Moderne Pflanzenbeleuchtung - Hocheffiziente Pflanzenzucht

Double Ended

Double Ended Lampen gewinnen in Deutschland langsam erst an Beliebtheit, gehören in anderen Ländern wie beispielsweise den Niederlanden bzw. den USA bereits zum Standard. Dort verdrängen die Double Ended Leuchtmittel bereits die klassischen Single Ended Birnen. Die Vorteile von Double Ended Leuchtmitteln liegen ganz klar auf der Hand. Im Vergleich zu einer Single Ended Glühbirne hat dieses neuartige Leuchtmittel einen viel geringeren Wiederstand. Betrachten wir ein klassisches Natriumdampf- bzw. Metallhalogenhochdruckleuchtmittel so können wir feststellen das diese Birnen nicht nur den Brennkörper enthalten, sondern auch einen mehr oder wenig langen und dicken Draht, der wieder zum Kontakt führt. Dieser Draht erzeugt einen Wiederstand, der den Brennkörper davon abhält mehr Licht abstrahlen zu können. Wird dieser Kontakt verringert, wie bei den Double Ended Leuchtmitteln, so kann das Leuchtmittel bei gleicher Stromlast mehr Licht abgeben. Die Konstruktion der Single Ended Leuchtmittel erlaubt es nicht, dass der schützende Glaskorpus näher an den Brennkörper gebracht wird. Dies ist insofern von Nachteil, dass je weiter der Glaskörper vom Brennkörper entfernt ist mehr Licht verschluckt wird. Denn ein Teil des Lichts, das vom Brennkörper an eine rundliche Scheibe projiziert wird, wird reflektiert und gelangt nicht durch das Glas hindurch. Je näher das rundliche Glas bzw. je kleiner die Oberfläche also am Brennkörper liegt, umso mehr Licht kommt durch das Glas. Die Konstruktion der Double Ended Leuchtmittel erlaubt es dagegen einen Glaskorpus zu verwenden der im Durchschnitt halb so dick ist, wie der eines gleichwertigen Single Ended Leuchtmittels. Diese beiden Faktoren erlauben es alleine dem Leuchtmittel, bei gleicher Wattlast, 10-15% mehr Licht abgeben zu können als ein klassisches Single Ended Leuchtmittel. Wird nun ein hochfrequentes Vorschaltgerät mit 400V ins Spiel gebracht, so wird die abgegebene Lichtintensität noch weiter potenziert. Durch die interne Umwandlung von 220V auf 400V im Vorschaltgerät sowie dem neuartigen Leuchtmittel können Werte erreicht werden bei denen diese Leuchten >25% mehr Licht abgeben als ein gleichwertiges Beleuchtungssystem mit digitalem Vorschaltgerät und Single Ended Leuchtmittel.

CDM

Die CDM Technologie ist eine der neusten Hochdruckgasentladungslampen für den Gartenbau. Ursprünglich wurden diese Leuchtmittel für Kaufhäuser entwickelt, um die dort ausgestellten Produkte in einem natürlichen Licht darzustellen. Dies sollte Rückgaben durch Farbverfälschungen des Kunstlichts minimieren. Bei den CDM Leuchtmitteln handelt es sich um einen keramischen Brenner mit einer Metallhalogenbefüllung. Die normalen CDM Daylight 865 sind wie andere Metallhalogen-Leuchtmittel auch hervorragende Lampen zur Pflanzenbeleuchtung im vegetativen Zustand. Kurz vorm Ausstieg aus dem erwerbsmäßigen Gartenbau wandelte Philips ein letztes Leuchtmittel für ein optimiertes Spektrum in der Pflanzenzucht um. Dies war die Geburt der Philips 315W CDM-TP Green-Power. Die Philips Green Power Leuchtmittel weisen ein für die Photosynthese optimiertes Spektrum auf und die Philips 315W CDM weist ein absolut natürlich wirkendes Full-Sectrum auf, welches ähnlich wie Plasmalampen dem Spektrum der Sonne am ähnlichsten kommt. Deshalb wirken die Philips 315-930 CDM Green-Power Leuchtmittel deutlich weniger rot als klassische Natriumdampflampen aber dennoch deutlich röter als Metallhalogen-Leuchtmittel. Dennoch weisen die Philips CDM Green-Power Leuchtmittel einen höheren Anteil an Tiefrot auf als Natriumdampf-Leuchtmittel und deutlich mehr UV-B auf als Metallhalogenlampen. Dadurch sind die Philips CDM 315W Green-Power die einzigen echten dualen Leuchtmittel, die effektiv für Wachstum wie Blüte sowie Fruchtbildung gleich gut verwendet werden können. Diese Leuchtmittel haben den wohl höchsten PAR Wert unter allen Pflanzenlampen mit bis zu 1,9 µmol/s/Watt.

Bei klassischen Hochdrucklampen versuchen wir als Gärtner fehlendes Spektrum durch mehr Energie auszugleichen, weshalb wir zum Teil sehr starke Hochdruckbeleuchtung verwenden müssen. Durch das bessere Spektrum der Philips 315W CDM Green Power können wir effektiv Strom sparen und mit einem einzigen Leuchtmittel selbst auf Flächen von 1,2m x 1,2m Erträge erzielen die realistisch irgendwo zwischen einem 400W-600W Leuchtmittel liegen würden.

Wir testen seit über einem Jahr diese Beleuchtungstechnologie und sind mittlerweile durchweg begeistert. Durch die geringere Hitzeentwicklung muss auch die Abluft nicht so großvolumig gewählt werden, was wiederum Strom einspart. Das Wachstum und die Fruchtbildung steht beim GreenPower Leuchtmittel denen von Metallhalogen- und Natriumdampflampen in nichts nach.

 

LED

Die Leuchtdioden-Technologie ist nicht so neu wie einige anzunehmen glauben. Tatsächlich wurde sie bereits knapp in der Mitte des letzten Jahrhunderts erfunden. Allerdings gewann die LED Beleuchtung erst in den letzten 10 Jahren an Bedeutung. Zur Beleuchtung von Wohnräumen, Hallen oder als Taschenlampe gibt es bereits zig Varianten.

Auch für den Gartenbau werden immer mehr Beleuchtungssysteme entwickelt und beworben. Angeblich optimierte Lichtspektren horrende Stromerspanisse bis zu 80 % und bessere Erträge als mit bisherigen Beleuchtungssysteme sollen die Kunden zum Kauf einer solchen Lampe bewegen.

Die Lichtfarbe der meisten sogenannten Grow-LEDs sieht für uns Menschen ziemlich Lila aus und dies kommt daher, dass meist rote und blaue Leuchtdioden verwendet werden, mit der Prämisse, dass dies die beiden wichtigsten Lichtfarben der Photosynthese sind und alle anderen Farben gar nicht bzw. nur kaum genutzt werden. Dies ist einfach falsch. Betrachten wir uns das PAR-Spektrum der Pflanze, also die Anteile von Licht die eine Pflanze wahrnehmen und assimilieren kann können wir feststellen, dass Pflanzen zwar den Hauptanteil im blauen wie roten Spektrum haben. Dennoch können Pflanzen zum einen unterschiedle Farbtöne als auch die Farben grün, gelb und orange wahrnehmen. Dies liegt ganz einfach auch daran, dass sich Pflanzen durch die Evolution an das Spektrum der Sonne gewöhnt haben und die scheint bekanntermaßen nicht Lila. Warum möchte ich meine Pflanzen also im Farbspektrum begrenzen?

Ein weiteres Problem bei der LED Beleuchtung besteht darin, dass es keine Dioden gibt, die das gesamte Spektrum in einer Diode abgeben. Es ist lediglich durch Verwendung unterschiedlich gefärbter Leuchtdioden möglich die Farben zu mischen. Da die meisten LEDs einen sehr steilen Abstrahlwinkel haben funktioniert die Farbmischung nicht wirklich, so dass wenn Pflanzen mit LED beleuchtet werden die unterschiedlichen Farben auf dem Blatt festzustellen sind. Also ein roter Punkt hier, ein blauer Punkt dort. Dieser steile Abstrahlwinkel macht den Einsatz von konventioneller Grow-LED Beleuchtung weiter schwierig. Der Abstand zwischen Beleuchtungseinheit sowie der Pflanzenspitze sollte ca. 25-35cm betragen, da die Tiefenwirkung von LEDs sehr schnell abnimmt. Bei dieser Entfernung der LED zur Pflanze leuchtet eine konventionelle Grow-LED eine Fläche aus, die leider nur marginal größer ist als sie selbst. Hiermit wird es bereits schwer mit einer 200W LED Lampe eine Grundfläche gleichmäßig auszuleuchten die 60x60cm beträgt.

Die allermeisten Grow-LEDs werden in China gefertigt, dies macht eine eventuell vorkommende Garantieleistung etwas schwierig im Austausch. Außerdem werden die meisten LEDs fast auf Vollleistung betrieben. Dies macht die LEDs sehr anfällig. Zur Kühlung der Leuchtdioden verwenden die meisten Hersteller externe Kühler, die die Armatur kühlen sollen, damit die LEDs nicht durchbrennen. Dies erzeugt einerseits eine höhere Strombelastung, vor allem Geräuschentwicklung und zum anderen macht es die Lampe deutlich anfälliger. Fällt die Kühlung aus ist es eine Frage der Zeit bis die LED-Cluster abrauchen und die ganze Lampe ausfällt. Was macht der ambitionierte Gärtner also mitten während der Kultur wenn er schlagartig ohne Lampe da steht?

 

Dennoch ist die Entwicklung und das mögliche Potenzial von LEDs beeindruckend und in den nächsten Jahren werden mit Sicherheit tolle Geräte auf den Markt kommen. Die wirklich besten LED-Grow-Lampen die momentan auf dem Markt sind, sind die LED-Einheiten von Sanlight aus Österreich. Einerseits geht Sanlight mit dem Fullspectrum einen anderen Weg in der Lichtfarbe und andererseits verfügen diese Lampen über einen viel breiteren Abstrahlwinkel. Hierdurch vergrößert sich die beleuchtete Fläche maßgeblich. Außerdem werden die Dioden nicht völlig ausgereizt und nur ausgewählte LEDs von OSRAM verwendet. Zur Kühlung verwenden die Sanlight LEDs große Kühlrippen, wodurch die Dioden vorm durchbrennen bewahrt werden. Dies hat den weiteren Vorteil, dass kein zusätzlicher Verbrauch entsteht und auch die Geräuschbelastung nicht zunimmt. Für kleine und sehr kleine Flächen gibt es die Sanlight M30 und für größere Flächen die Sanlight S4W. Diese Beleuchtungseinheiten konnten uns nach über einem Jahr des Dauertests wirklich überzeugen.

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