LED Pflanzenlampen: Der ultimative Kaufratgeber für Pflanzenbeleuchtung

LED Pflanzenlampen: Der ultimative Kaufratgeber für Pflanzenbeleuchtung

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.

Vorteile der LEDs für die Pflanzenbeleuchtung

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.

Auf welche Parameter ist beim Kauf von Pflanzenlampen zu achten?

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.

Gewinde: E27 oder E14?

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.

PAR- und PPFD-Wert

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: Wie aussagekräftig ist die Lumen- und Luxanzahl?

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.

Spannung: sind 12V genug?

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.

Leistung: 200 W, oder sogar noch mehr?

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.

Abstrahlwinkel

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.

Kühlung: passiv oder aktiv

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.

Vollspektrum: ein Mythos?

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.

Gut geeignete Pflanzen: welche wachsen überhaupt gut unter LED-Licht?

Unterschiedliche Pflanzen haben unterschiedliche Bedürfnisse. Manche wachsen unter den einen Umständen besser, manche unter anderen. Das ist die besondere und spannende Herausforderung beim Einsatz von Pflanzenlampen. 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 von Pflanzenlampen 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.

Wachstumsphasen: welche Lampen werden wann gebraucht?

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.

LED Pflanzenbeleuchtung: Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit

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:

Betriebskosten Pflanzenlampe

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.

Pflanzenlampen mit LEDs selber bauen

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.

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