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LED-Pflanzenlampe vs. Natriumdampflampe: LED und NDL im Vergleich

18. Dezember 2018
Pro-emit Team

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.

Überblick: LED vs. NDL

Um einen ersten Überblick zu verschaffen, haben wir die NDL und die LED-Lampe in den wichtigsten Gesichtspunkten gleich vorweg gegenübergestellt:

NDLLED
FunktionsweiseGasentladungHalbleiterkristalle
Kostengünstige Anschaffung, teurer Betriebteure Anschaffung, günstiger Betrieb
Ertrag+++
Stromverbrauchhoch,
viel Verschwendung
niedrig,
effizientere Nutzung
Temperaturhochniedrig
Spektrumfast monochrom im gelblichen Bereichan die Bedürfnisse anpassbar
Lebensdauer-+

Funktionsweise von LED und NDL

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.

Natriumdampflampen kosten mehr.

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.

Vergleichbarkeit der Angaben

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.

Besserer Ertrag mit LED Pflanzenlampen

Besserer Ertrag mit LEDs

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.

Stromverbrauch von NDL und LED-Lampen

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.

Temperaturproblem bei der Natriumdampflampe

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.

Spektrum: variable Lichtfarbe bei Natriumdampflampen?

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.

Lebensdauer

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.

Fazit

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.

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