiß wird, bzw. man nutzt die Beete nicht optimal.
Notiere dir, wann du die Samen ausgesät hast und wie dieser Zeitpunkt für dich funktioniert hat. So kannst du es im Jahr drauf besser oder genauso ideal planen.
Die richtige Erde um Jungpflanzen anzuziehen ist etwas nährstoffärmer als normale Pflanzenerde. Die jungen Samen und Triebe vertragen noch nicht die volle Ladung an Nährstoffen. Es gibt spezielle Anzuchterde zu kaufen, aber am besten ist es natürlich, man kann sich die eigene Erde selbst anmischen.
Für Anzuchterde verwendet man am besten folgende Zusammensetzung:
Über die genaue Zusammensetzung scheiden sich die Geister etwas, manche berichten auch, dass reiner Kompost für sie genauso gut funktioniert hat. Ein bisschen Herumprobieren schadet hierbei bestimmt nicht.
Unter den Samen gibt es Dunkel- und Lichtkeimer. Die einen keimen nur unter der Erde bzw. eben bei Dunkelheit, die anderen benötigen neben Wasser und Nährstoffen auch bereits Licht, um zu keimen. Das bedeutet für die Jungpflanzenanzucht, dass die einen in die Erde gebracht und mit Erde bedeckt werden müssen und Lichtkeimer lose auf die Erde gestreut werden können.
Viele betreiben ihre Jungpflanzenaufzucht im Gewächshaus oder im Haus selbst auf der Fensterbank (sofern genügend Platz dafür ist) oder im Keller. Wichtig ist dabei die Temperatur. Wenn es selbst im Gewächshaus noch zu kalt ist, kann man sich mit einer Gewächshausheizung behelfen, oder man zieht ins Haus um.
In punkto Temperatur ist wiederum auf die individuelle Keimtemperatur der Pflanzen zu achten, wobei man sich hier auch mit Wärmematten behelfen kann und darauf achten muss, das Saatgut und die Anzuchtstation nach Keimtemperaturen anzuordnen.
Ist die Jungpflanzenanzucht schon weit genug fortgeschritten, können die Setzlinge abgehärtet bzw. langsam an draußen gewöhnt werden, indem man sie tagsüber ab und zu nach draußen stellt.
Sie direkt vom Warmen ins freie Beet zu setzen wäre für die jungen Pflanzen etwas überfordernd, es sei denn, man setzt sie erst ins Gewächshaus oder in den Frühbeetkasten.
Wenn man die Jungpflanzenanzucht im Keller oder in einem Regalsystem unternimmt, hat man wahrscheinlich ein Problem mit Dunkelheit bzw. Verschattung. Dem ist ganz einfach Einhalt geboten, nämlich mithilfe von Pflanzenlampen. Sie versorgen die jungen Keime genau mit der Menge an Licht, die sie benötigen und man kann sich junge, stabile und gesunde Pflanzen aufziehen, die viel Ertrag bringen können.
Beliebt ist die Jungpflanzenanzucht, also das Vorziehen von Pflanzen, besonders bei Gemüsepflanzen. Durch das Vorziehen kann man beispielsweise Beete mehrmals in einer Saison belegen und so den Ertrag optimieren.
Für Salat, Paprika, etc. eignet sich das besonders gut (wie eingangs bereits erwähnt). Bei Wurzelgemüse und dergleichen sollte man das eher nicht versuchen.
Gehen wir die Pflanzenanzucht einmal am Beispiel der Tomaten durch. Wie zieht man also am besten Tomatenpflanzen vor?
Das war’s auch schon wieder soweit zur Jungpflanzenaufzucht. Für genauere Details, wie man sich die Pflänzchen am besten vorzieht, wird man ohnehin nicht drum herumkommen, sich für jede gewünschte Pflanze extra zu informieren, denn wie gesagt: die Jungpflanzenaufzucht funktioniert nicht bei jeder Pflanze gleich. Aber mit genügend Information, Planung, Pflanzenlicht, Wärme und Sorgfalt gelingts bestimmt!
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Bei Eisestemperaturen passiert nicht viel Wachstum. Das ist spätestens dann zu beobachten, wenn sich jeden Herbst aufs Neue die Vegetation langsam zurückzieht. Will man trotz frostiger Temperaturen in der kalten Jahreszeit ein wenig Wachstum im Gewächshaus beibehalten, muss man dort für die nötige Wärme sorgen. Dafür sind Gewächshausheizungen da. Welche Exemplare es gibt und wie man sie eventuell auch selber bauen kann, erläutert dieser Beitrag.
Es gibt mehr Möglichkeiten, die gewünschte Temperatur im Gewächshaus zu schaffen, als man vielleicht denken mag. Von der elektrischen Gewächshausheizung bis zur Solarheizung gibt es einiges, das den Pflanzen im Gewächshaus einheizen kann. Einige davon sind sogar so einfach zu konzipieren, dass man sie mit wenigen Schritten und einer überschaubaren Materialliste als DIY-Version selber bauen kann.
Eine weit verbreitete Möglichkeit ist die sogenannte Vegetationsheizung. Sie funktioniert im Prinzip wie eine Fußbodenheizung, wobei im Boden des Gewächshauses Rohre verlegt werden, durch welche Warmwasser gepumpt wird. Wie dieses Wasser erwärmt wird, kann unterschiedlich funktionieren. Wichtig ist in jedem Fall, dass die Rohre ordentlich isoliert werden, damit auch wirklich alle Wärme ins Gewächshaus und nicht in den Boden fließt.
Die Bodenheizung fungiert lediglich als Wärmeabnehmer und kann mit unterschiedlichen Wärmeerzeugern verbunden werden. Einige davon stellen wir nun vor.
Der Biomeiler ist eine Biomasseheizung, wobei die Wärme, die beim mikrobiologischen Abbauprozess der Biomasse entsteht, zur Warmwasserbereitung genutzt wird.
Dafür wird ein Rohr im Kompost verlegt, wobei man am besten eine statische Konstruktion baut, etwa einen Rahmen, an dem die Rohre befestigt werden. Diese kann dann in den Behälter gestellt werden, in den die Biomasse gefüllt wird.
Das hat im Vergleich zu lose verlegten Schläuchen den Vorteil, dass die Rohre nicht jedes Jahr mühsam neu verlegt werden müssen, sondern einfach aufgestellt und mit Biomasse aufgeschüttet werden können.
Daran werden ein zweites Rohrsystem und eine Pumpe geschlossen, die für die Warmwasserzirkulation im Gewächshaus sorgen können.
Meistens werden allerdings doch die Schläuche spiralförmig zwischen mehreren Schichten Biomasse verlegt, die Schichten angefeuchtet und festgetreten, damit der Zersetzungsprozess und die dabei entstehende Wärme optimal genutzt und übertragen werden können. Es entsteht dabei ein hoher Zylinder, der ohne weiteres Zutun Heizwärme erzeugt.
Für den kleinen Heizbedarf und vor allem (ähnlich dem Biomeiler) ökologisches Heizen, wird an mancherlei Stelle empfohlen, sich schnell und einfach einen Ofen aus Tontöpfen zu bauen. Wenn man für neue Gärtnerutensilien schonmal im Baumarkt oder Gartengeschäft ist, könne man sich auch gleich nach folgenden Dingen umsehen:
Der Aufbau eines solchen Teelichtofens ist denkbar einfach. Man muss einfach die Tonteile nacheinander durch die Gewindestange fädeln und sie auf dieser befestigen, beginnend mit einer Mutter, einer Unterlegscheibe, dem Untersetzer, einer weiteren Unterlegscheibe, einer weiteren Mutter und so weiter. Solche Teelichtöfen sind allerdings als Gewächshausheizung etwas klein geraten. Sie sind ursprünglich als Tisch- bzw. Handwärmer gedacht, wobei zu bezweifeln bleibt, ob sie ein ganzes Gewächshaus im Alleingang zu heizen vermögen.
Eine weitere Warmwasserheizung nutzt die Solarenergie, indem sie mithilfe von Sonnenkollektoren Heizflüssigkeit aufwärmt und wiederum in ein im Gewächshaus integriertes Heizsystem pumpt. Das ist vor allem dann sinnvoll, wenn im Frühjahr die Nächte noch frostig sind. Tagsüber heizt die Sonne das Glashaus ohnehin auf, was für die richtige Temperatur im Innern des Gewächshauses sorgt, während parallel dazu das Wasser erhitzt wird, mit dem nachts weitergeheizt wird.
Dazu braucht man Sonnenkollektoren, einen Wasserspeicher für das Warmwasser, Rohre und eine Pumpe. Wie groß diese Kollektoren sein müssen, entscheidet der Wärmebedarf des Glashauses (dazu gleich noch mehr). Die Sonnenkollektoren sollten an einer unverschatteten Stelle aufgestellt werden und auch möglichst die Sonnenstrahlung nicht davon abhalten, ins Gewächshaus zu gelangen.
Das Problem an der Solarheizung ist, dass sie nicht einwandfrei funktioniert, wenn der Tag eher trüb und regnerisch ist.
Wenn man nicht unbedingt groß an der Gewächshausheizung herumbasteln möchte, kann man sich auch einfach einen Heizstrahler oder Heizlüfter in das Gewächshaus stellen. Diese arbeiten mit unterschiedlichen Brennstoffen bzw. Energiequellen und strahlen entweder direkt Wärme in das Gewächshaus oder wärmen mittels Konvektionswirkung die Luft auf.
Bei Stromheizungen braucht man allerdings eine Stromleitung im Gewächshaus, bei gas-, öl- und petroleumbetriebenen Heizungen müssen die Tanks regelmäßig aufgefüllt werden. Bei der Ölheizung ist Vorsicht geboten, da giftige Gase entstehen können. Bei der Gasheizung kann es dazu kommen, dass der Sauerstoff aufgebraucht wird, weswegen man vor dem Betreten des Gewächshauses eventuell ordentlich lüften muss.
Um zu wissen, wie üppig die Heizung fürs Gewächshaus überhaupt ausfallen muss, gibt es eine einfache Rechnung. Ergebnis dieser Rechnung ist der Energiebedarf in Watt, was vor allem aussagekräftig für bereits fertige Heizgeräte bzw. die Warmwasserbereitungsanlage ist. Wie groß schließlich einer der Tonofen oder der Biomeiler ausfallen müssen, ist leider selbst damit schwer zu sagen. Die Rechnung lautet:
Der k-Wert des Gewächshauses bezeichnet den Wärmedurchgangskoeffizienten und lässt sich bei fertig gekauften Gewächshäusern beim Hersteller erfragen. Der k-Wert von Normalglas beträgt etwa 6, während isoliertes Doppelglas einen k-Wert von unter 2 aufweist. Weitere gängige Materialien für Gewächshäuser sind Stegdoppel- und -dreifachplatten, die je nach Stärke einen k-Wert von knapp 2 bis 3,5.
Die gewünschte Innentemperatur ergibt sich allen voran aus dem Bedürfnis der Pflanzen. Bei der Jungpflanzenaufzucht im Frühjahr reicht es wahrscheinlich, das Gewächshaus frostfrei zu halten. Soll die Vegetation von temperaturempfindlicheren Pflanzen im Winter fortgesetzt werden, muss das Gewächshaus bis zu Raumtemperatur und höher beheizt werden.
Das zeigt außerdem, dass ein beheiztes Gewächshaus in unterschiedlichen Konstellationen sinnvoll ist. Egal, ob du sie nur in der kurzen Heizperiode im Frühling zum Aufziehen deiner Keimlinge benötigst, oder den ganzen Winter lang durchheizen musst, eine Gewächshausheizung selber zu bauen und anzuwenden hebt deine Pflanzenaufzucht und den zu erwartenden Ertrag auf ein neues Level.
Du hast selbstverständlich auch noch die Möglichkeit, die Aufzucht in den ohnehin beheizten Innenraum zu verlegen, etwa in den Keller oder in andere geeignete Räume. Dort musst du für die Heizung in der Regel nicht mehr sorgen und das fehlende Sonnenlicht für die Photosynthese spenden LED-Pflanzenlampen.
Klar, man kann eine LED-Pflanzenlampe über seinen Pflanzen aufhängen, damit diese genug Licht bekommen, um wachsen zu können. Man kann auch LED-Chips mit etwas mehr oder etwas weniger Kelvin einbauen, um für die unterschiedlichen Wachstumsphasen das richtige Spektrum zu haben oder Far-Red-LEDs einsetzen.
Wer es aber noch feiner abgestimmt haben möchte, kann noch einen Schritt weitergehen und ultraviolettes Licht hinzugeben. Was es damit auf sich hat und wie UV-A-Pflanzenlampen das Wachstum beeinflussen können, erfährst Du hier.
Licht gehört ja bekanntlich zur elektromagnetischen Strahlung. Es handelt sich dabei um jene Wellenlängen, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Die Wellenlänge der Lichtstrahlung beträgt zwischen 380 und 750 Nanometer (nm). Die kürzeren dieser Wellenlängen sind die, die wir als blaues Licht wahrnehmen, die längeren Wellenlängen erscheinen als rotes Licht.
Von Horst Frank / Phrood / Anony - Horst Frank, Jailbird and Phrood, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3726606
Knapp länger bzw. kürzer als das für Menschen sichtbare Licht sind die Wellenlängen von infraroter und ultravioletter Strahlung. UV-Strahlung bewegt sich in etwa zwischen 100 bis 380 nm. Ab 100 nm abwärts schließt bereits die Röntgenstrahlung an. Die Infrarotstrahlung deckt ein sehr breites Spektrum ab. Wellenlängen von 780 nm bis zu 1 mm (1.000.000 nm) bewegen sich im Bereich der IR-Strahlung.
Die ultraviolette Strahlung ist die kurzwelligste Strahlung des Sonnenlichts und wird in drei Bereiche geteilt. Von 100 nm bis 280 nm reicht die UV-C-Strahlung, von 280 nm bis 315 nm die UV-B-Strahlung und von 315 nm bis 380 nm die UV-A-Strahlung. Letztere ist im Sonnenlicht, das auf die Erdoberfläche trifft, zur Genüge vorhanden.
Die UV-B-Strahlung im mittleren Wellenlängenbereich kommt nur zum Teil durch die Erdatmosphäre und die UV-C-Strahlung wird von der Ozonschicht gänzlich abgeblockt. Das ist auch gut so, denn sie hat einen schädlichen Effekt auf die meisten Organismen. Je mehr die Ozonschicht der Erde allerdings beschädigt ist, desto mehr UV-Strahlung (vor allem UV-B) kommt auf der Erdoberfläche an.
So viel zur allgemeinen Theorie. Was bedeutet das nun für das Pflanzenwachstum? Eine Pflanze braucht Licht, das möglichst alle Wellenlängen abdeckt. Je nach Verteilung des Spektrums reagiert die Pflanze unterschiedlich und bildet den ein oder anderen Stoff mehr oder weniger stark aus. In der künstlichen Pflanzenbeleuchtung sind diese Feinheiten und die Kenntnisse darüber besonders wertvoll, denn hier kann man das Lichtspektrum entsprechend anpassen, was durch natürliche Beleuchtung nicht so einfach möglich ist.
Die Pflanzen reagieren auf die Photonen, die auf ihre Blätter, bzw. auf die Photorezeptoren treffen. Um Photosynthese in Gang zu bringen braucht es photosynthetisch aktive Strahlung (PAR). Allerdings wird nur Licht im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm dem PAR-Bereich zugeordnet. Um auch mit der UV-Strahlung etwas anfangen zu können, verfügen Pflanzen über Cryptochromen und Phototropinen. Das sind spezielle Photorezeptoren, die UV-Strahlung wahrnehmen können.
Eigentlich brauchen Pflanzen die UV-Strahlung nicht unbedingt. Die Strahlung in diesem Wellenlängenbereich dient vielmehr der Informationsübermittlung.
Eine Pflanze erfährt durch die Intensität der UV-Strahlung, wie viel Licht ihr zur Verfügung steht.
Wenn sie nämlich beschattet wird, bekommt sie weniger UV-Licht ab und aktiviert Wuchsvorgänge, um besser an direktes Licht zu gelangen. Die Folge kann unter Umständen Geilwuchs sein.
Zu viel UV-Strahlung schädigt die Pflanze, zumindest zum Teil. Hat man in der künstlichen Pflanzenbeleuchtung der UV-Strahlung lange Zeit keine Wichtigkeit beigemessen, oder sie sogar als schädlich befunden, so hat sich mittlerweile gezeigt, dass gemäßigte Mengen ultraviolettes Licht einen kompakteren und resistenteren Wuchs hervorrufen können. Aber wie funktioniert das?
Wird das Vollspektrum der LED-Pflanzenlampe um den UV-A-Bereich erweitert, wird der Pflanze besser signalisiert, dass sie intensiv beschienen wird und, dass sie potenziell zu viel elektromagnetische Strahlung abbekommen könnte. Sie beginnt sich davor zu wappnen, in dem sie Proteine, Aminosäuren und Enzyme ausbildet, die sie vor „Sonnenbrand“ schützen sollen. Die Blätter werden etwas dicker und kleiner, der Wuchs wird kompakter und konzentrierter, da die zugeführte Energie für das Herausbilden des Sonnenschutzes aufgewandt wird, anstatt für ein schnelles Wachstum.
UV-A-Strahlung regt nicht die Photosynthese, sondern die Synthese der Photolyase an, ein Enzym, das UV-Schäden vorbeugen und beheben kann. Dass die Pflanze sich durch diese Umstrukturierung des Wuchses sich gegen UV-Schäden zu schützen versucht, zeigt bereits, dass man es mit der UV-Pflanzenlampe auch nicht übertreiben soll. Kleine Mengen davon führen zu einer Mutation der DNA der Pflanze, was zu resistenterem Wachstum führt. Zu große Mengen davon führen zu gravierenderen Mutationen, die unerwünschte Ausmaße annehmen können.
Auch der Keimprozess kann durch UV-A-Bestrahlung beschleunigt werden. Vor allem wird dadurch auch bereits der Setzling resistenter und hält anschließend intensivere Lichtverhältnisse besser aus. In Anbau von medizinisch verwendeten Pflanzen wurde festgestellt, dass eine Portion UV-A in der Blütephase zu einer höheren Bildung der Wirkstoffe führt.
Abschließend lässt sich sagen, dass man UV-Strahlung definitiv ausprobieren sollte, wenn man kompakteren und intensiveren Wuchs möchte. Wichtig zu wissen ist, dass die UV-Lampe keinesfalls als alleinige Strahlungsquelle verwendet werden kann. Ultraviolettes Licht ist höchstens ein Zusatz, der der Feinjustierung des Lichtspektrums und damit der Wachstumssteuerung dient.
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Will man Pflanzen im Innenraum aufziehen und gedeihen lassen, hat man bekanntermaßen mit einem bestimmten (sogenannten abiotischen) Faktor ein Problem: mit dem Licht. Pflanzen brauchen neben Wasser und Nährstoffen nämlich Photonen, um die Photosynthese und damit die Wachstumsprozesse in Gang zu bekommen. Wenn diese Photonen nicht von der Sonne stammen können, braucht man eine andere Quelle dafür.
Das bringt uns direkt zu den LED-Panels, die aktuell als die beste Möglichkeit gehandelt werden, um Pflanzen mit Licht zu versorgen. Welche LED-Panels eigenen sich aber am besten, um den Indoor-Garten auszuleuchten?
Verschiedene LED-Panels gibt es so viele wie Blüten an deinen Pflanzen, vorausgesetzt, du findest das richtige Modell unter den vielen Möglichkeiten. Das bedarf mitunter einiger Recherche, die an dieser Stelle beginnt. Wir erklären dir nämlich, auf welche Parameter du achten kannst und welche technischen Angaben was genau zu bedeuten haben.
Die Wattanzahl gibt die allgemeine Leistung eines Gerätes an und kann in Sachen LED-Pflanzenlampe nur als grober Richtwert gesehen werden. Wie viel Power in eine Lampe gesteckt wird, entscheidet nämlich nicht primär darüber, wie viel für die Photosynthese brauchbare Strahlung letztlich bei den Pflanzenzellen ankommt.
Wenn du zwischen mehreren ansonsten baugleichen Produkten wählen kannst, ist der Wattwert insofern aussagekräftig, als dass du dann weißt, wie viel Power diese Produkte im Vergleich zueinander haben. 300W starke LEDs eines Herstellers müssen aber nicht dieselbe Photonenmenge liefern, wie 300W starke LEDs eines anderen Herstellers.
Wichtig ist auch, dass in den meisten Fällen gar nicht so hohe Wattzahlen nötig sind, wie man vielleicht denken mag. Für die meisten Indoor-Gärten sind 100W, 200W oder maximal 400W absolut ausreichend.
Die Watt an Leistung gibt also nur an, wie viel Strom der Lampe zugeführt wird. Wie gut diese Leistung umgewandelt wird, gibt der Photonenfluss pro Eingangsleistung an, der in μmol/J (gesprochen: Mikromol pro Joule) angegeben wird. Ein Joule entspricht einer Wattsekunde. Was es genau mit dem Photonenfluss auf sich hat, erfährst du jetzt.
Schon wichtiger für die Bewertung eines LED-Pflanzenlichts ist der PAR-Wert. PAR steht für photosythetically active radiation, was auf Deutsch so viel bedeutet wie photosynthetisch aktive Strahlung. Dieser Wert gibt die Wellenlängen der Strahlung an, die tatsächlich photosynthetische Reaktionen in den Pflanzenzellen auslöst.
Die PAR liegt in etwa im Bereich zwischen 400 Nanometer (nm) und 700 nm. Das bedeutet, dass die Pflanze elektromagnetische Strahlung, bzw. Licht mit einer Wellenlänge in diesem Spektrum verarbeiten kann. Strahlung jenseits dieser Werte hat zum Teil noch andere Funktionen für das Pflanzenwachstum (wie UV-Strahlung und IR-Strahlung), wirkt sich aber nicht wesentlich auf die Photosynthese aus.
Der PPFD-Wert (photosynthetisch aktive Photonenflussdichte) gibt an, wie viele Photonen im PAR-Spektrum pro Sekunde auf einen Quadratmeter Fläche treffen.
Bei einem LED-Panel mit einer PPFD von 600 μmol/m2s (z.B. bei einem Abstand von 30 cm oder 45 cm) treffen also 600 μmol Photonen pro Sekunde auf einen Quadratmeter Fläche.
Seriöse Hersteller von LED-Lampen, und das kann dir deine Kaufentscheidung oft bereits erleichtern, geben die PPFD mithilfe einer PPFD-Chart an. Sie gibt genaue Auskunft über die nützlichen Photonen und ist ein sicherer Parameter für die Qualität eines LED-Panels.
Allerdings muss man zuvor in Erfahrung bringen, wie viel PPFD die Pflanze überhaupt verträgt.
Ab 600 μmol/m2s sind für recht lichtintensive Pflanzen geeignet. Handelt es sich um Pflanzen, die weniger Licht vertragen, sollte man auch die PPFD dezimieren. Über 1000 μmol/m2s PPFD kann man nur anstreben, wenn man auch die CO2- Zufuhr und die Temperatur erhöht, ansonsten kann die Pflanze mit den zusätzlichen Photonen nichts anfangen.
Bei LED-Panels sollte man außerdem auf Vollspektrum achten. Warum? Das hat damit zu tun, dass viele Hersteller sich auf die Theorie der Grün-Lücke versteifen. Danach sinkt die Photosyntheserate rasant ab, wenn die Pflanze mit Licht im Wellenlängenbereich um die 550 nm (grünes Licht) auf die Pflanze trifft. Dieses soll fast gänzlich von der Pflanze reflektiert und somit nicht genutzt werden.
Das stimmt allerdings so nicht ganz. Die Photosyntheserate sinkt zwar bei grünem und ist bei blauem und rotem Licht am intensivsten, sie kommt allerdings längst nicht vollständig zum Erliegen.
Im Gegenteil: auch in diesem Bereich passieren wichtige Wachstumsvorgänge. Deshalb ist es wichtig, auf das volle Spektrum zu setzen und ein LED-Panel zu wählen, dass weiß erscheinendes Licht (statt dem violetten) emittiert.
Die weiße Lichtfarbe bedeutet, dass die Lampe Licht mit Wellenlängen aus dem gesamten Spektrum ausstrahlt. Die verschiedenen Farben des Lichts kombinieren sich zu weißem Licht.
Ein Vorteil der LED-Panels, im Vergleich zu NDL- oder anderen Lampen, ist, dass sie eine wesentlich längere Lebensdauer aufweisen. Im Schnitt kann man von einer LED-Lampe bis zu 3x länger Leistung (in manchen Fällen sogar noch mehr) erwarten, als von einer NDL, die theoretisch 15.000 Stunden in Betrieb sein kann.
In der Praxis wird das allerdings nicht eingelöst, da die Degenerierung des Leuchtmittels schon ab dem ersten Einschalten einsetzt und früher oder später keine zufriedenstellenden Ergebnisse mehr erreicht werden können. Daher werden die NDLs in professionellen Gewächshäusern meist bereits nach rund 3.200 Stunden gewechselt.
Von hochwertigen LED-Panels kann man im Durchschnitt etwa 50.000 Stunden Leistung erwarten, was übrigens (auch durch die geringeren Betriebskosten) die hohen Anschaffungskosten ausgleicht. Richtig hochwertige LEDs kosten zwar, dafür erfreuen sich die Pflanzen länger an ihrem Licht.
KühlungEin weiteres Kaufkriterium ist die Kühlung. Bei LED-Panels unterscheidet man zwischen jenen, die passiv und jenen die aktiv gekühlt werden.
Die aktive Kühlung wird von einem eingebauten Ventilator bewerkstelligt, der mit zusätzlichem Strom betrieben werden muss und im Betrieb mitunter ziemlich laut werden kann. Außerdem kann es passieren, dass die aktive Kühlung ausfällt und die LED den Hitzetod stirbt.
Das alles ist bei der passiven Kühlung nicht der Fall. Dabei sind die Kühlrippen so groß ausgelegt, dass sie für eine ausreichende Kühlung der LED sorgen und die Wärme an die Umgebungsluft weitergeben. Die Luft kann über die Zwischenräume der Kühlrippen einfach abfließen. Da es sich dabei um ein statisches Stück des Gehäuses handelt, kann es auch nicht ausfallen und verursacht weder zusätzlichen Stromverbrauch noch Lärm.
| wdt_ID | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| 1 | + niedrigere Betriebskosten | - hoher Anschaffungspreis |
| 2 | + weniger Stromverbrauch | - hohe Gefahr, auf minderwertige Ware zu stoßen |
| 3 | + hohe Lebensdauer | |
| 4 | + hohe Leuchtkraft | |
| 5 | + geeignetes Farbspektrum erhältlich | |
| 6 | + hohe Tiefenstrahlung: auch untere Teile der Pflanze bekommen genug Licht | |
| 7 | + entwickeln keine hohen Temperaturen | |
| 8 | + begleitet die Pflanze durch alle Wachstumsphasen | |
| 9 | + simples Handling |
Damit du dir eine bessere Vorstellung davon machen kannst, was mit LED-Panels alles möglich ist, haben wir mal einige Erfahrungswerte unserer Kunden aus 2018 und 2019 zusammengesammelt und ausgewertet. Es wurde berichtet, wie erste Tests und Anwendungen der LED-Pflanzenlampen im wahrsten Sinne des Wortes gefruchtet haben und folgendes ist dabei herausgekommen.
Die sunbar-Modelle sind die neuste Serie in unserem Sortiment und haben so einiges drauf, was auch die Kundenerfahrungen bestätigen.
Sie wurden als „sehr gutes System“ betitelt, dass den Vergleich mit herkömmlichen NDL nicht einmal zulassen würde. Dank der niederen Betriebstemperaturen sei die Anwendung auch in heißen Sommermonaten absolut kein Problem.
Einer unserer Kunden hat mit dem MODEL B 300W Erfahrungen in Sachen Gemüse-Aufzucht im Winter gemacht und einen deutlichen Unterschied zu LEDs mit weniger hochwertiger Verarbeitung erkennen können. Außerdem lässt sich dieses LED-Panel in seiner Form den Bedürfnissen anpassen und ist leicht zusammengebaut.
Beim Wachstum von Tomaten unter dem LED-Licht des MODEL B 300W wurde beobachtet, dass sie vitaler und auch schneller wachsen würden.
Der Wuchs sei außerdem gedrungener und stabiler – „kein Vergleich zu HPS Lampen“ (Natriumdampf-Hochdrucklampen). Auch die Variante des MODEL B mit 150W stelle eine perfekte Alternative zu den 250W MH/NDL (Halogen-Metalldampflampen bzw. Natriumdampflampen) dar.
In diesem Testlauf wurden exotische Pflanzen mit der sunflow überwintert, was die Pflanzen nicht nur stabil über den Winter brachte, sie wuchsen und gediehen noch dazu.
Außerdem wurde auf das schicke Design hingewiesen. Besonders, wenn man die Pflanzenlampe im Wohnraum hängen hat, wo die Pflanzen überwintern, kann das zum Kaufkriterium werden.
Beim DIY-M-KIT mit 60W wurde vor allem die hohe Leistung bei überschaubarer Wattzahl gelobt. Der Output an Licht im Verhältnis zum Stromverbrauch der Lampe sei unschlagbar gewesen. Auch bei der Anzucht erreichte dieses Modell beste Ergebnisse, einen ordentlichen Wachstumsschub, den man nicht für möglich hielt.
Selbst 30 Watt weniger im Vergleich zu anderen Lampen hätten bis zu 60% mehr Lichtausbeute ergeben.
Das DIY-M-KIT 100W wurde von einem unserer Kunden für die Anzucht verwendet. Die Erfahrung sagt, dass die Pflanzen sehr kräftig würden und sie nicht vergeilen würde.
Das LED-Panel leuchtet sehr hell, wobei die Wärme gut abgeleitet wird. Die Erfahrung zeigt, dass die Pflanzen sehr kräftig wachsen und sie nicht vergeilen.
Die nächst leistungsfähigere Variante ist das DIY-M-KIT mit 200W Leistung, welches ähnlich helles Licht spendet und einen kräftigen Wuchs ergibt.
Dieses hochwertige LED-Panel sei ebenfalls kein Vergleich zur vorherigen Lampe. Die Lichtintensität zeige sich auch im guten Wachstum der Früchte. Die Pflanzen wachsen allgemein gedrungener und die Früchte gleichmäßig groß.
Bei der NDL-Vorgängerlampe wären solche Ergebnisse undenkbar gewesen. Die Pflanze wuchs weiter nach oben, wo auch die Früchte wuchsen, wobei die Pflanze zur Seite und nach unten immer zarter wurde. Das verursacht eine fehlende Basis und damit eine unstabile Pflanze. Mit dem LED-Panel würden die Pflanzen nun allgemein vitaler aussehen.
Überwintern: Pflanzen, die mehr Sonnenlicht und höhere Temperaturen brauchen, als sie hin unseren Breiten anzufinden sind, werden im Winter meistens in den Innenraum verfrachtet. Dabei finden wir natürlich dasselbe Problem vor: kein Licht. Damit die kälteempfindlichen Gewächse den Winter und seine kurzen Tage überstehen, werden sie im warmen Innenraum beleuchtet. Mit der richtigen Technik kann man sogar den Wachstumsprozess der Pflanze auch in den Winter hinein fortsetzen.
Jungpflanzenaufzucht: Wenn man einen großen Gemüsegarten hat, womöglich sogar Selbstversorger ist, lohnt es sich oft, die Jungpflanzen und Stecklinge im Innenraum aufzuziehen, damit sie dann so früh und stabil als möglich in die „freie Wildbahn“ verpflanzt werden können.
So startet die Pflanze gesund und kräftig in die erste Wachstumsphase, womit eine gute Basis für den Rest ihres Wachstums geschaffen ist. Damit sichert man sich die beste Ernte und die Arbeit lohnt sich zu 100%.
Indoor-Garten: Andere ziehen die komplette Pflanze im Innenraum auf, wobei selbstverständlich wiederum das nötige Licht zur Verfügung gestellt werden muss. Das LED-Licht liefert so alle nötigen Bestandteile des Wachstums, die für gewöhnlich die Sonne liefern würde. Dank Dämmerungssimulatoren, Far-Red-LEDs etc. kann man die Sonneneinstrahlung perfekt simulieren und den Pflanzen den idealen Photonenfluss garantieren.
Vertical Farming: Manche beschwören es als die Zukunft der Landwirtschaft, in Ländern wie Japan beispielsweise gehört vertical farming bereits fast zur Normalität. Wo nicht viel Platz ist, wird eben manches in die Vertikale verlegt und so auch die Pflanzenaufzucht. Dabei werden Gewächshäuser in die Höhe statt in die Breite gebaut und jeder Stock und jede Aufzuchtebene mit eigenen LED-Panels ausgestattet. In jedem Fall ein interessantes Konzept und bei der richtigen Umsetzung vielleicht tatsächlich zukunftsfähig.
So ein LED-Panel lässt sich selbstverständlich auch selber bauen. Das empfehlen wir dir aber selbstverständlich nur dann, wenn du auch ein gewisses technisches Knowhow besitzt. In unserem Sortiment findest du aber auch LED-Module, die du selbst zusammenbauen kannst, ohne eine abgeschlossene Elektrikerausbildung haben zu müssen. Solange du etwas vom Fach verstehst, sind dir die DIY-M-KITs und MODEL-B-Varianten ans Herz gelegt, die du nach Lust, Laune und Bedürfnissen deiner Indoor-Pflanzen zusammenstellen kannst. Und nun ran an die LED-Panels und hinein damit in den Indoor-Garten.
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Die Gartenarbeit ist zwar schön, aber anstrengend. Gerade, wenn man viel auf dem Boden zu tun hat und nicht gerade jede Pflanze im Hochbeet anbaut, kann das ziemlich in den Rücken gehen und nervig werden. Zumindest die Anzucht der Jungpflanzen verlegt man dabei gerne auf eine ergonomische Arbeitshöhe auf eine Pflanzbank. Wie man so einen Pflanztisch selber bauen kann, bzw. was man dabei beachten sollte, erfährst du in diesem Beitrag.
Um einen Pflanztisch selbst zu bauen, muss man sich im Vorfeld über einige Dinge im Klaren sein. Frage dich dazu am besten erstmal:
Dann kann es eigentlich schon damit losgehen, den Aufbau zu planen, eine Materialliste zu erstellen und das Ganze lt. Plan zusammenzubauen. Bei der Planung kann man darauf achten, mit welchen Utensilien man aktuell im Garten arbeitet und inwiefern sie in die Arbeitsstation passen müssen.
Wünscht man sich etwa einen abgetrennten Bereich auf der Arbeitsplatte als Pikierstation, muss diese auch so breit sein, dass die Anzuchtschalen, die man benutzt, dort auch Platz haben.
Der Klassiker unter den Pflanztischen ist jener aus Holz. Um sich so einen selbst zusammenzubasteln geht man in etwa wie folgt vor:
In dieser DIY-Video-Anleitung findet man eine ausführliche Beschreibung, wie so ein Pflanzentisch geplant, gebaut und finalisisert wird:
Bei dieser Anleitung kommt ein einfacher Pflanztisch heraus, der noch etwas aufgepeppt werden kann. Beispielsweise kann man unter die Arbeitsfläche einen Auffangbehälter als Schublade montieren, der die Erde auffängt, die durch die Spalten fällt.
Oder man verwendet eine durchgängige Platte und fräst dort 2 Löcher hinein – eines für die überschüssige Erde, eines für eventuelle Pflanzenabfälle. Die Behälter darunter fangen Erde und Pflanzenteile auf und man kann sie entweder wiederverwenden, oder eben zum Kompost bringen.
Die gesamte Oberfläche, aber speziell die Arbeitsfläche sollten so behandelt sein, dass sie wasserresistent sind. Die Holzbeine sollte man leicht erhöhen oder mit einer Kunststoff- oder Metallabdeckung versehen, damit das Holz nicht direkt auf nassem Boden zu stehen und dadurch zu Schaden kommt.
Es ist immer hilfreich, die Löcher für die Schrauben erst vorzubohren, damit das Holz nicht so leicht splittert. Außerdem kann man mit einem Versenker sozusagen eine Mulde um das Bohrloch anbringen, in der der Schraubenkopf anschließend verschwinden kann.
Viele Pflanzbänke sind auch zumindest zum Teil aus Metall gefertigt, um widerstandsfähiger gegen Witterung und vor allem Feuchtigkeit zu sein. Meistens handelt es sich bei Pflanztischen aus Metall um eine Kombination aus verzinktem oder Aluminiumblech und einem Holzgerüst.
Dafür wird die Blechplatte so zurechtgebogen, dass sie hinten nach oben hin abgewinkelt und auch vorne nach unten abgerundet werden. Das verhindert, dass die Utensilien hinten herunterfallen können und, dass man sich an der Blechkante verletzt.
Ist der Garten etwas kleiner oder möchte man an verschiedenen Orten am Pflanztisch arbeiten, kann man ihn auch klappbar gestalten. Das ist vor allem auch dann von Vorteil, wenn es rechnet und man zur Abwechslung mal im Keller oder der Garage arbeiten möchte. Dazu baut man einfach eine Arbeitsfläche, die sich vom Grundgerüst abnehmen lässt und baut zwischen den Seitenwänden und der Rückwand Scharniere ein.
Im Video wird eine schnelle Möglichkeit gezeigt, wie man sich eine praktische Arbeitsfläche mit Pikierstation bauen kann. Diese Arbeitsplatte kann schließlich auf diversen Unterbauten verwendet werden, unter anderem auch auf einem zusammenklappbaren Gestell.
Bei einer Pflanzbank ist wichtig, dass immer alle Werkzeuge griffbereit und beisammen liegen, sodass man angenehm arbeiten kann. Das kann durch Halterungen oder Haken an der Rückwand und durch Abstellflächen und Fächer gewährleistet werden. Als einfache Schubladen kann man beispielsweise einfache Leisten anbringen, auf die dann Kunststoffboxen, Holzkisten oder stabile Obstkartons aus dem Handel geschoben werden können.
So bekommt man Schubladen hin, ohne die doch recht komplizierten Schubladen selbst bauen zu müssen.
Seit etlichen Jahren als Baumaterial beliebt und auch für den Pflanztisch geeignet sind Europaletten. Dazu arbeitet man die ausrangierten Paletten auf, indem man sie abschleift und eventuell versiegelt oder anstreicht. Anschließend verwendet man am besten zwei auf 80 x 80 cm zugeschnittene Paletten, die als Standbeine dienen. Die abgeschnittene Fläche zeigt nach oben, auf ihr wird eine dritte Palette festgeschraubt, die als Arbeitsfläche dienen soll. Sie wird nicht zugeschnitten, womit man eine Arbeitsfläche von insgesamt 120 x 80 cm erhält.
Man kann selbstverständlich auch eine andere Platte als Arbeitsfläche verwenden.
An der Rückseite werden mit einigem Abstand zu Boden 2 weitere Paletten befestigt, die als Rückwand dienen und dort praktische Querbalken bereitstellen, auf denen wiederum Haken und die Arbeitswerkzeuge aufgehängt werden können.
Alternativ dazu kann man auch einfach mehrere Paletten übereinander stapeln. Etwa 6-7 Stück reichen für eine angenehme Arbeitshöhe. Sind sie ordentlich miteinander verbunden, kann man auch einige der Querbalken herausnehmen, um praktische Ablagefächer zu erhalten, oder man bestückt die horizontalen Zwischenräume mit Schubladen.
Wir hoffen, diese Anleitung konnte dir ein paar Ideen und Tipps vermitteln, oder dich zumindest dazu motivieren, dir deinen eigenen Pflanztisch selbst zu bauen. Viel Vergnügen bei deinem neuen Projekt!
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Es gibt viele gute Gründe, ein Zimmergewächshaus selber zu bauen. Man kann damit empfindliche Keimlinge schon im ausklingenden Winter aufziehen, oder die Küche mit leckeren Kräutern ergrünen lassen. Die Aufzuchtstation selbst zu bauen hat den Vorteil der individuellen Gestaltung und günstigen Anschaffung. Fragt sich nur noch, wie man so ein Zimmergewächshaus selber bauen kann.
In Zimmergewächshäusern hat man die Möglichkeit, Pflanzen vom Samen aufzuziehen, ohne sich bereits fertige Stecklinge kaufen zu müssen. Besonders, wenn man empfindliche Pflanzen aufziehen möchte, die eigentlich in milderen Gefilden zuhause sind, sorgt das Zimmergewächshaus für die nötige Keimtemperatur und Luftfeuchtigkeit.
Bei den Aufzuchtstationen fällt allerdings auf, dass man sie auf unterschiedliche Weisen konzipieren kann. Bastlerische Talente können sich ihre eigene, stabile und wiederverwendbare Aufzuchtbox bauen, während Upcycling-Fans auf alte Verpackungen zurückgreifen können. In diesem Beitrag möchten wir dir die Grundidee des Zimmergewächshauses zeigen und eine kleine Anleitung dafür geben, wie du dir so ein Zimmergewächshaus selber bauen kannst.
Viel Hobby- und Profigärtner ziehen ihre jungen Pflanzen in einfachen Anzuchtschalen auf, vor allem dann, wenn sie in einem geräumigeren Gewächshaus im Garten oder in einer künstlich beleuchteten Aufzuchtstation im Keller genügend Platz für die Schalen haben. Diese Stationen gibt es im Mini-Format für die Fensterbank oder den Balkon, wobei diese natürlich dann in ihrer Form variiert werden müssen. In einem Mini-Gewächshaus ziehst du deine Keimlinge ebenso professionell auf, wie die Profis in den Gärtnereien – nur eben im Kleinformat.
Was die Grundzüge betrifft, ist ein jedes Zimmergewächshaus ähnlich gestrickt und kann damit in seiner Grundform auf verschiedene Arten und Weisen realisiert werden. Wichtig ist, dass sie vor Wind und Wetter und rauen Temperaturen gewappnet sind, das erledigt in der Regel bereits das Zimmer für einen. Außerdem haben die Sämereien gerne eine höhere Luftfeuchtigkeit, was durch eine durchsichtige Abdeckung gewährleistet wird.
Im Grunde macht das Zimmergewächshaus nichts anderes, als für eine konstante Temperatur und dafür zu sorgen, dass die Erde nicht zu schnell austrocknet.
Im folgenden Video von unseren Partnern vom „Gartengemüsekiosk“ kannst du dir ein Bild davon machen, wie so eine Aufzuchtstation aussehen könnte.
Da allerdings nicht jeder so praktische Schalen zur Verfügung bzw. andere Vorstellungen vom eigens gebauten Zimmergewächshaus hat, erwähnen wir hier einige andere Möglichkeiten. Vom gekonnt gebastelten Anzuchtkasten bis zur Upcycling-Station ist nämlich viel möglich.
Für eine kompakte und stabile Anzuchtbox für die Fensterbank benötigst du zunächst eine Holzplatte als Boden, die du wasserdicht machst. Darauf befestigst du einen Rahmen, der dieselbe Größe haben muss, wie deine Abdeckhaube. Diese kann entweder aus Kunststoff oder aus Glas sein, kann aber auch einfach ein Holzgestell sein, über das du eine Folie spannst.
Diese Abdeckung wird dann am besten mit einem Scharnier am Rahmen festgemacht, damit du sie bequem hochklappen kannst. Ein Stift zwischen Abdeckung und Rahmen hilft dabei, die Abdeckung zur Belüftung etwas zu öffnen. In den Rahmen kannst du schließlich deine Behälter stellen, in die du Erde inkl. Samen und etwas Wasser füllst.
Hast du einen etwas höheren Anspruch an dein selbstgebautes Zimmergewächshaus, kannst du es auch mit einer Heizung und einer Beleuchtung ausstatten. Das garantiert, dass die Pflänzchen auch bestimmt genügend Temperatur und Licht bekommen. Der Platz an der Fensterbank ist dabei dann wahrscheinlich überflüssig, außer es handelt sich um wirklich hitze- und lichtbedürftige Pflänzchen.
Eine beheizte und beleuchtete Anzuchtstation ist vor allem dann von Vorteil, wenn du die Pflanzen an einem sonst eher kalten und dunklen Raum aufziehen möchtest. Um die Pflanzen zu beheizen kannst du eine Heizmatte oder Wärmelampe nutzen, die allerdings nicht zu viel Power haben dürfen. Unter Umständen kann auch bereits die Abwärme der Pflanzenlampe reichen.
Für dein fast schon professionelles Zimmergewächshaus benötigst du neben Heizmatten/Wärmelampen und einer Beleuchtung noch:
Beim Selberbauen deines Zimmergewächshauses kannst du weiter sparen, indem du auf Dinge zurückgreifst, die sonst im Müll landen würden.
Aus Obstkisten, Gemüse- und Obstschälchen aus dem Supermarkt und anderen Verpackungsmaterialien bastelst du eine ideale Anzuchtbox für deine jungen Pflänzchen, um sie anschließend ins eigentliche Beet setzen zu können.
Am einfachsten geht es, wenn du eine Box nimmst, wo beispielsweise Weintrauben drin verpackt waren, sie mit Vlies oder Zeitung auslegst, Kies hineingibst und dann das ganze zur Hälfte oder zwei Dritteln mit Erde anfüllst.
Da kommen dann die Samen hinein und werden leicht angegossen. Der Deckel, der bei solchen Boxen meist automatisch dabei ist, dient als lichtdurchlässige Abdeckung. Fertig ist das so ziemlich simpelste, selbst gebaute Zimmergewächshaus.
Alle die bereits vorgestellten Zimmergewächshäuser sind selbstverständlich nicht nur für den Innenraum, sondern auch für den Balkon geeignet. Dort muss man allerdings darauf achten, dass es den zarten Trieben nachts nicht zu kalt wird. Sollte es aber auf dem Balkon doch zu kalt werden, kann man das mobile Mini-Gewächshaus ja immer noch nach drinnen verfrachten.
Generell ist bei der Keimung von Jungpflanzen auf einiges zu achten. Ein paar der Dinge haben wir hier besonders in Bezug auf Zimmergewächshäuser zusammengefasst:
Generell ist wohl am wichtigsten, dass du genau recherchierst bzw. herausfindest, welche Bedürfnisse deine Pflanzen haben und die Anzuchtstation danach richtest. Dann kann eigentlich bei der Anzucht in deinem eigenen Zimmergewächshaus nichts mehr schief gehen. Viel Erfolg!
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Wenn man Pflanzen selbst aufziehen möchte, hat man zwangsläufig und logischerweise alles voller Erde, oder? Nicht unbedingt, denn man kann Pflanzen auch ganz ohne Erde aufziehen und zwar in sogenannten Hydrokulturen. Dieser Artikel beschäftigt sich damit, wie man sich ein solches hydroponisches System selbst baut und wie man es am besten einsetzen kann.
Die Hydroponik bzw. Hydrokultur kommt zumindest begriffsmäßig aus dem Griechischen und Lateinischen (gr. hydor, dt. „Wasser“, gr. pónos, dt. „Arbeit“ bzw. lat. cultura, dt. „Anbau“) und bezeichnet den Anbau von Pflanzen in Wasser, statt in Erde, wie das bei der sogenannten Geoponik der Fall ist. So viel zur Begrifflichkeit, aber was bedeutet das genau, warum tut man das und wie funktionierts?
Pflanzen in einem hydroponisches System heranzuziehen ist eigentlich gar nicht so schwierig. Dabei liegen die Wurzeln der Pflanzen in einer Lösung aus Wasser und Nährstoffen, die außerdem mit Sauerstoff versorgt wird, damit die Pflanzen nicht ersticken und verfaulen. Die Pflanze kann über das Wasser alle Nährstoffe aufnehmen, die sie braucht.
Dabei hat man vollste Kontrolle über die Nährstoffe in der Lösung, man kann den pH-Wert und andere Inhaltsstoffe genauestens einstellen und dies sollte man auch tun. Die Erde hat nämlich eine ausgleichende Funktion, einen pH-Puffer sozusagen, der nicht gegeben ist, wenn die Wurzeln nur von Wasser umgeben sind. Der optimierte Dünger kann dafür auch genau auf das jeweilige Wachstumsstadium abgeglichen werden, sodass Pflanzen in unterschiedlichen Stadien auch mit einer jeweils anderen Nährstofflösung versorgt werden.
Der Gedanke, nicht mit Erde fuhrwerken zu müssen, klingt verlockend und das aus vielen Gründen. Zunächst liegt auf der Hand, dass die Handhabung von nicht geoponischen Systemen zur Pflanzenaufzucht wesentlich sauberer vonstattengeht. Der kontrollierte und saubere Wuchs, der sogar vor Unkraut gefeit ist, stellt einen der wesentlichen Vorteile des hydroponischen Systems dar.
Außerdem arbeitet die Hydrokultur, wenn sie klug angelegt wird, sparsamer, effizienter und bringt mehr Ertrag. Nicht nur kann man sich pro Wuchs über eine üppigere Ernte freuen, man bekommt auch mehr Wachstumszyklen in einem Jahr unter. Trotz des schnellen Wachstums hat man keinerlei Einbüßen bei der Qualität der Pflanze zu befürchten und durch diese günstigen Betriebsbedingungen rechnen sich die hohen Anschaffungskosten schnell.
Dadurch, dass der Nährstofflösung die exakt richtige Zusammensetzung beigemischt werden kann und man nicht einfach wild (und meistens zu viel) darauf los düngen muss, werden Ressourcen gespart. Zu guter Letzt ist auch der Platzverbrauch geringer. Bei der Pflanzenzucht großen Stil ist der vertikale Anbau (engl. vertical farming) in Kombination mit einem hydroponischen System besonders günstig.
Kommen wir aber nun endlich zum Kernstück dieses Artikels: der Anleitung zum Bau eines eigenen hydroponischen Systems. Wir haben uns dafür entschieden, eine sogenannte deep water culture mit euch sozusagen virtuell anzulegen, denn die DWC ist die, die im Privatgebrauch zurecht am häufigsten eingesetzt wird.
Der Deckel des Eimers wird abgenommen und ein Loch ausgemessen, angezeichnet und ausgeschnitten, das so groß ist, dass der Netztopf zwar zu einem Großteil durchpasst, aber nicht durchfällt. Am Rand des Deckels wird ein weiteres kleines Loch gebohrt, durch das der Luftschlauch für die Luftpumpe gefädelt werden kann. Schließlich wird der Ausströmer für die Luftzufuhr in den Eimer gelegt und mit dem Schlauch verbunden.
Dann kann der Aufbau eigentlich schon befüllt werden. Erst wird die Nährstofflösung angemischt (laut Herstellerangaben des jeweiligen hydroponischen Düngers) und so viel davon in den Eimer gefüllt, dass der Netztopf mit der Lösung in Berührung kommt. Anschließend kommt das Substrat, beispielsweise der Blähton, in den Netztopf und die angezogenen Sämlinge werden vorsichtig eingesetzt. Der Sämling sollte vorher bereits in beispielsweise Kokussubtrat angezogen und samt diesem in den Blähton gesetzt werden. Nun kann eigentlich schon die Luftpumpe angeschlossen, angeschaltet und losgelegt werden.
Beim Betrieb dieses Systems ist es wichtig, dass der Wasserpegel nicht abfällt und dass alle paar Wochen das Wasser gewechselt wird.
Im privaten Bereich wird die Hydrokultur häufig bei Zimmerpflanzen eingesetzt. Dass man nicht mit Erde hantieren muss, ist schließlich besonders im Wohnbereich von Vorteil, den man ja doch eher erdfrei halten wollen würde.
Auch bei der privaten Aufzucht von Nutzpflanzen können hydroponische Systeme eingesetzt werden. Tatsächlich wird diese Art der Nutzung immer häufiger, wozu auch die LED-Pflanzenlampen keinen unwesentlichen Beitrag geleistet haben.
Die wirtschaftliche Nutzung von hydroponischen Systemen schreitet hingegen immer weiter voran. Es wird geforscht und optimiert und überlegt, ob solche Systeme künftig vermehrt für die Deckung des Lebensmittelbedarfs und zur Aufzucht anderer Nutzpflanzen herangezogen werden können. Vertical farming, wobei mehrere Reihen Pflanzen übereinander in hochgestapelten Regalen aufgezogen werden, wird zum Teil vor allem in Japan bereits eingesetzt und könnte die Zukunft der Pflanzenzucht darstellen.
Diese Frage ist schnell beantwortet: es gibt nämlich kaum eine Pflanze, die nicht ohne Erde aufgezogen werden kann. Praktisch alle Pflanzen können in einer Hydrokultur wachsen, wenn nur die Zusammensetzung und Menge der Nährlösung an die jeweilige Pflanze angepasst ist. Sogar Orchideen und Kakteen können so gezogen werden – in Blähton eingetopft statt in Erde.
Wie so oft gibt es auch bei hydroponischen Systemen verschiedene Methoden und Arten. Man könnte fast sagen, Hydrokultur sei nicht gleich Hydrokultur und so ist es auch. Verschiedene Aufbauten und Systeme sind der Auswahl überlassen und wir möchten zum Abschluss dieses Beitrags einige davon kurz vorstellen.
DWC – deep water culture: bei dieser Methode werden die Wurzeln direkt ins Wasser getaucht, wobei besonders wichtig ist, dass sie gut mit Sauerstoff versorgt werden.
Dochtsystem: beim Dochtsystem wird das Wasser über einen Docht zum Substrat und zu den Wurzeln geliefert. Da die Wurzeln hier weniger intensiv mit Wasser in Berührung kommen, eignet sich das System eher für Pflanzen, die wenig Wasser benötigen.
Tropfsystem: beim Tropfsystem wird die Nährlösung durch eine Wasserpumpe in gewissen Intervallen vom Reservoir nach oben gepumpt und auf das Substrat gegossen. Das versickernde Wasser gelangt dann wieder ins Reservoir zurück und es entsteht ein Kreislauf.
Ebbe-Flut-System: ein recht bekanntes System ist auch das Ebbe-Flut-System. Dabei befindet sich die Pflanze in einem Container, der mehrmals täglich geflutet wird. Das Wasser sickert wieder zurück in das Reservoir, wodurch sich der Ebbe-Zustand ergibt.
NFT – nutrient film technique: bei der sogenannten Nährstofffilmtechnologie läuft die Nährflüssigkeit durch eine Röhre, in der die Netztöpfe eingefasst sind. Diese Methode wird hauptsächlich im wirtschaftlichen Bereich angewandt.
Aeroponisches System: hierbei handelt es sich streng genommen nicht um eine Hydrokultur, denn die Wurzeln hängen hier in der Luft, wobei sie ständig mit der Nährlösung besprüht werden. Bei dieser Methode bilden sich in der Regel starke Wurzeln heraus.
Zusammenfassend kann man sagen, dass das hydroponische System vielleicht auf den ersten Blick etwas befremdlich wirkt, dass sie allerdings durchaus eine Überlegung wert ist. Bei der Hydrokultur sind zwar präzise Pflege und Versorgung erforderlich, wodurch allerdings beste Ernteergebnisse erzielt werden können.
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Mehr Licht bedeutet mehr Ausbeute, möchte man meinen. Wenn man schon mit künstlicher Beleuchtung nachhilft, dann doch wohl ordentlich! Dass sich das allerdings auch zum Negativen wenden kann, entdeckt man spätestens durch gelbe und braune Flecken auf den beleuchteten Blättern. Wie viel Abstand die LED-Pflanzenlampe von Deinen Pflanzen haben sollte und was es dabei zu beachten gibt, erfährst Du hier.
Von einer Pflanzenlampe gehen Lichtpartikel aus, die sogenannten Photonen. Diese treffen auf die Pflanzenzellen, die daraufhin durch eine chemische Reaktion die Photosynthese einleiten. Treffen zu viele Photonen auf die Pflanzen, gerät die Reaktion aus dem Ruder und endet in einer Lichtverbrennung, die sich durch braune und gelbe Stellen bemerkbar macht.
Der richtige Abstand zur Pflanze ergibt sich unter anderem durch die Pflanzenart und ihren sogenannten Lichtsättigungspunkt, die Lichtstärke der Lampe und die Streuung des Lichts. Die Lichtstärke kann mithilfe eines PAR-Sensors gemessen werden. Der ermittelte PPFD-Wert (Photonenflussdichte) gibt Auskunft darüber, wie viele Photonen innerhalb einer Sekunde auf eine bestimmte Fläche treffen und muss zum Lichtbedarf der Pflanze passen.
Alternativ kann man auch bei einem Abstand von 30 cm beginnen und den Wuchs beobachten. Bilden sich erste gelbe Stellen, ist die Lampe zu nah an der Pflanze. Beginnt sie hingegen schneller und dünner zu wachsen, ist die Pflanze auf der Suche nach Licht und bekommt demnach zu wenig. Die Lampe kann also tiefer gehängt werden.
Wenn ein Photonenfluss mit einer Dichte von weit über ihrem Lichtsättigungspunkt auf eine Pflanze trifft, wird die Photosynthese zu intensiv vorangetrieben. Das Ergebnis sind freie Sauerstoffradikale, die nirgends andocken können, da aufgrund von mangelndem CO2 die sogenannte Dunkelreaktion sie nicht alle verarbeiten kann. Dadurch kommt die Lichtverbrennung zustande und Blätter sterben ab. Worauf muss nun also geachtet werden und wie vermeidet man die Überversorgung mit Photonen?
Nun wollen wir etwas ins Detail gehen und genauer beleuchten, wie man Lichtverbrennung oder Geilwuchs vermeidet (also das zu schnelle Austreiben, was einen langen, schwachen Wuchs verursacht). Wie ja bereits eingangs erwähnt, kommt es dabei auf die Bedürfnisse der jeweiligen Pflanze, deren Wachstumszyklus und auf die Umgebungsbedingungen an.
Je nachdem, welche Art der Kohlenstoffdioxidfixierung eine Pflanze bei der Photosynthese aufweist, kann man sie den C3-, den C4-, oder den CAM-Pflanzen zuordnen. C3-Pflanzen haben eine beschränkte Kohlenstoffdioxidfixierung. Dadurch kann durch einen höheren Lichteinfall nicht mehr Dunkelreaktion hervorgerufen werden, wenn sich nicht mehr CO2 in der Luft befindet. C4- oder CAM-Pflanzen können das Kohlenstoffdioxid besser binden und darauf zurückgreifen, wenn stärkere Lichtverhältnisse herrschen. Deshalb kommt es bei diesen Pflanzen weniger schnell zu Lichtverbrennungen.
Die Dunkelreaktion nimmt prinzipiell zu, je mehr Kohlenstoffdioxid der Pflanze zur Verfügung steht. Allerdings verfügen C4-Pflanzen beispielsweise über einen CO2-Sättigungspunkt, während C3-Pflanzen einen Lichtsättigungspunkt erreichen können. Prinzipiell gilt allerdings, dass, wenn die Pflanze genug CO2 hat, auch die LED-Lampe recht nah an den Blättern positioniert werden kann.
Sonnen- und Schattenpflanzen eignen sich aufgrund ihrer gesamten Zusammensetzung jeweils entweder für sehr lichtintensive oder lichtarme Standorte. Die Chloroplasten der Sonnengewächse können beispielsweise die freien Sauerstoffradikale vermeiden, wohingegen Schattenpflanzen niedrigere Lichtintensitäten brauchen, um CO2 fixieren und verarbeiten zu können. Kurz gesagt: es muss also zunächst eruiert werden, welchem Typ die Pflanze überhaupt angehört.
Ist die Pflanze erst am Sprießen, braucht sie noch relativ kleine Mengen an Licht. In der Keim- und Vegetationsphase reicht eine niedrigere Photonenflussdichte aus, während man die Werte im Verlauf langsam erhöhen kann. Wenn das Wachstum schließlich in die Blüten- und Fruchtphase übergeht, kann die Intensität weiter erhöht werden.
Wie viel PPFD die LED-Pflanzenlampe abgibt, ist aus der Kartierung zu erfahren, die vom Hersteller zur Verfügung gestellt wird. Sie wird meistens pro Quadratmeter und auf einen Abstand von 30 cm bzw. 45 cm angegeben. Wenn man über einen PAR-Sensor verfügt, kann man die Intensität auch selbst ausmessen.
Ein interessanter Faktor ergibt sich in weiterer Folge aus dem Liebigschen Minimumgesetz. Es besagt, dass eine Pflanze die zur Verfügung stehenden Stoffe immer nur so gut nutzen kann, wie den am wenigsten vorhandenen Stoff. Einfacher ausgedrückt: Wenn eine Pflanze richtig viel Licht bekommt, aber nicht genügend CO2, dann können die optimierten Lichtverhältnisse keinen positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum haben. Im Gegenteil: Die Pflanze nimmt dabei sogar Schaden.
Umgekehrt bedeutet das, dass man auch die anderen Faktoren optimieren muss, um ein Mehr an Licht nutzen zu können. Durch höhere Temperatur, höheren CO2-Gehalt, mehr Wasser inkl. Nährstoffen kann bei vielen Pflanzen der Lichtsättigungspunkt erhöht werden. Die Pflanze braucht bzw. verträgt dann mehr Licht, das durch eine tiefer hängende Lampe zur Verfügung gestellt werden kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Du für den richtigen Abstand Deiner LED-Pflanzenlampe von Deiner Pflanze vor allem 2 Dinge wissen musst: Wie viel Licht verträgt meine Pflanze generell (und in welcher Vegetationsphase befindet sie sich)? Wie hoch ist die Photonenflussdichte (PPFD) meiner Lampe? Damit kannst Du den Abstand haargenau vorausbestimmen. Oder aber Du beginnst bei einem Abstand von etwa 30 cm, experimentierst ein wenig und tastest Dich langsam an den Idealabstand heran.
Bild 1: © mettus – stock.adobe.com
Im Dschungel von verschiedenen Produkten ist es oft nicht so leicht, sich zurecht zu finden. Deshalb unterziehen wir unsere LED Pflanzenlampen einem Test und sehen uns an, wofür sie sich genau eignen. Damit findest Du genau die LED Pflanzenleuchte, die für deine Pflanzen geeignet ist. Nach einem kompakten Überblick je Kapitel kannst Du Dich im darauffolgenden Ratgeber in die Details einlesen. Du erfährst, welcher Aufbau für Deine Pflanzen der richtige ist, mit welchem Du die besten Ergebnisse erzielst und welchen Du am effizientesten betreiben und bedienen kannst.
| wdt_ID | DIY-M-KIT-Series | PPFD 30cm*) | PPFD 45cm*) | Kühlung | Lebens-dauer | Verbrauch | Fläche Wuchs**) | Fläche Frucht**) | Farb-temperatur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 100w | 265 | 239 | passiv | 60.000 | 106 | 80*80 | 60*60 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
| 2 | 200w | 525 | 482 | passiv | 60.000 | 213 | 100*100 | 80*80 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
| 3 | 300w | 0 | 0 | passiv | 60.000 | 319 | 120*120 | 100*100 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
| 4 | 400w | 991 | 905 | passiv | 60.000 | 426 | 150*150 | 120*120 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
| 5 | 60w | 0 | 0 | passiv | 60.000 | 67 | 60*60 | 40*40 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
| 6 | BE100w | 286 | 258 | passiv | 60.000 | 106 | 80*80 | 60*60 | 2700k, 3500k |
| 7 | BE200w | 567 | 521 | passiv | 60.000 | 213 | 100*100 | 80*80 | 2700k, 3500k |
| 8 | BE60w | 0 | 0 | passiv | 60.000 | 67 | 60*60 | 40*40 | 2700k, 3500k |
*) Durchschnitt auf 1 m x 1 m
**) bis zu x Zentimeter
Die DIY-M-KIT Series ist unsere Produktreihe für Bastler und alle, die es werden wollen. Durch den modularen Aufbau, den man selbst erledigt, bekommt man mehr für sein Geld, kann ein eventuell defektes Teil einfach austauschen und kann den Aufbau flexibel erweitern. Außerdem gibt es sie in insgesamt 5 unterschiedlichen Leistungsstärken.
Die DIY 60w der DIY-M-KIT Series eignet sich für kleinere Flächen und zum Überwintern von Pflanzen.
Die ersten beiden Leistungsstufen – 60w und 100w – eignen sich vor allem für kleinere Flächen und zum Überwintern einzelner Pflanzen.
Sie sind mit einem bzw. zwei LED-Chips ausgestattet, die mithilfe eines Reflektors auf einen Abstrahlwinkel von 90° kommen. Ohne Reflektor ist der Winkel erweiterbar auf 115°, wodurch eine größere Fläche angestrahlt werden kann.
Die DIY 60w und die DIY 100w der DIY-M-KIT Series sind über ein internes Potentiometer (abgekürzt auch Poti) dimmbar, nutzen das volle Spektrum mithilfe der LED-Technik und verfügen dank der Kühlrippen über ein passives und geräuschloses Kühlsystem. Die Farbtemperatur ist mit unterschiedlichen Chips variabel.
Ein Nachteil ist vielleicht, dass der Aufbau nur durchgeführt werden sollte, wenn man über Fachkenntnisse in Sachen Elektronikverfügt. Insbesondere der Anschluss an das 230V Netz sollte von einer Fachkraft übernommen werden.
In der DIY-M-KIT Series befinden sich außerdem die Varianten mit 200w, 300w und 400w. Abgesehen davon, dass sie natürlich mehr Leistung bieten und dafür mit mehr LED-Chips ausgestattet sind, bieten sie ähnliche Vorteile wie die 60w- und 100w-Leuchten.
Zudem sind sie ebenso über das interne Poti dimmbar, leuchten im Vollspektrum und stehen in unterschiedlichen Farbtemperaturen zur Verfügung. Die passive Kühlung ist auch hier geräuschlos.
Sie sind für größere Flächen geeignet als ihre 60w- und 100w-Kollegen. Außerdem kann man die Grundvariante flexibel als Balken- oder als Quaderversion aufbauen und kann damit die Pflanzen unterschiedlich anordnen und gleichermaßen beleuchten.
Von der DIY-M-KIT Series gibt es eine spezielle Black Edition. Sie ist zum Teil schwarz, was zunächst schon mal optische Vorteile hat, aber was bringt die schwarze Farbe für die Effizienz der Pflanzenlampe?
Durch die schwarze Farbe bei der Black Edition wird die Wärmeabgabe optimiert und die Kühlleistung gesteigert.
Die passiv gekühlten Kühlrippen sind schwarz eloxiert. Durch die schwarze Farbe wird die Wärmeabgabe optimiert und die Kühlleistung steigert sich um etwa 10%. Die Kühlrippen bleiben kühler und dies wirkt sich positiv auf den Wirkungsgrad der LED sowie deren Lebensdauer aus. Durch den Einsatz von Performance BINs liegt die Lichtleistung 7% höher im Vergleich zur herkömmlichen DIY-M-KIT Variante.
Apropos Performance BINs: das sind LED-Chips, die aufgrund ihrer Beschaffenheit besonders leistungsstark sind und höhere Lichtströme abgeben können. Solche Bins der high-performance-group sind nicht direkt bestellbar, weswegen die Black Edition selten verfügbar ist, aber für die Black Edition ist uns eben nichts zu schade.
Ansonsten sind die Produkte der Black Edition in den gewohnten Größen erhältlich. Verfügbar als 60w-, 100w- oder 200w-Variante finden wir hier ebenfalls Abstrahlwinkel von 90° bzw. 115° (ohne Reflektor). Das Licht aus den LED-Chips leuchtet im Vollspektrum, ist in unterschiedlichen Farbtemperaturen verfügbar und dimmbar.
| wdt_ID | Model-B Series | PPFD 30cm*) | PPFD 45cm*) | Kühlung | Lebensdauer | Verbrauch | Fläche Wuchs**) | Fläche Frucht**) | Farbtemperatur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Mobel-B 150w | passiv | 60.000 | 165 | 90*90 | 70*70 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k | ||
| 2 | Model-B 300w | passiv | 60.000 | 330 | 120*120 | 100*100 | 2700k, 3000k, 3500k, 6500k |
*) Durchschnitt auf 1 m x 1 m
**) bis zu x Zentimeter
Bei der Model-B Series handelt es sich ebenfalls um LED Pflanzenlampen, die man selbst zusammenbauen und somit variabler gestalten kann. Die beiden Varianten sind die Model-B 150w und die Model-B 300w, jeweils mit 2 respektive 4 LED-Chips.
Die Model-B Series eignet sich für mittlere Flächen, wo Pflanzen aufgezogen oder überwintert werden.
Die Model-B Series ist (ähnlich wie die DIY 200w) für mittlere Flächen geeignet, wo Pflanzen aufgezogen oder größere Pflanzen, beispielsweise ein Orangenbaum, überwintert werden können. Die Model-B Series unterscheidet sich insofern von der DIY-M-KIT Series als dass sie über ein externes Poti dimmbar ist und für einen besseren Preis pro Watt Leistung zu haben ist.
Die maximale Leistung kommt hier durch eine etwas stärkere Bestromung der LED zustande – statt max. 50w bei der DIY-M-KIT Series mit 75w. Das führt dazu, dass die Effizienz der LED minimal geringer ist. Der CREE CXB 3590 kann beispielsweise bis 130w bestromt werden, wobei der LED-Chip bis zu 60.000 Stunden halten soll. Fließt aber etwas weniger Strom und wird vor allem gut gekühlt, liegt die mittlere Lebensdauer noch höher.
| wdt_ID | Plug & Play Series | PPFD 30cm*) | PPFD 45cm*) | Kühlung | Lebensdauer | Verbrauch | Fläche Wuchs**) | Fläche Frucht**) | Farbtemperatur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | sunbar 150-A | passiv | 60.000 | 165 | 120*80 | 100*50 | 3500k | ||
| 2 | sunbar 150-B | passiv | 60.000 | 165 | 120*80 | 100*50 | 3500k | ||
| 3 | sunbar 450-B | 1.006 | passiv | 60.000 | 474 | 120*200 | 120*120 | 3500k | |
| 4 | sunflow | 340 | passiv | 60.000 | 165 | 80*80 | 60*60 | 3500k | |
| 5 | sunflowPRO | 340 | passiv | 60.000 | 167 | 80*80 | 60*60 | 3500k |
*) Durchschnitt auf 1 m x 1 m
**) bis zu x Zentimeter
Bei der Plug & Play Series hast Du es ein wenig einfacher. Wie der Name schon sagt, musst du unsere Geräte dieser Serie nur anstecken und kannst direkt damit loslegen, deine Pflanzen mit wertvollen Photonen zu versorgen.
Die Sunflow überzeugt unter anderem mit der einfachen Bedienbarkeit.
Das Standardmodell Sunflow liefert eine Leistung von 150w und Licht mit einem Abstrahlwinkel von 72°. Mittelgroße Flächen und größere Pflanzen werden damit optimal versorgt. Besonders hervorheben kann man an diesem Modell die einfache Bedienbarkeit. Man muss lediglich anstecken, losleuchten und kann über den Drehknauf an der Gerätefront das Licht dimmen.
Im Vergleich zu den DIY-Modellen steckt die ganze Technik zudem in einem formschönen Gehäuse, was eine edlere Optik verspricht. Die fokussierenden Linsen sind besonders dafür geeignet Tiefenwirkung zu erzeugen, also auch hohe Pflanzen zu versorgen. Geht man zu nah ran, also näher als 30 cm kann diese Art der Linsen allerdings auch zum Nachteil werden.
Die Sunflow (und Sunflow PRO) Modelle erfordern ein relativ hohes Investment, dafür bekommst Du aber auch einiges für Dein Geld. Die Geräte werden in Deutschland hergestellt und Du bekommst auf sie eine Garantie von 5 Jahren. Die Sunflow-Geräte beleuchten Deine Pflanzen ohne viel Aufwand bei Aufbau und Adjustierung und die erhältlichen Farbtemperaturen bei den LED-Chips sind ideal auf Wuchs- und Fruchtphase abgestimmt.
Die Sunflow PRO ist eine erweiterte Version der Sunflow.
Die Sunflow besitzt einen integrierten Timer und ist mit der Handy-App per Bluetooth steuer- und programmierbar. Hier kannst Du Sonnenauf- und Sonnenuntergangsszenarien einstellen, einen klassischen Timer stellen oder Dimmprogramme erstellen und ablaufen lassen. Die Sunflow PRO ist in der Lage bis zu drei mit ihr verbundene Geräte mitzusteuern.
Außerdem verfügt die SunflowPRO LED Pflanzenlampe nach wie vor über den Drehknauf auf der Gerätefront zum Dimmen. Verbundene Geräte werden automatisch mit diesem Drehknauf mitgesteuert. Die LEDs leuchten im Vollspektrum mit 150w Leistung und die Kühlung ist passiv und geräuschlos.
Unser neuestes Produkt sind die Sunbar-Modelle, darunter die Sunbar 150-A. Sie hat einen Abstrahlwinkel von 102°, ist also besonders für die Beleuchtung breiter Flächen geeignet. Mittelgroße Flächen zu beleuchten und größere Pflanzen zu überwintern ist für die Sunbar 150-A ein leichtes.
Das interne Poti am Treiber lässt das Licht der LED Pflanzenlampe dimmen, dass im Vollspektrum leuchtet. Das Design ist edel und unauffällig und gewährleistet mit seinen breit streuenden Linsen eine sehr gleichmäßige Ausleuchtung bereits bei 30 cm Abstand, anders als bei den Sunflow, wo wir für eine optimale Ausleuchtung einen Abstand von min. 45 cm empfehlen.
Diese LED Pflanzenleuchte ist außerdem besonders wasserfest – ihre Schutzart (Link zum RG-Artikel zum Thema Sicherheit) liegt (genau wie bei der Sunbar 150-B und 450-B) bei IP67. Das bedeutet, dass sie gegen das Eindringen von Staub und zeitweiliges Untertauchen in Wasser geschützt ist.
Auch die Sunbar 150-A nutzt das für Wuchs- und Fruchtphasen optimierte Spektrum mit 3500k und das Dimmen erfolgt nicht so komfortabel, wie bei ihrer Weiterentwicklung, der Sunbar 150-B.
Die Sunbar 150-B unterscheidet sich von der Sunbar 150-A durch die komfortablere Bedienbarkeit. Sie wird nicht durch das interne Poti gedimmt, sondern verfügt über ein externes Treibergehäuse mit Drehknauf, sodass die Lichtstärke jederzeit einfach reguliert werden kann. Zusätzlich verfügt sie über ein DIM Eingang (3,5mm Klinkenbuchse), über den man mit Hilfe eines 0-10Vdc oder 10V PWM DIM-Signals dimmen kann.
Die Sunbar 450-B wartet mit 3x so vielen LED-Chips und somit mit 3x so viel Watt an Leistung auf wie die Sunbar 150-B. Damit ist sie für noch größere Flächen geeignet und lässt Saat und Pflanze optimal sprießen.
Die Sunbar 450-B hat 3x so viel Watt Leistung als die Sunbar 150-B.
Sie wird mit einem anderen Treiber geliefert, da statt einer hier 3 Bars angesteuert werden müssen. Wie gehabt können auch größere Pflanzen unter dieser LED Pflanzenlampe überwintert werden.
Während die Farbtemperatur mit 3500k optimal auf die Wuchs- und Fruchtphase abgestimmt ist, profitiert man ebenfalls vom Vollspektrum der LEDs, vom Drehknauf zum Dimmen, von der passiven, geräuschlosen Kühlung, und vielem mehr – eigentlich ja Standard bei pro-emit-Produkten.
Hergestellt in Deutschland bekommst du selbstverständlich auch hier 5 Jahre Garantie auf Deine Lampe.
Die Sunbar-Serie ist beliebig skalierbar und die 450-B ist optimal, um eine perfekt gleichmäßige Ausleuchtung von bis zu 1000 PPFD auf 1 m2 bei etwa 30 cm Abstand zu erreichen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Pflanzenlampen insgesamt sehr hohen Standards verpflichtet sind. Sie arbeiten allesamt mit der Energieeffizienzklasse A++. Wesentlich entscheiden sie sich durch ihre Größe und Leistung, wodurch sie sich für unterschiedliche Einsatzgebiete eignen. Ob vereinzelte Pflanzen überwintern oder ganze Glashäuser damit auszustatten – es findet sich für jeden Zweck das passende Gerät.
Anschließend kommt es darauf an, wie viel Zeit man selbst in den Aufbau investieren möchte und wie viel Knowhow einem dafür zur Verfügung steht. Unsere DIY-Kits sind vielfältig und prinzipiell schnell aufgebaut, aber einfacher macht man es sich mit unseren Plug & Play-Produkten.
Wie bei allen elektrischen Geräten, wird auch bei der Herstellung und beim Vertrieb von Pflanzenlampen im besten Fall genau darauf geachtet, dass auch alles mit sicheren und rechten Dingen zugeht. Dank verschiedener Richtlinien, Schutzklassen und -arten kann man sich als Konsument sicher sein, dass einen beim meist stundenlang durchgängigen Betrieb der LED-Pflanzenlampe nicht „der Schlag trifft“.
Pflanzenlampen werden für gewöhnlich im geschlossenen Raum, bei privater Verwendung womöglich sehr nahe des Wohnraumes, stundenlang betrieben. Das fordert die Elektronik und das sie schützende Gehäuse, weswegen sichergestellt sein muss, dass der Aufbau diese Belastung auch auszuhalten vermag.
Besonders in puncto Feuchtigkeit hat der Hersteller auf einiges zu achten. Zum einen ist nämlich die Luftfeuchtigkeit in Räumen, wo durch die Pflanzen viel Photosynthese vonstattengeht, überdurchschnittlich hoch. Zum anderen werden die Pflanzen im Normalfall regelmäßig gegossen, wobei die Lampe auch mal den ein oder anderen Spritzer abbekommen kann.
Je nachdem, welcher Pflanzenaufbau mit den Lampen begünstigt werden soll, hat die Angelegenheit mehr oder weniger mit Staub und Erde zu tun. Damit die Gehäuse und das elektronische Innenleben vor externen Festpartikeln geschützt sind, braucht es gewisse Sicherheitsvorkehrungen. Eine feste, dicht geschlossene Hülle ist dafür unerlässlich.
Schließlich geht es bei Elektrogeräten auch darum, ob Lebewesen sie gefahrlos berühren können oder nicht. Damit man keinen elektrischen Schlag bekommt, wenn man die LED-Pflanzenlampe berührt, sind diverse Vorkehrungen getroffen, die den Strom isolieren. Im Falle des Falles wird der Strom dann so abgeleitet, dass Mensch (und gegebenenfalls auch Tier) nicht zu Schaden kommen.
Um die Berührungsfestigkeit geht es bei den Schutzklassen I bis III. Alle elektrischen Geräte, die in den Verkauf gebracht werden wollen, werden danach kategorisiert. Die EN 61140 legt fest, welche Maßnahmen gegeben sein müssen, um das Handtieren mit einem Gerät sicher zu machen.
Je nach Höhe der Spannung kann das nämlich mehr oder weniger gefährlich werden, wenn nicht zumindest eine Basisisolierung vorhanden ist.
IP steht für international protection und bestimmt die Umgebungsbedingungen, für die ein bestimmtes elektrisches Gerät geeignet ist. Die Ziffern stellen dar, wie sicher das Gehäuse gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Feuchtigkeit ist. Bewertet wird dabei also nicht die Elektronik selbst, sondern das Gehäuse, in dem sie sich befindet.
Die IP-Nummer besteht immer aus zwei Ziffern. Die erste steht für den Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern, während die zweite Auskunft über die Wasserfestigkeit des Gerätes gibt. Es gibt auch elektronische Geräte, auf denen sich keine IP-Nummer befindet. Das bedeutet, dass sie über keinen Schutz verfügen, was zum Teil auch als IP X0 angegeben wird.
Was kann man sich nun vom jeweiligen Modell mit der gewissen IP-Nummer erwarten und wie kann man es einsetzen? Wir haben in einer Tabelle zusammengefasst, was die einzelnen Nummern bedeuten. Dabei ist festzustellen, dass nicht alle Schutzarten für Pflanzenlampen ausreichen. Wie vorhin schon beschrieben, sind auch Pflanzenlampen Bedingungen ausgesetzt, die doch einen gewissen Schutz verlangen. Die für Pflanzenlampen geeigneten Schutzarten wurden in der Tabelle farblich markiert.
| wdt_ID | Nr. | Klassendetails |
|---|---|---|
| 1 | x | IP X0 - kein Schutz gegen Fremdkörper,kein Schutz gegen Wasser |
| 2 | x | IP 01 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen Tropfwasser |
| 3 | x | IP 02 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen Tropfwasser (bei bestimmter Neigung) |
| 4 | x | IP 03 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen Sprühwasser |
| 5 | x | IP 04 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen Spritzwasser |
| 6 | x | IP 05 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen Strahlwasser |
| 7 | x | IP 06 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen starkes Strahlwasser |
| 8 | x | IP 07 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen kurzes Untertauchen |
| 9 | x | IP 08 - kein Schutz gegen Fremdkörper, geschützt gegen dauerndes Untertauchen |
| 10 | x | IP 09 - kein Schutz gegen Fremdkörper, Schutz gegen Hochdruckreinigung |
*) Staub kann zwar eindringen, aber nicht in einer solchen Menge, dass der Betrieb des Gerätes gestört würde
grün = ideal geeignet, hellgrün = gut geeignet, gelb = geeignet, weiß = eher ungeeignet
Bei Pflanzenlampen ist es also wichtig, dass sie zumindest vor Tropfwasser gefeit sind. Die IP-Nummer, deren zweite Ziffer eine 0 ist, sind also eher weniger für den Einsatz im Gewächsraum geeignet. Auch vor Fremdkörpern, deren Durchmesser größer als 2,5 mm ist, sollten sie gewappnet sein. Des Weiteren sollte darauf geachtet werden, dass nicht nur die LEDs selbst, sondern auch Treiber und andere elektrische Bauteile Sicherheitsstandards gerecht werden müssen.
Zu guter Letzt muss bei Elektrogeräten stets auf das CE-Prüfzeichen geachtet werden. Die CE-Marke (Communauté Européenne) gibt an, dass alle für das Gerät relevanten EU-Richtlinien eingehalten wurden. Besonderes Augenmerk gilt es hierbei auf Fälschungen zu legen. Zu nah beieinanderstehende Buchstaben oder zu lange Mittelstriche beim ‚E‘ können darauf hindeuten, dass das Prüfzeichen aufgedruckt wurde, ohne die Richtlinien wirklich einzuhalten. Allerdings ist es auch nicht unbedingt schwer, die Kopie des CE-Zeichens dem Original entsprechend zu gestalten.
Auf alle diese Prüfzeichen kann man sowohl bei fertig zusammengestellten Produkten als auch bei Einzelteilen achten. Das ist besonders wichtig, wenn man die LED-Pflanzenlampe selbst zusammenbauen möchte. Damit das Endprodukt schließlich auch gewissen Standards entspricht, muss der Zusammenbau (zumindest was die Elektronik betrifft) unbedingt von einer Fachkraft erledigt werden. Ansonsten besteht wie bei Schutzklasse 0 hohe Gefahr selbst beim Berühren der Pflanzenlampe.
Sicherheit sollte stets Priorität haben, wenn man mit elektronischen Geräten arbeitet. Durch rigoros geprüfte Sicherheitsstandards stellen die Hersteller von Bauteilen und Produkten sicher, dass bei sachgemäßer Handhabung eigentlich nichts passieren darf. Hab beim Kauf ein waches Auge für die angebrachten Siegel und Prüfzeichen und vertraue auf Fachwissen beim Zusammenbau und Du bist auf der sicheren Seite.
Pflanzen können sich augenscheinlich fast aus dem nichts aufbauen. Ein bisschen Wasser, Licht, Luft und Erde scheinen zu genügen, um aus einem kleinen Saatkorn einen ganzen Strauch wachsen zu lassen. Aus Kohlenstoff aus der Luft machen sie mithilfe der Sonnenenergie Glucose, mit der sie ihr Wachstum antreiben und Zellaufbau betreiben. Tatsächlich sind Pflanzen sogenannte autotrophe Organismen. Das bedeutet, dass sie ihre Nahrung selbst herstellen. Aus dem Nichts können sie aber selbstverständlich auch nicht entstehen. Komplexe Gegebenheiten und ihre genaue Abstimmung aufeinander sind von Nöten, um einen stabilen, gesunden Wuchs zu garantieren. Was es dafür genau braucht, sehen wir uns in diesem Beitrag genauer an.
Auch, wenn alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sein müssen und es jeden einzelnen von ihnen braucht, könnte man das Licht beinahe als den wichtigsten Faktor fürs Wachstum bezeichnen. Es spaltet die Wassermoleküle, damit der weitere Vorgang angestoßen werden kann und die Photosynthese in Gang gebracht wird.
Zu wenig Licht führt zum sogenannten Geilwuchs, wobei Wurzelentwicklung und Blattwuchs zu Gunsten des Längenwuchs vernachlässigt werden, damit die Pflanze besser an eine Lichtquelle gelangen kann. Das ergibt Sinn, wenn andere größere Pflanzen die kleinere verdecken.
Gibt es allerdings überhaupt zu wenig Licht, etwa im Innenraum, kann sich die Pflanze logischerweise noch so lang machen und wird kein Photon abbekommen.
Außerdem kann man beim Pflanzenwachstum beobachten, dass sie sich immer nach der Sonne strecken. Die Schattenseite einer Pflanze wächst immer schneller, sodass sie sich der Sonne zuneigt, um ein Maximum an Strahlung abbekommen zu können. Aber nicht nur der Richtung nach, sondern auch der Art des Lichts nach verändert sich der Wuchs der Pflanze.
Je nach Intensität und Wellenlängen bilden sich unterschiedliche Stoffe bzw. die Pflanze wächst allgemein mehr oder weniger gut.
Um diesen Umweltfaktor zu gewährleisten kann man künstliches Licht in Form von LED-Pflanzenlicht einsetzen, die alle für das Wachstum erforderlichen Wellenlängen abdecken und bessere Ergebnisse versprechen als rein monochromes Licht.
Den Kohlenstoff, den die Pflanze für ihren Aufbau braucht, holt sie sich aus der Luft. Dort findet sie nämlich neben allerlei anderen Gasen Kohlenstoffdioxid (CO2). Aus dem anorganischen CO2 werden wichtige organische Verbindungen hergestellt, die als Baustoff- und Energiequellen für andere Teile des Ökosystems bilden.
Unsere pflanzliche Nahrung beispielsweise dient uns deshalb als Energiequelle, weil die Pflanze den Kohlenstoff aus der Luft prozessieren kann.
Bei den Nährstoffen angelangt, die die Pflanze für ein gesundes Wachstum braucht, steigen wir ins Thema der Phytotrophologie ein. Ein komplexer Terminus, der im Prinzip nichts anders bedeutet, als Ernährungslehre der Pflanze (Phyton bedeutet Pflanze und Trophologie Ernährungslehre). Prinzipiell sind Pflanzen autotrophe Organismen. Sie können sich ihre Nahrung quasi selbst herstellen.
Das tun sie in der Photosynthese, wo sie aus Kohlenstoffdioxid und Wasser durch Energiezufuhr in Form von Licht Glucose und Sauerstoff herstellen. Mit dieser Glucose bringen sie ihre Vorgänge in Gang, damit Zellen aufgebaut werden können. Dazu brauchen sie außerdem Nährstoffe aus dem Boden, die sie durch die Wurzeln aufnehmen.
Das sind unter anderem folgende Stoffe:
Diese einfachen organischen Verbindungen bzw. zum Teil einzelnen Elemente kann die Pflanze zu komplexen Molekülen verarbeiten. Ist eines davon nicht in der ausreichenden Menge oder zu viel davon vorhanden, wobei das bei jeder Pflanze unterschiedlich ausgeprägt sein kann, kommt es zu Mangelerscheinungen bzw. Symptomen von Überversorgung, wie schwachem Wuchs, Verfärbung der Zellen, etc.
Das Wasser ist dafür da, die Nährstoffe zu lösen und sie in die Pflanze und in die Zellen zu transportieren. Außerdem bringt das Wasser in den Zellen Stabilität, da es in den Zellen Druck ausübt. Ein nicht ausreichender Zellinnendruck sorgt dafür, dass die Pflanze welkt. Ist zu viel Wasser zur Verfügung kann es zu Sauerstoffmangel kommen, was ebenso kontraproduktiv ist.
Werfen wir einen genaueren Blick auf die Elemente und Nährstoffe, die eine Pflanze zum Wachsen braucht, kann man sie in 3 Kategorien einteilen, nämlich Kern-, Haupt- und Mikronährelemente. Je nach Kategorie sind mehr oder weniger wichtig bzw. in unterschiedlichen Mengen nötig.
| Kernelemente | Hauptelemente | Mikronährelemente |
| Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff Phosphor | Kalium Schwefel Calcium Magnesium | Eisen Kupfer Zink Mangan etc. |
Der Bestandteil, der hier in dieser Auflistung fehlt, ist das Licht. Wie bereits erwähnt liefert das Licht die nötige Energie, um all diese Stoffe in den Prozess der Photosynthese und des Wachstums einzugliedern bzw. den Prozess überhaupt in Gang zu bringen.
Der Bestandteil, der hier in dieser Auflistung fehlt, ist das Licht. Wie bereits erwähnt liefert das Licht die nötige Energie, um all diese Stoffe in den Prozess der Photosynthese und des Wachstums einzugliedern bzw. den Prozess überhaupt in Gang zu bringen.
Wichtig sind außerdem noch andere abiotische Umweltfaktoren, nämlich unter anderem die Bodenverhältnisse und die Temperaturen. Der Boden darf zum Beispiel nicht zu fest und zu feucht sein, da sich die Wurzeln sonst nicht ordentlich bilden können und ohne Wurzeln bekommt die Pflanze keine Nährstoffe.
Außerdem ist der pH-Wert des Bodens entscheidend und zu kalt oder heiß darf es auch nicht sein.
In puncto Pflanzenwachstum besonders interessant ist das Liebigsche Minimusgesetz. Es besagt, dass von allen Komponenten ein gewisses Minimum gegeben sein muss. Ist auch nur ein Element nicht vorhanden, können alle anderen in Massen zugeführt werden, der Mangel würde sich nur umso mehr erkenntlich machen.
Hat eine Pflanze beispielsweise Phosphormangel und man optimiert die Lichtverhältnisse, können sich die Mangelerscheinungen noch intensiver ausprägen.
Je größer die Diskrepanz zwischen der Unterversorgung und den anderen Versorgungswerten ist, desto schlechter sieht es mit dem Wachstum aus. Es muss sich also um alle Faktoren gleich gut gekümmert werden, um den gesunden Wuchs der Pflanze zu gewährleisten.
Wichtigste Voraussetzungen für gesundes Pflanzenwachstum sind also:
✓ Licht
✓ Wasser
✓ Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff
✓ Mineralien und Nährstoffe
✓ Temperatur
✓ Bodenkonsistenz
Wenn es um Gewächshäuser geht, hat man oft vor allem ein Problem: Verschattung. Licht ist einer der wichtigsten Faktoren, die es zum Pflanzenwachstum braucht und darf selbstverständlich auch in einem geschlossenen Anbausystem nicht fehlen. Damit man auch unter lichtarmen Bedingungen eine zufriedenstellende Ernte einfahren kann, bietet sich eine Gewächshausbeleuchtung an.
Die Pflanzenlampen spenden im besten Fall perfekt abgestimmtes Licht für die jeweils angebaute Pflanze und sorgt dafür, dass sie stabil und gesund wächst. Nicht nur die Quantität, auch die Qualität der Ernte wird somit verbessert. Stellt sich nunmehr eine Frage: wie kommt man zu diesem perfekt abgestimmten Licht? Wie gut, dass Du auf unserem Kaufratgeber für Gewächshausbeleuchtung gelandet bist.
Im Folgenden werden wir Dir näherbringen, was Beleuchtungssysteme fürs Gewächshaus alles können sollten und worauf es beim Kauf zu achten gilt. Das beinhaltet sowohl das Leuchtmittel an sich, als auch wichtige Messwerte und Anhaltspunkte, wie die PAR-Werte und das Spektrum. Außerdem sind Abstrahlwinkel und Form des Setups essentiell, sowie dessen Steuerung und die Lebensdauer der Lampen.
Es sind bereits viele Unternehmen auf die Vorzüge der künstlichen Gewächshausbeleuchtung gekommen. Dabei werden des Öfteren Natriumdampflampen, eingesetzt. Ihre Technik wurde aber mittlerweile überholt, und zwar von der LED-Technologie. Tatsächlich boomt der Einsatz der LEDs bei der Pflanzenbeleuchtung mehr, als in anderen Bereichen. Ihre Vorzüge scheinen sich offenbar herumzusprechen.
Zunächst setzen viele Gewächshausbetreiber lieber LEDs ein, da sie so das Spektrum der Wellenlängen des Lichts bestimmen können und die LED generell mit einem breiteren Spektrum leuchtet. Natriumdampflampen haben ein nur sehr eingeschränktes Spektrum, das für das Pflanzenwachstum eigentlich nicht ideal ist.
Außerdem zeichnen sich die LEDs durch einen wesentlich geringeren Energieverbrauch aus. Die Energie, die hineingesteckt wird, wird nämlich zu einem höheren Anteil direkt in Licht umgewandelt und weniger in Wärme. Das merkt man daran, dass die LEDs nicht heiß werden, so wie andere Leuchtmittel, was einen weiteren Vorzug der Leuchtdioden darstellt. Zu guter Letzt leben die LEDs auch länger und sind auf ihre Lebensdauer aufgerechnet günstiger.
Licht kann verschiedene Eigenschaften haben, die in direktem Zusammenhang mit dem Wachstum der Pflanzen stehen, die diesem Licht ausgesetzt sind. Es geht dabei um Lichtintensität und die Wellenlängen der Strahlung. Diese Zusammensetzung ist wichtig, denn sie bestimmt, welches und wie viel Licht die Pflanze bekommt, wobei jede Pflanze auch unterschiedliches Licht braucht.
PAR steht für photosynthetically active radiation, zu Deutsch photosynthetisch aktive Strahlung. Es bezeichnet also die Strahlung, die die Photosynthese der Pflanze in Gang bringt, also genau das, was das Wachstum vorantreibt. Die PAR wird in verschiedenen Werten angegeben. Wichtig ist bei all diesen Werten der Spektralbereich von 400 Nanometer (nm) bis 700 nm, was den Wellenlängenbereich des Lichts entspricht, das die Pflanze verarbeiten kann, pro Zeit (und Fläche).
Die PAR-Bestrahlungsstärke gibt beispielsweise die eingestrahlte Lichtenergie an, während der PAR-Photonen-Fluss die Anzahl der eingestrahlten Lichtteilchen, also Photonen, auf einen bestimmten Zeitraum misst. Die PAR-Photonen-Flussdichte (PPFD) bezieht auch noch die Fläche mit ein. Es wird dann beispielsweise gemessen, wie viele Photonen pro Minute auf einen Quadratmeter treffen. Die Einheit für die PPFD lautet µmol (Mikromol).
Beim Pflanzenwachstum wurden interessante Forschungen angestellt, besonders in Bezug auf ihre Lichtbedürfnisse. Ein gewisser Keith J. McCree entwickelte dazu eine Studie, aus der die McCree-Kurve hervorgegangen ist. Sie zeigt, auf welchen Wellenlängen die Photonenströme auf die Pflanze treffen müssen, um möglichst viel Photosynthese auszulösen. Dabei kann man sehen, dass bei Wellenlängen um die 500 nm ein Einfall der Aktivität stattfindet.
Das hat damit zu tun, dass in diesem Wellenlängenbereich das für uns grün wirkende Licht liegt. Dieses wird von den Blättern weitgehend reflektiert, weshalb sie für uns auch grün aussehen. Daraus wurde lang abgeleitet, dass nur für uns blaues und rotes Licht der Photosynthese und damit dem Wachstum der Pflanzen förderlich ist. Die sogenannte Grünlücke wurde schließlich bei der Beleuchtung berücksichtigt, als das mit den farblich abstimmbaren LEDs möglich wurde.
Inzwischen hat man allerdings herausgefunden, dass sehr wohl auch die „grünen“ Wellenlängenbereiche für das Wachstum nötig sind, da die Photosynthese in diesem Teil des Spektrums zwar schwächer wird, aber lange nicht zum Erliegen kommt. Abgesehen davon ist das violett wirkende Rot-Blau-Licht auch unpraktisch, da man nicht ordentlich erkennen kann, wie die Pflanzen aussehen. Sollten sie befallen sein, oder sich andere Probleme ergeben, sind diese nicht leicht auszumachen.
An dieser Stelle kommt der CRI ins Spiel. Der Color Rendering Index gibt an, wie die Farben eines Objekts unter einem bestimmten Licht wiedergegeben werden. Referenzlicht bildet dabei das einer Glühlampe, die mit 2700 Kelvin (K, womit die Farbtemperatur des Lichts gemessen wird) strahlt. Dieses Licht wird dann mit 100 Ra (Referenzindex allgemein) angenommen.
Je abweichender die Farbwiedergabe unter dem jeweiligen Licht ist, desto niedriger wird diese Zahl. Durchschnittliche Natriumdampflampen haben zum Beispiel teilweise einen Ra von unter 30. Für das Pflanzenwachstum und die Biomasseentwicklung selbst spielt der CRI-Wert eine untergeordnete Rolle. Hierfür entscheidend sind der Photonenfluss und das Spektrum.
Bei Pflanzenbeleuchtung hat man die Wahl zwischen unterschiedlichen Abstrahlwinkeln und Aufbauten. Je nachdem, welche Pflanze man kultivieren möchte und wie deren Wuchsverhalten ist, sollte man zu einem anderen Aufbau greifen. Hoher, schmaler Wuchs sollte anders beleuchtet werden, als breiter, tiefer Wuchs, sonst geht Energie verloren, da die Lichtstrahlen die Blätter nicht optimal treffen.
Deshalb ist es wichtig, einen individuellen Aufbau wählen zu können, der perfekt der jeweiligen Art angepasst ist. Lange, schmale Installationen sind dabei genauso möglich, wie blockartig zusammengeschlossene Leuchten. Der Abstrahlwinkel wird dabei oft durch Reflektoren oder Linsen (sogenannte Sekundäroptiken) geregelt, um die Lichtstrahlen so zu bündeln, dass der Lichtkegel die richtige Größe erlangt.
Gerade für große Gewächshäuser und industriellen Anbau kann es interessant sein, möglichst viele Abläufe zu automatisieren. Einer davon ist die Pflanzenbeleuchtung, die so gesteuert werden sollte, dass sie den Zyklus der Sonne imitiert. Sonnenauf- und -untergang sowie Nacht und Tag werden vollautomatisch durch eine Zeitschaltuhr gesteuert.
Ständiges Nachrüsten, Reparieren und Austauschen müssen verringert die Effizienz, ist zeitlich und damit finanziell aufwändig und schlichtweg lästig. Ein gutes Gewächshauslicht ist demnach jenes, das wenig Wartung bedarf und lange hält. Was das betrifft, kann definitiv zu LEDs geraten werden, denn sie halten wesentlich länger und sind generell unkomplizierter, als etwa Natriumdampflampen.
Wenn Du eines aus diesem Beitrag mitnehmen konntest, so ist es die Erkenntnis, dass viele Parameter zusammenspielen und auch dementsprechend aufeinander abgestimmt sein müssen. Dann geht auch alles Hand in Hand und man kann beim Pflanzenwachstum zufriedenstellende Ergebnisse erzielen. Wir hoffen, Dir mit diesem Beitrag bei der Wahl Deiner Gewächshausbeleuchtung behilflich gewesen zu sein.
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Es gibt im Bereich der Pflanzenlampen zwei Leuchtmittel, die sich als besonders beliebt erwiesen haben. Das ist zum einen die Natriumdampflampe, die sehr lange Zeit Marktführerin auf dem Gebiet war und nun langsam von einer weiteren Technologie abgelöst zu werden scheint: der LED-Lampe. Was es mit den beiden auf sich hat und wo ihre Stärken und Schwächen liegen, sehen wir uns in diesem Beitrag genauer an.
Um einen ersten Überblick zu verschaffen, haben wir die NDL und die LED-Lampe in den wichtigsten Gesichtspunkten gleich vorweg gegenübergestellt:
| NDL | LED | |
| Funktionsweise | Gasentladung | Halbleiterkristalle |
| Kosten | günstige Anschaffung, teurer Betrieb | teure Anschaffung, günstiger Betrieb |
| Ertrag | + | ++ |
| Stromverbrauch | hoch, viel Verschwendung | niedrig, effizientere Nutzung |
| Temperatur | hoch | niedrig |
| Spektrum | fast monochrom im gelblichen Bereich | an die Bedürfnisse anpassbar |
| Lebensdauer | - | + |
Die Natriumdampflampe enthält eine mit Gas gefüllte Röhre, durch welche Strom geleitet wird. Dadurch wird das Gas ionisiert und emittiert Licht. Deshalb wird sie auch Gasentladungslampe genannt. Sie braucht einige Minuten, um ihre volle Leistung zu entfalten, da mit steigender Temperatur auch die Menge an Natrium steigt, die in Gas verwandelt werden kann.
Bei der LED, was eine Abkürzung für light emitting diode ist, wird Gleichstrom in Halbleiterkristalle aus unterschiedlichen Materialien geleitet, wobei Photonen, also Lichtpartikel, freigesetzt werden. Je nachdem, aus welchem Material dieser Halbleiter gefertigt wird, ergeben sich unterschiedliche Wellenlängen und damit Lichtfarben.
Zugegeben: das Urteil, das die Kapitelüberschrift vorausschickt ist etwas voreilig getroffen. Sehen wir uns von Anfang an an, wie wir zu diesem Fazit kommen. Sieht man sich die Preise für Natriumdampflampen im Vergleich mit LED-Lampen an, erkennt man nämlich, dass zweitere einen deutlich höheren Anschaffungspreis haben.
Allerdings kommen zu diesen Kosten dann erstmal noch ein Vorschaltgerät hinzu, das benötigt wird, um die Lampe in Betrieb zu nehmen. Anschließend braucht man noch ein recht aufwändiges Kühlsystem, da die NDL viel Abwärme produziert. Auch der Einbau ist etwas teurer, da dazu in den meisten Fällen eine Fachkraft benötigt wird. Der Einbau von LED-Lampen ist häufig auch in Eigenregie realisierbar. Dazu kommen die Stromkosten, die höher sind, da die NDL nicht so effizient arbeitet, wie die LED-Lampe.
Bezieht man alle Faktoren mit ein – letzterer ist noch die längere Lebensdauer der LED-Lampe – kommt man unterm Strich mit einer LED billiger und hat nebenbei noch weniger Aufwand.
Bevor wir auf die Effizienz und den möglichen Ertrag der Lampen eingehen, sei vorausgeschickt, dass die Angaben der Lampen nicht so einfach miteinander vergleichbar sind. Die Quantität des Lichts, also wie intensiv das emittierte Licht der Lampe ist, wird bei NDL nämlich in Lumen bzw. Lux angegeben, bei LED-Pflanzenlampen im besten Fall in PPFD (Photonenflussdichte).
Die Qualität des Lichts, also welches Spektrum, welche Lichtfarbe es aufweist, wird einerseits in Kelvin, andererseits (im besten Fall) mithilfe der genauen Kurve der Spektralverteilung angegeben. Um sie besser vergleichen zu können, kann man sich mit einem Quotienten helfen. Nimmt man die Lux der Natriumdampflampe und teilt sie durch 82 erhält man in etwa die Photonenflussdichte, die eine LED-Lampe mit gleicher Leistung ausstrahlen würde.
Was Dich im Endeffekt wahrscheinlich am meisten interessiert, ist, mit welchem Aufbau Du den meisten Ertrag erzielen kannst. Zwar liefert eine NDL im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln sehr hohe Lumenwerte, bis zu 150 pro Watt eingebrachte Leistung, allerdings ist Lumen nicht unbedingt eine Einheit, die den Nutzen für das Pflanzenwachstum präzise wiedergeben kann. Das Licht liegt nämlich in einem Wellenlängenbereich, der der Pflanze nicht ausreicht; es fehlen viele Anteile, besonders im eher langwelligen Bereich.
Bei LEDs hingegen ist das Spektrum schon von vorn herein breiter. Tatsächlich werden Pflanzen unter LEDs auch Strahlung ausgesetzt, die außerhalb ihres „sichtbaren“ Spektrums liegen. Trotz dieser „unnötigen“ Strahlung ist die LED wesentlich effizienter als die Natriumdampflampe. Außerdem sind Spektrum, Leistung, Intensität, etc. variabel und können den Bedürfnissen der Pflanzen besser angepasst werden, sodass man sozusagen den verbrauchten Strom möglichst verlustfrei in Wachstum umwandeln kann. Um der NDL nicht Unrecht zu tun, sei allerdings doch angemerkt, dass sie besonders in der Blütephase sehr effektiv eingesetzt werden kann.
Eine Natriumdampflampe braucht mehr Strom und die gleiche Menge an für das Wachstum brauchbares Licht zu erzeugen. Daneben werden die eingebrachten Watt an Leistung auch in Wärme verwandelt, was einen unnötigen Stromverbrauch und Abwärme verursacht, was durch ein Abluft- und Kühlsystem kompensiert werden muss, was wiederum Strom benötigt.
Ein solches Kühlsystem brauchen LEDs zwar auch, es kann allerdings kleiner ausfallen und braucht damit auch weniger Strom. Zudem gibt es die Möglichkeit der passiven Kühlung, wobei man nochmal weniger zusätzlichen Strom verbraucht – bis zu zwei Drittel weniger, um genau zu sein, abhängig davon, welche Lampen man vergleicht. Das führt dazu, dass sich der höhere Anschaffungspreis problemlos im Betrieb amortisiert.
Abgesehen davon, dass Strom bei der hohen Temperaturentwicklung der Natriumdampflampen verloren geht, muss auch des Klimas im Raum oder Gewächshaus wegen extra gekühlt und gelüftet werden. Das ist zwar bei LEDs auch der Fall, allerdings in einem nicht so großen Ausmaß. Ähnliches gilt für den einzuhaltenden Abstand zwischen Pflanzen und Leuchtmittel. Weder Natriumdampflampen noch LEDs sollten zu nah an die Pflanze gehängt werden, bei NDLs aufgrund der Hitzeentwicklung, bei LEDs aufgrund der Lichtintensität.
LEDs müssen allerdings auch gekühlt werden, aber weniger der Pflanzen wegen, sondern um die Lebensdauer der Leuchtdioden zu verlängern. Sind sie nämlich zu lange der Wärme ausgesetzt, die sich bei ihrem Betrieb entwickelt, verkürzt sich ihre mögliche Betriebsdauer. Das kann aber ganz einfach durch Kühlrippen passieren, die durch ihre Bauweise den Abfluss der warmen Luft erleichtert.
Beim Spektrum geht es um die Lichtqualität. Für das menschliche Auge betrifft das die Farbe, die das Licht hat, technisch bedeuten die verschiedenen Spektren, dass das Licht unterschiedliche Wellenlängen aufweist. Licht, das uns bläulich erscheint, hat eine Wellenlänge von etwa 450 Nanometer (nm), rotes Licht ist wesentlich langwelliger, mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 nm.
Um die Pflanze effektiv zu stimulieren, sollte das Spektrum möglichst ausgewogen sein, was mit einer LED-Lampe einfach machbar ist. Sie kann man mithilfe von verschiedenen Halbleitermaterialien genau auf eine bestimmte Kombination von Wellenlängen bzw. Lichtfarben einstellen.
Eine NDL hingegen, besonders wenn es sich um eine Niederdruck-Dampflampe handelt, leuchtet fast ausschließlich bei einer Wellenlänge von 590 nm, was eine gelbliche Lichtfarbe erzeugt. Dieses Licht ist leider von der Pflanze weniger gut verarbeitbar, als breitere Spektren. Eine Hochdruck-Dampflampe funktioniert da schon besser, aber auch noch nicht ideal.
Auch bei der Lebensdauer hat die LED-Technologie die Nase vorn. Sie hält im Schnitt bis zu 3x so lange durch, wie die NDL, die in etwa 15.000 Stunden leuchten kann (wobei ihre Leistung kontinuierlich abnimmt), wohingegen die mittlere Lebensdauer hochwertiger Leuchtdioden mehr als 50.000 Stunden beträgt und sie im Vergleich zu NDL deutlich geringere Lichtverluste über die Lebensdauer hat. Dadurch werden, gemeinsam mit den geringeren Betriebskosten, die höheren Anschaffungskosten ausgeglichen.
Wir hoffen, bei der Auswahl zwischen den altbewährten Natriumdampflampen und der state-of-the-art LED-Technologie behilflich gewesen zu sein. Wie eingangs erwähnt, ist ein klarer Trend in Richtung Leuchtdioden zu erkennen, den wir aufgrund der in diesem Beitrag erwähnten Vorteile nur unterstützen können.
In Zusammenhang mit LED Pflanzenlampen stößt man immer wieder auf den Begriff „Vollspektrum“. Was es damit genau auf sich hat, wissen bei weitem nicht alle, die sich die sogenannten Vollspektrumlampen zulegen. Wir wollen Licht ins Dunkel bringen – nun ja, im wahrsten Sinne des Wortes – und Dir erklären, was du von dieser Art der Pflanzenlampen erwarten kannst.
Nicht überall, wo Vollspektrum draufsteht, kommt auch Vollspektrum raus. Nicht selten handelt es sich um einen Begriff, der gerne zu Werbezwecken verwendet wird, immerhin hört sich das besonders effektiv an. Doch im Gegenteil: man sollte eher ein wenig Vorsicht walten lassen, wenn man davon angelockt wird. Was steckt nun dahinter?
Beginnen wir am besten ganz von vorn. Bei dem, was wir als Licht bezeichnen, handelt es sich um elektromagnetische Strahlung. Der sichtbare Wellenlängenbereich bewegt sich zwischen 380 und 750 Nanometer (nm). Jenseits dessen bewegen sich zunächst Ultraviolett und Infrarot, aber auch Röntgen- und Gammastrahlung auf der einen und Mikrowellen und Rundfunk auf der anderen Seite gehören dazu.
Dieses für uns sichtbare Spektrum bewegt sich also mit einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm fort. Sehr kurzwelliges Licht erscheint für unsere Farbrezeptoren blau, während langwelliges Licht rot erscheint. Dazwischen erstreckt sich das komplette uns bekannte Farbspektrum. Nun kann man Vollspektrum diesbezüglich auf zwei verschiedene Arten definieren.
Entweder man bezeichnet damit die Strahlung, die die Sonne überhaupt abgibt, wobei auch Ultraviolett und Infrarot miteinbezogen werden, oder man bezeichnet damit die Bandbreite an Licht, das wir mit den Augen wahrnehmen können, was die enthaltene Spannbreite einschränken würde. In Bezug auf die Beleuchtung von Pflanzen zur Wachstumsförderung ist wahrscheinlich zweiteres gemeint, da sich das ziemlich genau mit dem Spektrum deckt, das die Pflanze für die Photosynthese benötigt.
Das führt uns zur Bedeutung dieser Strahlung für die Pflanzen. Damit Pflanzen die Nährstoffe aus dem Boden und das CO2 aus der Luft zu Kohlehydraten verarbeiten – mit anderen Worten wachsen – können, brauchen sie Licht. Dieses bringt die Photosynthese in Gang, die schließlich den Stoffwechsel antreibt. Sie heißt daher auch fotosynthetisch, aktive Strahlung, abgekürzt PAR (engl. photosynthetically active radiation).
Das sogenannte Chlorophyll ist dazu da, die Strahlung aufzunehmen. Interessant ist nun, dass diese Zellen Licht gewisser Wellenlängen besser aufnehmen als von anderen. Licht mit einer Wellenlänge von um die 550 nm nehmen die Zellen fast gar nicht auf, sondern reflektieren es zu einem Großteil. Das ist Strahlung, die in unserer Wahrnehmung grün wirkt. Deshalb wird oft von einer Grün-Lücke bei der Beleuchtung von Pflanzen gesprochen und daher sehen die Pflanzen für das menschliche Auge auch grün aus.
Besonders aktiv ist die Photosynthese hingegen bei Strahlung in den Wellenlängenbereichen um die 450 nm und 650 nm. Das ist Licht, das für den Menschen blau bzw. rot aussieht. Nichts wäre da naheliegender, als die Pflanze auch nur diesen beiden Lichtstrahlungen auszusetzen. Das wäre also dann das Gegenteil des Vollspektrums, da man eben nur die beiden Aktivitätsspitzen der Photosynthese zu stimulieren bzw. auszunutzen versucht.
Bleibt eine letzte Frage zu beantworten. Worauf sollst Du nun setzen? Auf Licht, das weiß aussieht, weil sich das breite Spektrum an verschiedensten Wellenlängen darin befindet? Oder lieber auf eine Mischung aus blauem und rotem Licht? Die Antwort lautet: auf beides.
Um die Kurve, die die Empfindlichkeit der Pflanze auf gewisse Wellenlängen beschreibt, genau zu treffen, braucht man große Anteile an blauem und vor allem rotem Licht, doch auch das Spektrum dazwischen darf nicht ausgelassen werden, denn auch dort kommt die fotosynthetische Aktivität nicht zum Erliegen. Sinnvoll ist also Licht, das zwar für unsere Wahrnehmung weiß wirkt, aber eher dem warmen Farbspektrum zugeneigt ist. Das schaffen warmweiße Lampen am besten.
Auf Nummer sicher kann man nur gehen, wenn man das Lichtspektrum der Lampe ausmessen kann bzw. entsprechende Informationen zur Verfügung stehen. Vergleicht man diese Daten schließlich mit dem Bedarf an Lichtstrahlung der Pflanze für die Photosynthese, bekommt man ein genaueres Bild davon, ob die Lampe auch leisten kann, was man sich von ihr erwartet.
Wobei allerdings miteinbezogen werden muss, dass Pflanzen während des Wachstums unterschiedliche Phasen durchlaufen, während derer sie unterschiedlichen Lichtverhältnissen ausgesetzt werden sollten. Jungen Pflanzen sind kurze Wellen lieber, während Du in der Blütezeit bereits langwelligeres Licht einstellen kannst.
Du hast bestimmt schon mal beobachtet, dass sich das Licht den Tag über verändert. Gerade zu Sonnenauf- und -untergang zeigt sich das, wenn das Licht erst orange-rot und schließlich nochmal blau-grau wird kurz bevor es komplett dunkel ist. Diesem Umstand hat sich der Wachstumszyklus der Pflanzen angepasst. Sie werden quasi in einen Zustand der Regeneration versetzt und können so stabiler wachsen.
Diesen Vorgang kann man mit sogenanntem Far Red, mit tiefrotem Licht, simulieren. Indem man das Spektrum also um noch langwelligere Strahlung zu bestimmten Zeiten erweitert, kann man das Wachstum besser gestalten. Am besten kombiniert man das mit einer Zeitschaltuhr und stellt kurz vor dem kompletten Ausschalten der Beleuchtung noch einige Minuten das tiefrote Licht für die Pflanzen zur Verfügung. Im Prinzip simuliert man dadurch nur noch präziser die Sonneneinstrahlung.
Was Du aus der Geschichte mitnehmen kannst, ist, dass die Bezeichnung „Vollspektrum“ nicht unbedingt verlässlich ist. Das Problem ist, dass der Begriff nicht geschützt ist. Jeder Hersteller kann seine LED Pflanzenlampe so nennen, ohne nachweisen zu müssen, dass das ausgesandte Licht der Lampe tatsächlich auf allen Wellenlängen strahlt.
Außerdem haben wir ja festgestellt, dass das perfekte Licht fürs Pflanzenwachstum auch durchaus auf manchen Wellenlängen stärker ausgeprägt sein sollte. Wie so oft liegt der beste Lösungsweg in der goldenen Mitte. Mit einem Überschuss an rotem und blauem Licht und die grün-gelben Strahlen nicht vergessend, bekommst du den idealen Mix für deine LED-Wachstumslampe.
Die DIY-Kultur scheint einen besonderen Reiz auszuüben. Fast alles kann heutzutage selbst zusammengebaut werden. Die augenscheinlichsten und wichtigsten Vorteile sind Flexibilität und Individualität und die Kostenersparnis. Auch vor der LED Pflanzenlampe Marke Eigenbau schreckt man zurecht nicht zurück und macht sich ans Bestellen von LEDs und Zubehör.
Dass das jedoch nicht nur die eben genannten Vorteile, sondern zudem einige Risiken birgt, erfährst Du hier. Allerdings wollen wir Dir das Unterfangen auch nicht zur Gänze ausreden, denn wenn man es richtig angeht, schöpft man durchaus auch einen Mehrwert aus der individuell zusammengebauten LED Pflanzenbeleuchtung. Deshalb geben wir Dir Tipps und einen ersten Überblick über die Materie.
Wir wollen natürlich hier niemandem das Knowhow absprechen. Man muss auch nicht unbedingt Elektrotechnik gelernt haben, um einen Lampenaufbau selbst hinzubekommen, aber man sollte die eigenen Kenntnisse eben nicht überschätzen. Immerhin wird bei diesen Dingen mit Strom gearbeitet und das kann unter Umständen gefährlich werden.
Neben der Gefahr um Leib und Leben besteht ein gewisses Risiko für die Qualität des Ergebnisses. Da man ja durch die Wahl der Marke Eigenbau zumindest in zweiter oder dritter Linie Kosten einsparen möchte, wäre es ärgerlich, wenn das schlussendlich nicht klappt, oder der Plan gravierend zu Ungunsten der Qualität geht.
Mit einem kleinen bisschen Hinterfragen der eigenen Fähigkeiten wird aber wahrscheinlich schnell klar, ob man sich zutrauen kann eine eigene Pflanzenlampe zusammenzustellen oder nicht. An den elektrischen Anschluss dürfen sich beispielsweise nur Elektronikfachkundige machen. Anderweitig besteht Lebensgefahr!
Entscheidest Du Dich dafür, wüschen wir auf jeden Fall viel Spaß dabei und geben Dir noch den ein oder anderen Tipp mit auf den Weg.
Kostenersparnis hin oder her, übertreiben sollte man es damit auch nicht. LEDs sind zwar durchaus teuer, wenn man an dieser Stelle spart, ist es mit der Erleuchtung allerdings unter Umständen schnell wieder vorbei. Minderwertige Leuchtdioden können entweder bereits beim Kauf bzw. bei der Lieferung kaputt sein, oder frühzeitig Lichtleistung verlieren und schnell kaputt gehen. Eine verkürzte Lebensdauer ist nur ärgerlich und spart im Endeffekt ohnehin kein Geld ein.
Neben der Qualität sollte man auch auf die Eigenschaften der Lampen achten. Man sollte sich mit den Farbspektren auskennen und wissen, welche man für die Pflanzen nun braucht. Wir empfehlen Lampen, die auf möglichst allen Wellenlängen Photonen ausstrahlt. Da Du das bekannte PAR-Spektrum gut abdecken kannst, werden diese Vollspektrumlampen allen Anforderungen gerecht.
Man kann sich auch für andere Lichtquellen als die kleinen, einzelnen LEDs entscheiden. Sollen es doch eher LED-Leuchtstreifen sein, oder vielleicht COB (Chip-on-board) LED-Chips. Das ist wiederum ein Vorteil der DIY-Pflanzenlampe: das gesamte Arsenal an Leuchtmitteln steht Dir zur Verfügung. Egal, wofür Du Dich im Endeffekt entscheidest, überprüfe immer die Qualität der Produkte und gib‘, wenn’s sein muss, auch den ein oder anderen Euro mehr aus.
Mit dem nötigen Wissen und geduldiger Tüftelei oder einfach mit den richtigen Bauteilen bekommt man auch Dimmfunktionen, die Simulation von Sonnenauf- und -untergang, oder die stufenlose Variation des Spektrums hin. Eben Genanntes spielt bereits in der Profiliga und ist für zufriedenstellendes Pflanzenwachstum oft gar nicht mal zwingend nötig.
Wer sich erst an die Materie herantastet, allerdings auch nicht wirklich an einem vorgekauten Modell von der Stange interessiert ist, dem sei ein LED-Bausatz empfohlen. Dabei erhält man alle nötigen Einzelteile im Paket, braucht sich nicht allzu viele Gedanken darüber machen, ob man nun auch alles Zubehör in der richtigen Menge eingekauft hat und kann direkt loslegen.
Der wesentliche Unterschied zu einer fix und fertig zusammengestellten Pflanzenlampe besteht vor allem darin, dass man anschließend die Einzelteile beliebig variieren kann. Dort eine andere Lampe, da eine andere Aufhängung – man bleibt völlig flexibel, während man sich nicht vollständig auf sich selbst verlassen muss. Das ist ideal für den Einstieg und zur Aneignung weiteren Knowhows.
Besonders sobald es daran geht, die Gerätezuleitung anzuschließen, muss man akribisch genau darauf achten, dass man auch nichts verkehrt macht bzw. bis dahin verkehrt gemacht hat. Spätestens dann fließt nämlich Strom und das kann gefährlich werden. Lebensgefahr besteht für Menschen bereits ab einer Spannung von 50V. Aus einer Steckdose fließt der Strom mit einer Spannung von 230V.
Vorausgesetzt man verfügt über die notwendigen Kenntnisse und kann gezielt alle Einzelteile, die gebraucht werden einkaufen und fehlerfrei einbauen, um keinen Materialverschleiß zu haben, lohnt sich der Selbstaufbau finanziell überhaupt im Vergleich zur erreichbaren Qualität?
Nun ja, wie bereits anklingt, kommt es dabei vor allem auf Dich an. Hast Du bereits das nötige Werkzeug, hast du vielleicht sogar einige der Teile bereits zur Verfügung, wie Kabel, Schrauben oder Halterungen, da Du sie auch für andere Projekte benötigst? Wenn nicht, muss auch bedacht werden, dass sich das alles zum Kaufpreis addiert, was unterm Strich ziemlich ins Geld gehen kann.
Außerdem musst Du unter Umständen zu festgelegten Packungsgrößen greifen und brauchst den ganzen Inhalt am Ende gar nicht. Das sind Ausgaben, die sich nicht lohnen und die man vielleicht lieber in weniger komplexe Lösungen gesteckt hätte.
Auch die Qualität, die Du schlussendlich mit deinem Setup erreichen kannst, kommt ganz darauf an, wie sehr Du in der Elektro- und Lichttechnik bewandt bist. Denke daran, dass bei fertigen Pflanzenlampen absolute Profis am Werk sind und Du Dir auch dementsprechend einiges an Qualität erwarten kannst.
Die Entscheidung wird Dir niemand abnehmen können, aber wie dem auch sei: wir wünschen Dir viel Vergnügen mit Deiner Pflanzenlampe – ob nun selbst gebaut, als LED-Bausatz oder als Gesamtpaket erworben. Hauptsache, Deine Sprösslinge müssen nicht im Dunklen stehen.
Eine Pflanze braucht gar nicht viel, um zu wachsen. Ein paar Nährstoffe und gute Erde, Wasser und Licht. Doch an letzterem fehlt es oft, besonders, wenn man die Pflanzen über den Winter bringen will, oder ein Keimling schon im zu Ende gehenden Winter treiben soll. Dafür gibt es nun eine technische Lösung: LED Pflanzenlampen. Wie Du zu so einer kommst und wie Du keinen Fehlgriff beim Kauf einer LED Pflanzenlampe landest, erfährst Du in folgendem umfassenden Kaufratgeber.
Früher wurden für diverse Arten von Beleuchtung oft Gasdrucklampen oder Leuchtstoffröhren verwendet. Die sogenannten Natriumdampflampen (NDL) oder Metallhalogenlampen (MHL) wurden besonders im Bereich der Pflanzenbeleuchtung oft eingesetzt. Nur hatte man dort das Problem, dass diese Leuchtmittel viel Strom fressen und sehr warm werden. Sie waren also ziemlich das Gegenteil von effizient.
Außerdem konnte man mit den alten Lösungen das spezielle Lichtspektrum nicht abdecken, dass Pflanzen zum Wachstum benötigen. Bei LEDs sieht das anders aus, denn durch die farbigen LEDs kann man unterschiedliche Wellenlängen abdecken und so die Photosynthese der Pflanzen besser steuern. Ein Zitat aus einem der Patente der Biological Illumination, LLC gibt uns in dem Punkt Recht:
aus dem US-Patent über
„Illumination and grow light system and associated methods”
von Maxik et al., S. 18
“[The] narrow spectral bandwidth characteristic of colored LEDs allows selection of the peak wavelength emission that most closely matches the absorption peak of a selected plant pigment. […] an optimal mix of wavelengths [helps] to enhance plant growth, as well as low power consumption and long operation lifetime when compared to the existing grow light technologies.”
Worauf diese Passage noch anspricht ist die energietechnische Effizienz der LEDs. Sie wandeln den zugeführten Strom zu einem höheren Grad in Licht um, ohne zu viel Wärme zu produzieren, wie das bei den üblichen Lösungen der Fall war. LEDs haben also einen höheren Wirkungsgrad und eine längere Lebensdauer.
Kennst Du das, wenn ein Produkt mit einer bestimmten Kennzahl wirbt und im Endeffekt ist diese gar nicht so wichtig für die Kaufentscheidung? Die Pflanzenlampe leuchtet im Vollspektrum? Klingt toll, aber was bedeutet das überhaupt? Damit Du genau weißt, welche Größen entscheidend sind, um die richtige Pflanzenlampe zu finden, erklären wir diese nun im Detail.
Diese Frage stellt sich sowohl bei den alten Modellen, also Natriumdampflampen und Co. als auch zum Teil bei LEDs. Manche der Leuchten haben nämlich Schraubgewinde mit denen sie in den Lampensockel eingeschraubt werden. Die Größe E27 stellt sowas wie eine Standardgröße dar. Auch die meisten Lampen für den Haushalt, also übliche Lampensockel haben diese Abmessungen.
Daneben sind auch die kleineren E14 beliebte Modelle, die allerdings beim Beleuchten von Pflanzen für gewöhnlich nicht zum Einsatz kommen. Bei den LEDs hat man dagegen noch anderen Möglichkeiten, denn die kleinen Leuchtdioden können in den verschiedensten Fassungen angeordnet und verbaut werden. Für welche man sich am Ende entscheidet, hat eigentlich hauptsächlich damit zu tun, welche mit dem restlichen Setup kompatibel sind.
Es gibt beispielsweise LED-Leuchten, die von der Form her in etwa wie die herkömmlichen Glühlampen aussehen, also mit einem E27er Gewinde und rund, dafür unten abgeflacht. Dann gibt es Paneele, in denen die Dioden fix verbaut sind, oder Du entscheidest dich für sogenannte LED-Chips. Das sind ultraflache Chips auf denen (im besten Fall) High-Power-LEDs angebracht sind. Von der Effizienz her sind die LED-Chips empfehlenswert. Die Leuchten mit Gewinde haben eigentlich ausgedient.
Sofern sie angegeben werden, sind die aussagekräftigsten Werte bzgl. der Effizienz einer Pflanzenleuchte die PAR- oder PPFD-Werte. Dazu liefert eine Publikation von Thomas Reichelt und Drees Oellerich eine interessante Erklärung:
aus der Publikation
„Pflanzen sehen anders“
von Reichelt/Oellerich, S. 55
„[McCree legte] die Anzahl der Fotonen (Lichtteilchen) im Wellenlängenbereich 400 nm bis 700 nm als Maß für die Fotosyntheseeffizienz fest. Grund hierfür war das Ergebnis einer Studie, die zeigte, dass es eine Beziehung zwischen der Fotonenanzahl und Fotosynthese gibt. Die hierfür verwendete Einheit für die Anzahl der je Zeiteinheit abgestrahlten Lichtenergie oder auch fotosynthetische aktive Strahlung (engl. Photosynthecially Active Radiaton – PAR) lautet ‚µmol/sec‘ und wird auch Fotosynthetischer Fotonenfluss (PPF) bezeichnet. Der wirksame Anteil des Fotonenstroms auf eine Fläche lautet entsprechend Fotonenstromflussdichte, bzw. PPFD mit Einheit µmol/m2*sec.”
Die PPFD gibt also an, wie viele Photosynthese auslösende Teilchen auf die Pflanze treffen. Das entspricht exakt dem Wert, den Du benötigst, um herauszufinden, wie effektiv die Lichtstrahlen der Lampe für das Wachstum deiner Pflanzen sind.
Lumen ist die Einheit, mit der man den Lichtstrom misst. Beim Lichtstrom handelt es sich um die Strahlung an sichtbarem Licht und deshalb ist auch diesem Wert für Deine Zwecke nicht zu 100% zu trauen. Wie wir auch aus dem Titel der eben zitierten Publikation wissen, sehen Pflanzen anders. Für sie gestaltet sich sichtbares Licht ganz anders, als für das menschliche Auge.
Während wir Wellenlängen um die 550 nm am intensivsten wahrnehmen, kommt Pflanzen diese Art von Licht, nun ja, eher dunkel vor. Sie reflektieren diese Wellenlängen, statt sie aufzunehmen. Mit Lux gibt man die Beleuchtungsstärke an, die allerdings vom Lichtstrahl abhängt. Lux sind also auch keine wirklich aussagekräftige Größe.
Gänzlich abzuschreiben sind die beiden Werte allerdings auch nicht. Laut Reichelt/Oellerich lassen sich Umrechnungsfaktoren ermitteln mithilfe derer Lux auf µmol/sec*m2 umgerechnet werden können. Sie weisen allerdings auch darauf hin, dass die Berechnung der Umrechenfaktoren sehr heikel ist und sie mitunter stark schwanken. Im Zweifelsfall und wenn möglich, hält man sich also lieber an die PPFD-Werte.
Wie viele Volt die Lampe genau hat, sagt über die Ausbeute an Licht nicht viel aus. Die Voltangaben sind „nur“ dafür wichtig, dass Du die Leuchten und die Lampe richtig kombinierst. LED-Treiber zum Beispiel geben verschiedene Anzahlen an Volt aus und demnach müssen sich auch die angeschlossenen Leuchten richten.
Ist die Stromstärke (die mit Ampere angegeben wird) entsprechend hoch, um genügend Lichtstrom zu produzieren, reichen auch geringe Spannungen, jedoch sollte man beachten, dass bei höheren Stromstärken die Kabel, die zu den LEDs führen, dicker sein sollten. Selbst wenn „nur“ mit 12V Spannung operiert wird, kommt am Ende genügend Licht heraus, wenn entsprechend mehr Elektronen fließen. Das Produkt aus Ampere und Volt ist die Leistung und wesentlich aussagekräftiger für die Effizienz eines Leuchtmittels.
Neben der PPFD ist auch die Wattanzahl bedeutend. Sie zeigt Dir an, wie viel Leistung die Lampe abzugeben imstande ist. Allerdings ist hierbei insbesondere Vorsicht geboten, wenn es darum geht, LEDs mit anderen Leuchtmitteln zu vergleichen. Wie bereits angeschnitten, ist die Leuchtdiode wesentlich besser, wenn es darum geht, Strom in Licht umzuwandeln. Fließen auch 200 Watt durch die Birne, heißt das nicht, dass auch dieselbe Menge an Photonen herauskommt.
Der Abstrahlwinkel gibt Auskunft darüber, wie weit das Licht von seiner Quelle aus gestreut wird. Will man eine breite Fläche und die darauf wachsenden Pflanzen großflächig bestrahlen, wird man eher zu weitwinkeligen Optiken oder Reflektoren greifen. Die Lampe kann und sollte man dann auch dementsprechend tief hängen, denn je weiter das Licht gestreut wird, desto weniger kommt pro Quadratzentimeter an.
Das bedeutet, dass man hohe Pflanzen mit einem gebündelten Lichtstrahl belichten sollte. Die Lampe wird dabei höher über der Pflanze positioniert. Will man aber trotzdem eine breite Fläche beleuchten, da man mehrere von diesen hohen Pflanzen angebaut hat, braucht man eben mehrere Paneele. Beim Abstand, den man mit der Lampe zu den Pflanzen halten sollte, zeigt sich übrigens ein weiterer Vorteil der LEDs:
aus dem US-Patent über
„Illumination and grow light system and associated methods”
von Maxik et al., S. 18
„[B]ecause LED lighting is much cooler than conventional plant lighting sources, an LED-based plant light may be placed much closer to a plant than a conventional plant light, with a resulting increase in light intensity falling on the leaves of a plant.”
Dadurch ist eine direktere, präzisere und breitere Einstrahlung möglich und es geht weniger Licht als Streulicht verloren. Hängt man die Lampe doch höher und bündelt das Licht, entsteht im Gegenzug sozusagen ein enger Tunnel, in dem die Pflanze nach oben wachsen kann.
Du wirst dich jetzt vielleicht fragen, wofür man denn eine Kühlung braucht, wenn LEDs doch nicht so warm werden, wie herkömmliche Lampen. Nun ja, das tun sie auch nicht, ein bisschen warm werden sie allerdings doch. Eine Kühlung sorgt lediglich dafür, dass sich entstehende Wärme nicht stauen kann.
Das kann auf zwei Arten passieren. Es gibt einerseits die aktive Kühlung, die durch den zusätzlichen Betrieb eines Ventilators die Luft zirkulieren lässt und so die Abwärme beiseiteschafft. Der zusätzliche Betrieb kann sich aber in höherem Stromverbrauch und Lärm äußern. Außerdem ist die aktive Lüftung fehleranfälliger. Wenn sie ausfällt, was wahrscheinlicher ist, als bei der passiven Kühlung, riskierst Du, dass die LED-Leuchten schnell überhitzen kaputt gehen.
Oder aber Du entscheidest Dich für eine passive Kühlung, die durch sogenannte Kühlrippen die warm gewordene Luft einfach abfließen lässt, ohne auch nur irgendetwas zusätzlich anzutreiben. Sie ist, wie bereits erwähnt, nicht fehleranfällig, verbraucht nicht unnötigerweise Strom und verursacht keinen zusätzlichen Lärm.
aus der Publikation
„Pflanzen sehen anders“
von Reichelt/Oellerich, S. 54
„Die Teilbereiche beeinflussen Pflanzen in unterschiedlichster Art und Weise. So ist z.B. dunkelrot für Stängelstreckung, bzw. Blau verstärkt für die Fotosynthese verantwortlich.“
Es hat sich wacker die Theorie durchgesetzt, dass Pflanzen besonders gut wachsen, wenn sie Lichtstrahlung ausgesetzt werden, die wir als blau und rot wahrnehmen. Das grüne Licht würde vollständig reflektiert, weshalb die Pflanzen auch grün erscheinen und es trägt somit nicht zur Photosynthese bei. So stimmt das allerdings nicht ganz und als man herausfand, dass noch weitere Prozesse in einer Pflanze stattfinden, die ein breites Spektrum erfordern, hat sich die Aufmerksamkeit mehr und mehr den sogenannten Vollspektrum-Lampen zugewandt.
Es handelt sich zwar dabei auch nicht ganz um eine Leuchte, die tatsächlich das komplette Spektrum an Lichtstrahlung abdeckt, aber zumindest strahlt sie in mehr als nur 2 wesentlichen Wellenlängen. Das zusätzliche weiße Licht bewirkt in der Pflanze ein stabileres Wurzelwachstum, was wiederum dazu führt, dass die Pflanze Nährstoffe besser aus dem Boden aufnehmen kann.
Unterschiedliche Pflanzen haben unterschiedliche Bedürfnisse. Manche wachsen unter den einen Umständen besser, manche unter anderen. Das ist die besondere und spannende Herausforderung beim Einsatz einer Pflanzenlampe. Während zweifelsohne alle Pflanzen unter LED-Bestrahlung besser wachsen, als unter der fast non-existenten Wintersonne, vertragen manche die künstliche Variante besser und die anderen Pflanzen stellt man am besten nach draußen, sobald genügend natürliche Sonneneinstrahlung da ist.
Bei zwei Gruppen von Pflanzen eignet sich der Einsatz einer Pflanzenlampe besonders gut. Zum einen betrifft das Pflanzen, die sonnige Gefilde gewohnt sind und auch im Winter viel Sonne benötigen würden. Diese kann man dann im Innenraum überwintern.
Die zweite Gruppe von Pflanzen beinhaltet jene, die früh ausgesät werden wollen, wie etwa Paprika, Chili, Auberginen oder Tomaten. Sie keimen in der Aussaatstation frühzeitig vor, damit man sie dann rechtzeitig in das Beet draußen setzen kann.
Aus Experimenten wurde außerdem klar, dass ein und dieselbe Pflanze unterschiedliche Bestrahlung nötig haben kann, je nachdem, in welcher Wachstumsphase sie sich befindet. Um das zu steuern, ist die Farbtemperatur des Lichtes hilfreich. Manche Lampen haben einen Kelvinwert angegeben, der aussagt, ob das Licht eher lang- oder kurzwellig ist.
Währen der Keim- und Wuchsphase ist ein eher bläulicheres Spektrum gefragt. Das bewegt sich in etwa bei 6500K. Je ausgewachsener die Pflanze, desto länger die Wellen. Zwischen 2700K und 3000K sind genau richtig für Pflanzen, die bereits in der Blüte stehen. Eine besondere Ausnahme sozusagen bildet das 3500K Spektrum, das alle Vorzüge vereint und in allen Wachstumsphasen einsetzbar ist.
Strom ist wertvoll, teuer und aufwendig in der Herstellung und derselbe ist nicht selten alles andere als nachhaltig. So zumindest sieht man das regelmäßig auf der Stromrechnung und auch Maßnahmen zum Stromsparen und das Wechseln zu Ökostromanbietern und Photovoltaikanlagen sind auf dem aufsteigenden Ast.
Der Punkt ist: Wenn man sich schon so sehr Gedanken machen sollte, wie man im Haushalt Strom sparen kann, ist es dann wirklich klug, sich einen zusätzlichen Stromfresser ins Haus zu holen, der etwa 8 Stunden pro Tag läuft? Wir haben nachgerechnet und können tatsächlich Entwarnung geben.
Je nach Wattanzahl der Pflanzenlampe(n), Betriebsstunden pro Tag und der Strompreis pro Wh (kWh geteilt durch 1000), ergeben sich die Betriebskosten der Pflanzenlampe pro Tag. Nehmen wir an, Du willst eine Lampe mit 100W 8 Stunden lang täglich betreiben und bezahlst für die Kilowattstunde etwa 30 Cent. In schlaue Formeln gepackt sieht das Ganze wie folgt aus:
Du bezahlst also dann für den Betrieb der Lampe rund 24 Cent täglich. Rein finanziell dürfe also ein geringes Problem darstellen. Bezieht man die Umweltfreundlichkeit des zusätzlich verbrauchten Stroms mit ein, hilft es, den Verbrauch in Relation zu setzen. Ein Einpersonenhaushalt verbraucht im Schnitt gut 2500 kWh pro Jahr. Auf den Tag und die Wh umgerechnet sind das fast 7.000 Wh. Eine 100W Pflanzenlampe erhöht diesen Betrag also um gut 11% auf 7800 Wh.
Das klingt für die einen vielleicht nicht wild, die anderen würden es doch gerne wo anders einsparen. Wie dem auch sei: Dank der LEDs kann der Stromverbrauch relativ niedrig gehalten werden und man braucht kein allzu schlechtes zu Gewissen haben, denn vor allem gegenüber der Glühleuchte oder der NDL sind LEDs im Stromverbrauch wesentlich sparsamer. Der ökologische Fußabdruck wächst auch ohne Pflanzenlampen.
An und für sich ist es gar nicht so kompliziert, sich eine funktionstüchtige Pflanzenlampe mit dem nötigen Zubehör selbst zusammenzubauen. Du brauchst dafür lediglich die Aluminium-Kühlkörper, LEDs in den passenden Farbspektren, Kabel, doppelseitiges, wärmeleitendes Klebeband, Lötwerkzeug, einen LED-Treiber, Halterungen und Werkzeug.
Das Allerwichtigste ist allerdings das Knowhow. Wenn Du dich nicht zumindest ein bisschen mit Reihenschaltung und Stromanschlüssen auskennst, besteht Lebensgefahr. Aus der Steckdose kommt eine Spannung von 260V. Der LED-Treiber gibt in etwa 36V aus. Wechselspannung über 50V und Gleichspannung über 120V sind lebensgefährlich. Es ist also dabei höchste Vorsicht geboten und gegebenenfalls eine Fachkraft zurate zu ziehen. Wenn Du nicht zufällig selbst vom Elektrofach bist, raten wir Dir ausdrücklich davon ab, deine Pflanzenlampe ausschließlich im Alleingang aufzubauen.
Wenn man zwar Platz für das Ansetzen von Pflanzen hat, an diesen Platz allerdings kein Licht gelangen kann, kann künstliches LED-Pflanzenlicht Abhilfe schaffen. Sie „ersetzen“ nicht nur zumindest teilweise das Sonnenlicht, wenn es zu spärlich vorhanden ist, sie können auch individuell auf die Bedürfnisse der Pflanze eingestellt werden. Wie das geht, was es dazu braucht und einiges mehr, erfährst Du hier.
Es ist schon erstaunlich, was die Erde so alles drauf hat. Die komplexesten Ökosysteme sind in jedem Moment in Gedeih und Verderb begriffen und präzise aufeinander abgestimmt. Die Flora ist ein Teil davon und zusammen mit dem sie umgebenden Kohlenstoffdioxid in der Luft, Wasser und Licht wächst sie und erzeugt nebenbei Glucose und Sauerstoff, die sich in den Kreislauf einfügen.
Eine dieser Komponenten hat unsere Aufmerksamkeit geweckt und nun wird auch klar, worauf wir hinauswollen: Licht. Diese Art der elektromagnetischen Strahlung ist dafür verantwortlich, dass die Photosynthese in Gang gebracht wird, wobei der lichtabsorbierende Farbstoff Chlorophyll die Lichtenergie in chemische umwandelt. Mit dieser Energie können dann aus den anorganischen Stoffen (CO2 und H2O) organische Verbindungen (wie Kohlenhydrate und Glucose) hergestellt werden. Hier kommt die Pflanzenbeleuchtung ins Spiel.
Denn der Mensch hat sich gedacht, er möchte auch dort wertvolle Pflanzen ziehen, wo einer dieser Komponenten nur spärlich vorhanden ist: nämlich das Licht. Da kommt es uns nur gelegen, dass es die Menschheit schon lange geschafft hat, künstliches Licht herzustellen, so es auch die Sonne nicht ersetzen wird können.
Aber immerhin können wir heute mithilfe unterschiedlicher Leuchtmittel diverse Pflanzen auch im Innenraum zum Wachsen bringen. Wie das genau funktioniert und welches Licht Pflanzen zum Wachsen brauchen, liest Du hier.
Licht ist ein stark unterschätztes Gut. Die Auswirkungen und Variabilität dieser Art der elektromagnetischen Strahlung sind zwar gut erforscht, aber bei weitem nicht jedem klar. Bereits die kleinste Abweichung, die für das menschliche Auge nicht mal wahrnehmbar ist, hat zum Teil erstaunliche Effekte, nicht zuletzt auch beim Pflanzenwachstum.
Die verschiedenen Arten der elektromagnetischen Strahlung unterscheiden sich vor allem durch ihre Wellenlänge. Besonders kurzwellige Strahlung, wie etwa Gamma-, Röntgen und UV-Strahlung wird mit einer Länge von unter 380 Nanometer (nm) verbreitet, wohingegen die Wellenlänge von langwelliger Strahlung über 780 nm beträgt (bspw. Infrarotstrahlung und ab 1000 nm Mikro- und Radiowellen). Dazwischen befindet sich das Spektrum, das vom Menschen als sichtbares Licht wahrgenommen wird.
Diese Strahlung trifft auf photosensitive Punkte – beim Menschen zum Beispiel die Photorezeptoren auf der Netzhaut des Auges, bei Pflanzen auf die Photopigmente – und wird in Signale umgewandelt, die diesen oder jenen Effekt haben. Uns erscheint etwas hell, bzw. wir können es sehen und je nachdem, welche Wellenlängen genau auf uns zu kommen, sehen wir die dementsprechenden Farben.
Die photosensitiven Punkte bei Pflanzen heißen Photopigmente, weil sie mit einem Farbstoff ausgestattet sind. Einer dieser Farbstoffe, das Chlorophyll ist eben dafür verantwortlich, dass der Stoffwechsel eingeleitet wird. Und wie auch bei unseren Photorezeptoren, reagieren diese Farbpigmente unterschiedlich auf unterschiedliche Wellenlängen.
Für das Pflanzenwachstum gilt als Faustregel, dass ein möglichst breites „Farb“-Spektrum abgedeckt werden sollte. Von ca. 400 nm bis 700 nm ist man in der Regel gut bedient. Das ist nämlich der Bereich der sogenannten PAR (englische Abkürzung für Photosynthetically Active Radiation).
Interessant ist zudem, dass Pflanzen verstärkt auf blaues und rotes Licht zu reagieren scheinen. Forschungen und Messungen haben tatsächlich ergeben, dass Pflanzen am meisten Strahlung absorbieren und nutzen können, wenn sie sich bei etwas über 450 nm oder etwas unter 700 nm bewegt.
Zwischen 450 nm und 500 nm scheint der Effekt rasant abzunehmen, was für unsere Wahrnehmung auf das grüne Licht zutrifft. Das ist zwar nicht weiter verwunderlich, da durch die grüne Farbe der Blätter klar wird, dass das Chlorophyll diese Wellenlänge reflektiert, die Strahlung wird aber nicht zur Gänze zurückgeworfen. Ein kleiner aber wichtiger Teil dringt in tiefe Schichten der Pflanze ein und sorgt auch dort für das nötige Zellwachstum. Die vielbeschworene Grünlücke gibt es also nicht.
2 Dinge sind also in Bezug auf die Wellenlänge besonders wichtig:
Nun haben wir uns schonmal damit beschäftigt, welche Art von Licht auf die Pflanzen fällt. Stellt sich als nächstes die Frage der Intensität. Die wird im Fall der Wachstumslampen mithilfe der Photonenflussdichte (PPFD) angegeben. Klingt kompliziert und ist es auch. Für unsere Zwecke reicht es allerdings aus, Folgendes zu wissen:
Die Lichtstrahlung besteht aus sogenannten Photonen. Das sind kleinste Teilchen, die in Wellenform emittiert werden und sozusagen umherfliegen. Interessant ist nun, dass diese PPFD angibt, wie viele der Photonen im Durchschnitt und auf eine gewisse Distanz zwischen Lichtquelle und Messfläche auf dieser Messfläche auftreffen. Die Einheit dazu sind μmol/m2s (gesprochen: Mikromol pro Quadratmeter und Sekunde).
Eine PPFD von etwa 600 μmol/m2s eignet sich hervorragend vor allem für Pflanzen, die bereits blühen oder sogar schon Früchte tragen. Die PPFD ist bei den Produkten seriöser Hersteller immer angegeben, meistens in Form einer PPFD-Chart.
Wie effizient der zugeführte Strom von der Lampe in Energie umgewandelt wird, zeigt der Photonenfluss pro Eingangsleistung, also pro Watt, an. Dieser Wert wird in μmol/J (gesprochen: Mikromol pro Joule) angegeben, wobei ein Joule einer Wattsekunde entspricht.
Bei diesem Parameter gibt es keine Idealwerte, je höher desto besser ist die Devise, denn ein höherer Wert bedeutet in diesem Fall nur, dass der verbrauchte Strom möglichst gut genutzt wird, also auch weniger Strom bei gleicher Leistung gebraucht wird.
Während die eben vorgestellten Maßeinheiten und Qualitätsmerkmale für Pflanzenlampen genau angeben, wie nützlich eine Lichtquelle für das Wachstum der Pflanze ist, geben Lumen und Lux lediglich an, wie das Licht auf die Photorezeptoren der menschlichen Augen wirkt. Lumen und Lux messen also, wie „hell“ eine Lampe auf uns wirkt. Wie intensiv die Lampe auf die Photopigmente der Pflanze wirkt, wird dadurch jedoch nicht ausgesagt. Lumen und Lux sind somit kein passender Parameter für Pflanzenlicht.
Interessant ist zudem, dass die Pflanze während der verschiedenen Wachstumsphasen, also Anzucht, Wuchs und Blüte, unterschiedlich auf Lichtimpulse reagiert. Eine Lichteinwirkung kann in der einen Phase besser geeignet sein, als in der anderen. So gerne wir ein Patentrezept dafür geben würden, gilt auch hier wiederum, dass dies bei jeder Pflanze anders ist.
Das kannst Du Dir eigentlich so vorstellen, wie in der freien Natur. Während manche Pflanzen bereits sehr früh im Jahr keimen und zu wachsen beginnen, wenn die Tage noch kürzer und das Sonnenlicht noch nicht so intensiv ist, sprießen andere erst, sobald die pralle Sonne sie erreicht. So funktioniert das auch bei der künstlich nachgestellten Beleuchtung.
LED-Pflanzenlicht lässt sich für die verschiedensten Zwecke einsetzen. Die einen wollen zuhause Pflanzen anbauen, die anderen betreiben ein Unternehmen, das mit den Lampen die wirtschaftliche Leistung steigern kann. Folgend erläutern wird kurz, an wen und an welche Umstände sich unser Angebot an LED-Pflanzenlicht richtet.
Pflanzen, die nicht für unsere Jahreszeiten und somit Temperaturen und Lichtverhältnisse gemacht sind, haben’s im Winter oft schwer. Da müssen sie in den Innenraum, wo für gewöhnlich nur ein Bruchteil dessen an Licht herrscht, das sie eigentlich benötigen würden. Mit einem ausgeklügelten Lichtsystem extra für die Gastgewächse, zittert man im Winter nur noch ob der Kälte und nicht mehr aus Angst, die wohlbehüteten Pflanzen könnten eingehen.
Aller Anfang ist schwer, auch der von prächtigen Pflanzen, denn bevor sie zu solchen werden können, sind sie erst ein kleiner Trieb, der so aussieht, als könnte man ihn beim Anschauen schon zum Verwelken bringen. Damit das Risiko von Frost im Frühjahr oder ähnlichen Gegebenheiten den Trieben nichts zuleide tun kann, beginnst Du die Aufzucht am besten frühzeitig im geschützten Raum mit LED-Pflanzenlicht.
Hand in Hand mit der verfrühten Aufzucht geht der jahreszeitenunabhängige Anbau. Gehst Du nämlich noch einen Schritt weiter, kannst Du eigentlich auch gleich ganzjährig anbauen, was auch immer Du willst. Du bist weder von Saisonen, noch von der Witterung abhängig. Spränge auch die Lebensmittelindustrie auf diesen Zug auf, bedeutete das vielleicht sogar Erdbeeren im Winter aus Deutschland.
Besonders im Privatbereich, in engen Stadtwohnungen beispielsweise, ist es oft schade, dass man sich keine schönen Pflanzen „leisten“ kann, denn sie würden im vergleichsweise dunklen Raum vergehen. LED Wachstumslampen ersetzen Garten und Balkon und man kann sich auch im Wohnzimmer den Kräutergarten herrichten.
Natürlich bleibt dieser Vorzug nicht nur der Wirtschaft vorenthalten. Auch zuhause musst Du im Winter auf Tomaten aus dem eigenen Anbau nicht mehr verzichten. Selbst der Keller oder ein anderer freier Raum kann ein Gartenbeet sein, wenn Du nur die richtigen Bedingungen zu schaffen weißt.
Ein besonders interessanter Aspekt der Aufzucht von Pflanzen mit künstlichem Licht könnte folgender sein: etwas früher in diesem Beitrag war die Rede davon, dass die Wellenlänge das Wachstum der Pflanzen maßgeblich zu steuern im Stande ist. Jede Pflanze braucht ein anderes „Farb“-Spektrum im Licht, um ideal zu wachsen.
Nun hat man in verschiedenen Studien herausgefunden, dass nicht nur gesteuert wird, wie gut die Pflanze wächst, sondern auch welche Stoffe mehr oder weniger ausgebildet werden. Treibt man das an die Spitze könnte man bald soweit sein, mit der entsprechenden Beleuchtung beispielsweise einen gewissen medizinischen oder aromatischen Stoff verstärkt von der Pflanze ausbilden zu lassen. Die Technik hinter dem LED-Pflanzenlicht ist also noch überaus ausbaufähig.
Das fragen sich häufiger Einsteiger, die gerade erste Schritte in der LED-Technik vollziehen. Daher bieten wir hier einen Überblick in einem Mean Well Treiber Tutorial. Wir beleuchten die verschiedenen Treiber, wieviel LEDs sie unterstützen und was es mit den Kennzahlen auf sich hat.
Mean Well Treiber gibt es in verschiedenen Varianten. Die Unterschiede sind sehr vielfältig und daher gehen wir in diesem Beitrag nur auf die für uns wichtigen Punkte ein. In der Regel bekommt man bei uns die HLG Serie. Dabei handelt es sich um eine international einsetzbare Version. Deswegen werden wir Anhand des HLG 120H C1400B die Kennzahlen erläutern:
Unter 1. findet sich die Serie. Unter anderem führen wir noch Treiber der Serie ELG und LPC. Die 120 bei 2. ist die Bemessungsleistung (gibt die Leistungsklasse in Watt an) und der Folgebuchstabe steht für eine hohe Eingangsspannung. Bei 3. steht das C für den Konstantstrom der mit der folgenden Zahl 1400 bestimmt wird und die Stromstärke in mA angibt. Als letztes beschreibt 4. den Treibertyp - davon sind zwei Versionen bei uns erhältlich. Die A Version verfügt über einen internen Dimmer der mittels eines kleinen Potis im Bereich 50-100% verstellt werden kann. Die B Variante verfügt über einen 3in1 Dimmanschluß, an dem ein externes 100kOhm Potentiometer als Dimmer, ein externer 1-10V Dimmer oder ein 10V PWM Signal angeschlossen werden kann.
Theoretisch kann so ein CXB3590 mit bis zu 130Watt Leistung betrieben werden, wenn für eine entsprechende Kühlung gesorgt ist. Effizienter ist es aber den Chip nicht mit der vollen Leistung zu betreiben. Aber wie funktioniert das mit der Wattzahl pro Chip?
Bei dem CREE CXB3590 verhält es sich wie folgt - die elektrische Leistung eines LED Chips richtet sich nach der Stromstärke mit der er bestromt wird. Hier ein Beispiel:
2100mA = ~75W pro CXB3590 Chip 36V
1400mA = ~50W pro CXB3590 Chip 36V
1050mA = ~38W pro CXB3590 Chip 36V
700mA = ~25W pro CXB3590 Chip 36V
Zusätzlich ist es bei jedem Treiber möglich auf mind. 50% runterzudimmen, was auch die Leistung pro CXB3590 Chip halbiert. Bei dem Treiber in unserem Beispiel würden wir also zwischen 1400mA(50W pro Chip) und 700mA(25W pro Chip) frei regeln können.
Das ist bei jedem Treiber anders und deswegen gibt es auch so viele unterschiedliche Modelle. Am sinnvollsten ist es den Treiber soweit wie möglich auszulasten, da er dann am effizientesten arbeitet. Je nach Anzahl der LED-Chips, sprich der Auslastung des Treibers, sinkt oder steigt die Effizienz mit der er arbeitet. Ein Beispiel dazu findet sich in der Grafik auf der rechten Seite. Ziel eines jeden Setups sollte daher sein, möglichst geringe Verluste durch elektrische Bauteile zu haben. In folgender Tabelle sind die Treiber aufgelistet, die wir im Shop führen und für den CREE CXB3590 LED Chip geeignet sind.
| Treibermodel | Spannungsbereich | Anzahl LED-Chips | Max. Watt gesamt | Effizienz |
|---|---|---|---|---|
| HLG 60H-36A | 33V-40V | 1x CXB3590 36V | 60Watt | 90% |
| HLG 120H-C1400A/B | 54V-108V | 2x CXB3590 36V | 100Watt | 92,5% |
| HLG 120H-C1400A/B | 54V-108V | 3x CXB3590 36V | 150Watt | 93,5% |
| HLG 185H-C1400A/B | 71V-143V | 2x CXB3590 36V | 100Watt | 93% |
| HLG 185H-C1400A/B | 71V-143V | 3x CXB3590 36V | 150Watt | 93,5% |
| HLG 185H-C1400A/B | 71V-143V | 4x CXB3590 36V | 200Watt | 94% |
| HLG 320H-C1400A/B | 114V-229V | 4x CXB3590 36V | 200Watt | 94% |
| HLG 320H-C1400A/B | 114V-229V | 5x CXB3590 36V | 250Watt | 94% |
| HLG 320H-C1400A/B | 114V-229V | 6x CXB3590 36V | 300Watt | 94% |
| ELG 150-C2100A/B | 36V-72V | 1x CXB3590 36V | 75Watt | 89% |
| ELG 150-C2100A/B | 36V-72V | 2x CXB3590 36V | 150Watt | 91% |
Wenn man anhand der Daten die Anzahl der Chips pro Treiber bestimmen möchte, dann ist die Ausgangsspannung dafür verantwortlich. Bleiben wir bei unserem Beispieltreiber, so liefert er eine Ausganssgpannung von 54V-108V. Da die Chips die wir verwenden 36V benötigen, können wir die mögliche Ausgangsspannung durch die 36V teilen. Da mindestens 54V anliegen, können wir keinen einzelnen CREE CXB3590 an den Treiber anschließen, da er sonst zuviel Spannung abbekommt. Bei 2 LED Chips kommen wir auf 72V und sind somit im Rahmen. Auch bei 3 Cree Chips haben wir mit 108V genau die Spannung, die der Treiber als Maximum liefert.
Damit weißt Du nun die wichtigsten Dinge über die Mean Well Treiber die bei uns im Shop zu finden sind. Wenn noch Fragen offen sind, einfach hier in die Kommentare damit oder schreib uns an unsere Supportmail.
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Bei Far Red Licht handelt es sich um Strahlung, die am äußersten Ende des sichtbaren Spektrums zwischen rotem und infrarotem Licht auftritt. Der Wellenlängenbereich reicht üblicherweise von 710 nm bis 850 nm und kann von verschiedenen Organismen als gedimmtes Licht wahrgenommen werden. Pflanzen verfügen über ein Absorptionsspektrum, das Far Red Licht als Indikator für den Einbruch der Dunkelheit sieht. Diese Tatsache können wir uns bei der künstlichen Bestrahlung zunutze machen.
Für die Absorption von Far Red Lichtwellen sind die sogenannten Phytochrome verantwortlich. Dabei handelt es sich um eine Art Photorezeptor-Proteine, die Einfluss auf eine Vielzahl der pflanzlichen Wachstumsprozesse haben. Phytochrome steuern beispielsweise die Keimung, die Blütenbildung sowie auch den Photoperiodismus, also die Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus. Im Wesentlichen treten bei Pflanzen zwei Typen beziehungsweise Konformationen von Phytochromen auf: Die Pr-Form (r=red) hat ihr Absorptionsmaximum bei rund 660 nm und die Pfr-Form (fr= far red) bei etwa 730 nm.
Was Phytochrome mit Pflanzenleuchten zu tun haben? Ganz einfach: Durch den Einsatz des Far Red Spektrums können relevante Prozesse wie der Photoperiodismus gezielt beeinflusst werden, um die nächtliche Erholung und damit die Photosynthese zu optimieren, womit bessere Ertragsergebnisse erreicht werden. Die Anwendung ist dabei ebenso simpel wie wirkungsvoll: Bleibt die energiearme Far Red Strahlung am Abend etwa 10 bis 15 Minuten länger als das reguläre Licht angeschaltet, so fungiert sie als „Schlafinitiator“. Pflanzen schalten auf diese Weise schneller in ihren natürlichen Schlafmodus und können die zusätzliche Zeit für ihre Erholung nutzen.
Der natürliche Tages- und Nachtrhythmus der Pflanze wird durch das Far Red Licht beeinflusst, indem der Einbruch der Dunkelheit künstlich beschleunigt wird. Die Pflanze „denkt“ also, dass die Nacht sehr rasch hereinbricht und schaltet zügig in den Schlafmodus. Zusätzliche Zeit, die sie effektiv für eine lange und erholsame Nacht nutzen kann. Durch diesen Effekt ergeben sich bei der künstlichen Bestrahlung weitere Möglichkeiten: So kann beispielsweise der Tag-Anteil des Tag-Nacht-Rhythmus erhöht werden, ohne dass die Erholung in der Nacht darunter leidet. Aus einem 12/12-Rhythmus kann auf diese Weise ein 13,5/10,5-Rhyhtmus werden, wodurch die Pflanze am Tag rund 1,5 Stunden mehr Zeit für die Photosynthese hat.
Pflanzen wachsen nicht schneller, wenn man daran zieht. Aber Pflanzen wachsen schneller, wenn die Lichtbedingungen perfekt für ein gesundes und nachhaltiges Wachstum sind. Doch welche Messwerte sollten zur Beurteilung der vorherrschenden Lichtbedingungen herangezogen werden? An dieser Frage scheiden sich die Geister. Während die allgemein bekannten Einheiten Lumen und LUX unter Pflanzenzüchtern immer noch weit verbreitet sind, liefert die Wissenschaft mehr und mehr Argumente, von dieser sehr vereinfachenden Sichtweise Abstand zu nehmen. Neuere Erkenntnisse deuten vielmehr darauf hin, dass die durchschnittliche photosynthesische Photonenflussdichte, auch als PPFD bekannt, für das Pflanzenwachstum viel entscheidender ist. Um zu verstehen, warum das so ist, ist zunächst ein grundlegendes Verständnis von der Photosynthese und den damit zusammenhängenden Lichtmesswerte notwendig.
Unter dem Begriff Photosynthese verstehen wir den pflanzlichen Prozess der Umwandlung von Wasser und Kohlenstoffdioxid in Glucose und Sauerstoff. Grundlegende Voraussetzung für den Ablauf dieses Stoff- und Energieumwandlungsprozesses der Pflanzen ist Strahlungsenergie und das Vorhandensein von Chlorophyll, das auch als Blattgrün bezeichnet wird. Während das Wasser über die Wurzeln der Pflanzen aufgenommen wird, liefert die Sonne in einer natürlichen Umgebung die Strahlungsenergie.
Bildlich gesprochen läuft bei Pflanzen der umgekehrte Prozess als beim Menschen ab. Während der Mensch Sauerstoff einatmet und Kohlenstoffdioxid ausatmet, ist die Pflanze auf Kohlenstoffdioxid angewiesen und produziert daraus Sauerstoff. Für diesen Prozess benötigt die Pflanze aber nicht nur CO2, sondern auch Lichtenergie. Diese Lichtenergie wird von der Sonne in Form von Photonen bereitgestellt. Photonen sind als Energieträger also von entscheidender Bedeutung für das Pflanzenwachstum und müssen in Quantität und Qualität den jeweils individuellen Ansprüchen der Pflanze gerecht werden. Was in der Natur dank des idealen Lichtspektrums der Sonne ganz von alleine gelingt, stellt in der künstlichen Pflanzenbeleuchtung eine Wissenschaft für sich dar.
Um zu verstehen, welcher Messwert diesem Prozess der Photosynthese Rechnung trägt und eine Beurteilung erlaubt, ist auch hier eine kurze Einführung notwendig.
Die Einheit Lumen beschreibt den auf der Lichtstärke basierenden Lichtstrom, der sich aus dem Produkt aus der Lichtstärke und dem Raumwinkel ergibt. Vereinfacht gesagt gibt der Lumen-Wert einer Lichtquelle darüber Aufschluss, mit welcher Rate Licht erzeugt wird und zur Verfügung steht. Die Einheit Lumen erlaubt aber keine Aussage darüber, welche Beleuchtungsstärke bei einer bestimmten Empfangsfläche ankommt, da keine Informationen über die Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle vorliegen. Darüber hinaus nimmt der Messwert Lumen keinen Bezug auf die Anzahl der Photonen, die auf der Beleuchtungsfläche auftreffen. Während die Einheit Lumen für die Beurteilung von Lampen für reine Beleuchtungszwecke also durchaus geeignet ist, ergibt die Beurteilung von Pflanzenleuchten wenig Sinn.
Die Einheit Lux leitet sich direkt aus dem Lumen-Wert ab und bezieht den gemessenen Lichtstrom auf die bestrahlte Fläche. Da dieser Wert ebenfalls auf dem Lichtstrom und nicht auf die Anzahl der für die Photosynthese wichtigen Photonen basiert, ist er für die Beurteilung von Licht für Bestrahlungszwecke ebenfalls wenig geeignet.
Die hier erläuterte Problematik kann gelöst werden, indem die Einheit des photosynthetischen Photonenflusses (PPF) eingeführt wird. Der PPF-Wert wird in der Einheit µmol/s angegeben und misst die Anzahl der Photonen, die von einer Quelle emittiert werden. Bezieht man diesen wichtigen Wert nun auf die bestrahlte Fläche und bildet den Durchschnitt über diese Fläche, so ergibt sich die durchschnittliche photosynthethische Photonenflussdichte (PPFD). Dieser Wert bezieht die Anzahl der durchschnittlich ankommenden Photonen auf die Bestrahlungsfläche und ist daher hervorragend zur Beurteilung der Lichtqualität geeignet. Wird der direkte PPF-Wert an einem bestimmten bestrahlten Punkt ermittelt, ist übrigens von dem PAR-Wert die Rede. Dieser Wert lässt Rückschlüsse für bestimmte Punkte der Bestrahlungsfläche zu, ist aber immer im Zusammenhang mit dem PPFD-Wert zu sehen.
Um die Wirkung des Lichts auf die Pflanze beurteilen zu können, ist also im Wesentlichen die photosynthetische Photonenflussdichte PPFD zu berücksichtigen. Diese lässt im Gegensatz zum Lumen- oder LUX-Wert Rückschlüsse auf die Anzahl der für die Photosynthese so wichtigen Photonen zu. Natürlich ist der PPFD-Wert immer im Zusammenhang mit dem Wellenlängenspektrum des emittierten Lichts zu betrachten, um optimale Ergebnisse bei der Pflanzenzucht zu erreichen.
Unter abiotischen Umweltfaktoren verstehen wir Faktoren, die aus der nicht lebenden Umwelt direkt oder indirekt auf Lebewesen wie Menschen, Tiere und Pflanzen einwirken. Der Begriff wird klar gegenüber den biotischen Faktoren abgegrenzt, bei denen es sich um Einwirkungen aus der lebenden Umwelt handelt.
Typische Beispiele für abiotische Umweltfaktoren sind Licht, Wasser, Temperatur, Sauerstoffgehalt, Luftfeuchtigkeit oder Windgeschwindigkeit. All diese Faktoren haben einen Einfluss auf die Pflanzenwelt im Allgemeinen und bestimmen Ausprägungen wie das Wachstum, die Blütenbildung oder die Keimung der Samen. Um beim Anbau beziehungsweise der Zucht von Pflanzen die gewünschten Ergebnisse zu erreichen, müssen sowohl die abiotischen als auch die biotischen Faktoren in einem bestimmten Bereich liegen. Die spezifischen Anforderungen an die Umweltfaktoren hängen dabei jeweils stark von der Pflanzensorte ab. Während Schattenpflanzen beispielsweise auf eine hohe Luftfeuchtigkeit angewiesen sind, bevorzugen Lichtpflanzen in der Regel eine eher trockene Luft.
Der abiotische Faktor Licht ist nicht nur für das Wachstum, sondern auch für die Blütenbildung und die Keimbildung von Pflanzen von lebenswichtiger Bedeutung. Pflanzen nutzen Licht als Energiequelle, um aus anorganischen Stoffen wie CO2 und Wasser organische Stoffe wie Glucose, Aminosäuren und Fette zu produzieren.
Licht ist damit unabdinglicher Bestandteil der Photosynthese und liefert in seiner unverwechselbaren spektralen Zusammensetzung die Grundlage für das Pflanzenleben.
Auch hier gilt, dass jede Pflanze eigene Ansprüche an die Intensität des abiotischen Faktors stellt. Während Schattenpflanzen ihre maximale Photosynthese-Leistung bei geringer Lichtintensität abrufen, sind Sonnenpflanzen auf hohe Lichtintensität angewiesen. Um zu verstehen, welche Anforderungen Pflanzen an den abiotischen Faktor Licht stellen, ist ein grundlegendes Verständnis vom Strahlungsspektrum des Sonnenlichts notwendig.
Natürliches Sonnenlicht ist prinzipiell nichts anderes als elektromagnetische Strahlung, die mit einer bestimmten Intensität und Wellenlänge ausgestrahlt wird. Das elektromagnetische Spektrum des Lichts liegt zu einem großen Teil im sichtbaren Bereich und hat seinen Intensitäts-Höhepunkt bei einer Wellenlänge von etwa 500 nm. Je kurzwelliger die Strahlung ist, desto energetischer sind die Lichtwellen. Im Zusammenhang mit dem Pflanzen- und Blütenwachstum ist es wichtig zu verstehen, dass Pflanzen auf ein möglichst natürliches Lichtspektrum angewiesen sind.
In der Diskussion um die optimale synthetische Bestrahlung von Pflanzen wird der Fokus häufig auf die angeblich entscheidenden Wellenlängenbereiche bei 660 nm und 450 nm gelegt. Dabei handelt es sich vermeintlich um die für die Blütenanregung und das Wachstum wichtigen Wellenlängenbereiche, deren Energie im Rahmen der Photosynthese zur Generierung von Blüten- und Pflanzenwachstum genutzt wird.
Eine wissenschaftlich anerkannte Studie von Dr. McCree ist jedoch bereits in den siebziger Jahren zu dem Ergebnis gekommen, dass neben den roten und blauen Wellenlängenbereichen weitere Energieniveaus für eine maximale physiologische Entwicklung der Pflanze notwendig ist. Am Beispiel von 22 verschiedenen Pflanzenarten wurde eindrucksvoll aufgezeigt, dass die für die Photosynthese entscheidende Kohlenstofffixierung der Pflanze in einer großen Bandbreite des sichtbaren Lichtspektrums stattfindet.
Für ein ausgewogenes, gesundes und nachhaltiges Pflanzenwachstum ist es also wichtig, ein möglichst authentisches Lichtspektrum zu erzeugen. Während sich herkömmliche Pflanzenleuchten häufig ausschließlich auf den blauen und roten Wellenlängenbereich fokussieren, beziehen Bestrahlungslampen auf Basis der McCree-Kurve auch die Frequenzen von Grün bis Gelb in ihr Spektrum mit ein. Auf diese Weise gelingt es, das natürliche Wellenlängenspektrum der Sonne weitgehend nachzubilden und der Pflanze die Lichtbedingungen zu bieten, die sie auch in der Natur vorfindet.
Neben der möglichst exakten Nachbildung des natürlichen Lichtspektrums kommt es bei der künstlichen Bestrahlung von Pflanzen auf weitere entscheidende Aspekte an. Dazu gehört beispielsweise die Lichtintensität, die in Abhängigkeit der jeweiligen Pflanzenart zu wählen ist. Auch der sogenannte Photoperiodismus, der die Länge der Belichtungszeit beschreibt, hat Auswirkungen auf das Wachstum und die Blütenbildung. Studien zeigen, dass Kurztagpflanzen eine geringere Beleuchtungsdauer als Langtagpflanzen bevorzugen.
Pflanzenleuchten auf Basis der LED-Technik erfüllen die genannten Anforderungen dank modernster Halbleiter auf besonders wirkungsvolle Art und Weise. Neben der hervorragenden Nachbildung des wissenschaftlich anerkannten Mc-Cree Spektrums zeichnen sich Pflanzenlampen wie unsere sunflow durch eine hocheffiziente Betriebsweise und eine lange Lebensdauer aus.
Der abiotische Faktor Licht stellt für das Pflanzenwachstum den wichtigsten Faktor überhaupt dar. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass es bei der künstlichen Bestrahlung darauf ankommt, den Pflanzen möglichst natürliche und authentische Lichtbedingungen zu ermöglichen.
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Es gibt diverse Möglichkeiten Licht zu beurteilen. Einige Methoden davon beziehen sich auf das von Pflanzen verwertbare Licht. Diese wollen wir in diesem Artikel gezielt ins Auge fassen. Denn „Lumen is for human!“. Wir haben dazu zwei wichtige Faktoren, die leider oft missverstanden werden. Zum einen ist das die Lichtquantität und die Lichtqualität. Im folgendem werden wir gezielt auf die einzelnen Begriffe eingehen und erklären was dahintersteckt.
Die Lichtquantität, oder auch Lichtmenge, ist der direkt korrelierende Faktor wenn es um die Produktion der Biomasse geht. Das heißt - je mehr Licht, desto mehr Biomasse (bis zu einer gewissen Grenze). Da Photosynthese ein Quantenprozess ist, kann sie auf einer Photonenbasis quantifiziert werden. Im folgendem stellen wir drei Möglichkeiten vor, Lichtquantität zu messen und zu testen.
PPF (photosynthetischer Photonenfluss) - ist die Maßeinheit, die die Gesamtleistung in dem für das Pflanzenwachstum relevanten Spektrum zeigt. Hier werden Photonen gemessen, die von der Quelle emittiert(ausgestoßen) werden - die Angaben werden in µmol/s gemacht. Es ist ein sehr wichtiger Faktor, weil er den möglichen Output einer Lichtquelle, bzw. Leuchte zeigt.
Durchschnittliche PPFD (photosynthetische Photonenflussdichte) - Das "D" steht für Dichte und gibt an, wieviel PPF auf einer Fläche von 1m² auftreffen. Die Werte für PPFD werden in µmols/m² angegeben. Studien von verschiedenen Pflanzenarten haben ergeben, dass 700-1000μmols/m² für lichtintensive Pflanzen einen optimalen Durchschnittswert darstellen. Über 1000µmols/m² sind ohne zusätzliche Hilfen wie Co2 nicht anzustreben.
Direkte PPFD Werte (PAR Meter) - Viele kennen PAR-Meter und die direkten PPFD Werte die von diesen Geräten ausgegeben werden. Diese sind sehr nützlich um zu sehen wie sich das Licht verteilt und welcher Wert an einem bestimmten Punkt herrscht. Ein Wert sagt aber nichts darüber aus, wie die Lichtleistung über die gesamte Fläche ist. Daher nutzt man solche Geräte um an mehreren Punkten Daten zu erheben, um am Ende auf den durchschnittlichen PPFD-Wert zu kommen.
Eine besser bekannte Form der Lichtqualität ist das Spektrum. Das Spektrum ist im Wesentlichen die Verteilung des Lichts über die unterschiedlichen Wellenlängen, welche von einer Quelle emittiert werden. Die unterschiedlichen Farben entstehen durch die unterschiedlichen Energielevel der Photonen. Je energiereicher ein Photon, desto bläulicher seine Farbe. Im Gegenzug, je geringer das Energielevel ist, desto rötlicher ist ein Photon. Wenn es um die Photosynthese geht, wird über die Farbe die potentielle Wirksamkeit des Lichtes in Bezug auf das Wachstum bestimmt. Dies wurde von Dr. McCree im Jahr 1972 gezeigt, als er 22 verschiedene Arten von Pflanzen durch ihre Kohlenstoff-Fixierung in Reaktion auf verschiedene Wellenlängen des Lichts untersucht und ermittelt hat. Das führte zu dem Ergebnis welches wir als die McCree Relative Quantum Efficiency Kurve oder RQE-Kurve kennen. Bis heute ist das die einzige wissenschaftlich anerkannte Studie über die Wirksamkeit der verschiedenen Wellenbereiche in Bezug auf das Wachstum bei Pflanzen.
Zu beachten ist, dass eben nicht, wie oft fälschlich angenommen nur der rote und blaue Bereich wichtig ist. Obwohl die roten und blauen Wellenlängenbereiche in der Photosynthese und der physiologischen Entwicklung treibende Kräfte sind, sind sie nicht die einzigen nützlichen oder notwendigen Wellenlängen, die für eine maximale physiologische Entwicklung und Masseerträge nötig sind. Ein volles und weißes Spektrum wird benötigt, damit die Photosynthese maximiert wird und dass biologische Prozesse korrekt ausgelöst werden.
Schaut man sich das 3500K Spektrum der sunflow an, die hier mit der McCree RQE Kurve überlagert wurde, stellt man folgendes fest:
Das Spektrum der von uns verwendeten LED-Chips passt perfekt zu der McCree Kurve. Das weiße Spektrum der LEDs ist eine gezielte Balance des gesamten Spektrums von 380nm-780nm. Der blaue Wellenbereich erhöht die Produktion ätherischer Öle und der Terpene. Zusätzlich werden dadurch kürzere Nodienabstände (Nodien=Knotenpunkte von Blättern und Ästen) hervorgerufen. Die vielfach missverstandene Region von grün bis gelb sorgt für ein ausgewogenes und gesundes Pflanzenwachstum. Der orange bis rote Wellenbereich ist die treibende Kraft in der Fruchtphase und ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung von Blüten und Früchten.
Englische Original Version von Pacific Light Concept An der Stelle Danke und Grüße in die Staaten!
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