LED it grow: Darum sind LED-Leuchten heutzutage in den meisten Fällen zu bevorzugen (Teaser aus dem neuen Heft) Adobe Stock

LED it grow: Darum sind LED-Leuchten heutzutage in den meisten Fällen zu bevorzugen (Teaser aus dem neuen Heft)

Von  Okt 24, 2017

Am Dienstag ist die neueste Print-Ausgabe von Highway – Das Cannabismagazin erschienen und kann ab sofort in allen gut sortierten Kiosken, Bahnhofsbuchhandlungen und Head- und Growshops für schlappe 2,60 Euro erworben werden.

 

Die aktuelle Titelstory „LED IT SHINE! – Das große LED-Spezial“ besteht aus zwei Artikeln aus den Federn zweier unserer besten Anbau-Experten. Wir möchten an dieser Stelle Auszüge aus beiden Artikeln liefern und euch auf die Möglichkeit hinweisen, beide Artikel (und viel mehr) in voller Länge in der aktuellen Ausgabe 06/2017 zu lesen.

 

Chuck Lore: Darum sind LED-Leuchten heutzutage in den meisten Fällen zu bevorzugen

 

Do-it-yourself-Experte Chuck Lore

 

Eine Cannabispflanze benötigt, wie jede andere Pflanze auch, Nährstoffe, Feuchtigkeit, eine bestimmte Temperatur, Kohlendioxid aus der Atmosphäre und Licht zum Wachstum. Dabei ist jeder der einzelnen Faktoren wichtig und bedeutsam. Aber am allerbesten kann der Ertrag über eine Optimierung der Lichtmenge gesteigert werden, das gilt besonders für den Innenraumanbau (Indoor-Growing). Unser Allrounder Chuck Lore beschäftigt sich in unserer Titelstory mit der richtigen Beleuchtung für Cannabispflanzen und gibt hilfreiche Informationen und Anmerkungen.

 

In der Regel sind die Aufzuchtbedingungen in den eigenen vier Wänden nahezu perfekt. Die Temperatur im Aufzuchtschrank (Growbox) wird meist etwas höher als die Raumtemperatur sein. Das ist nahe am Optimum, das bei rund 24 Grad Celsius liegt. Von ausreichender Feuchtigkeit kann auch ausgegangen werden. Stehen die Pflanzen im Erdreich, sollte dieses feucht, aber nicht nass sein. Bei Hydrokultur ist das natürlich anders, da sind die Wurzeln in einem lockeren Medium direkt mit der Nährlösung umspült. In der Nährlösung beziehungsweise im Erdreich gelöst befinden sich die Nährstoffe, die von der Pflanze zum Wachstum benötigt werden. Professionelle Züchter haben diese Nährstoffe samt den nötigen Testverfahren einzeln vorrätig und können diese individuell zugeben. Von Hobbyzüchtern wird dieser enorme Aufwand zu Recht gescheut. Diese greifen auf Kompaktdünger zurück oder nehmen einen durch Kompostierung gewonnenen Dünger, der in der Regel sogar biologisch ist. Darüber hinaus sind im Handel etliche Düngesets vorhanden, die den Ertrag sicherstellen werden. Auch die vorhandene Menge des in der Atmosphäre vorhandenen Kohlendioxids wird nur selten beeinflusst. Eine Begasung ist aufwändig, mit Gefahren verbunden und ist nur bei sehr leistungsfähiger Beleuchtung sinnvoll. Wird den Basisanforderungen an Nährstoffe, Feuchtigkeit, Temperatur und Kohlendioxid genüge getan, was in der Regel sehr einfach ist, bleibt das zugeführte Licht als zentrales Kriterium übrig. Das geerntete Volumen hängt in den meisten Fällen hauptsächlich von der zugeführten Lichtmenge ab, nur selten spielt der verwendete Dünger oder ein anderer Faktor eine maßgebliche Rolle.

 

Nun ist es so, dass Pflanzen zum Wachstum ein Lichtspektrum benötigen, das von dem für uns Menschen sichtbaren Bereich abweichend ist...

 

[…]

 

... Nun zur Effizienz von Pflanzenleuchten. In der Regel wird der Lichtstrom, also die „Lichtleistung“ einer Leuchte, in Lumen angegeben. Diese Einheit gibt an, wie viel für den Menschen sichtbares Licht die Lampe abgibt. Die tatsächlich aufgenommene Leistung wird in Watt gemessen und dann eine Effizienz in der Art „Lumen pro Watt“ angegeben. Jetzt könnte der Grower denken, dass ein hohes Verhältnis grundsätzlich sinnvoll ist. Natriumdampf-Hochdrucklampen (NDL) liefern zum Beispiel bis zu 150 Lumen pro Watt, das ist eine stolze Leistung. Leider ist ein Großteil des abgestrahlten Lichtes allerdings für die Pflanze nicht verwertbar, weil diese Lampen zum Großteil im gelb-grünen Spektrum leuchten. Um dieser Misere zu entgehen, wurde der Begriff der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) eingeführt. Diese gibt an, wie viel Licht der abgegebenen Strahlung tatsächlich von der Pflanze verwertet werden kann. Diese Strahlung wird als photosynthetischer Photonenfluss (PPF) mit der Einheit µmol/s angegeben. Auch die Angabe der photosynthetischen Photonenstromdichte (englisch Photosynthetically Active Photon Flux Density, PPFD oder kurz PFD) in µmol/(m²s), ist zu finden. Ein Hersteller, der ehrliche Angaben zu seinen Pflanzenleuchten macht, wird die Leistung also nicht in Lumen oder Lux, sondern in PPF oder PPFD angeben. Leider kann kaum ein Anwender, der verschiedene Leuchten vergleichen möchte, mit dieser Angabe etwas anfangen. Denn die meisten Anbieter geben die Leistung in Lumen oder Lux an. Zum Glück können die Einheiten relativ leicht, wenn auch nur annäherungsweise, umgerechnet werden.

 

Bei Sonnenlicht kann ein µmol/(m²s) mit etwa 50 Lux und ein µmol/s mit etwa 50 Lumen gleichgesetzt werden. Bei Kunstlicht, insbesondere Metalldampflampen, Leuchtstoffröhren und Kompaktleuchtstoffröhren (Energiesparlampen), wird ein µmol/(m²s) mit etwa 75 Lux und ein µmol/s mit etwa 75 Lumen gleichgesetzt. Das ist natürlich nur ein Annäherungswert, weil ja für jede Pflanzensorte ein anderes Spektrum optimal ist und die Strahlung der Lampen je nach Ausführung variiert. Sind die Angaben einerseits in Lumen oder anderseits in Lux bekannt, hilft das Wissen, dass ein Lichtstrom von einem Lumen, der auf eine Fläche von einem Quadratmeter projiziert wird, einer Helligkeit von einem Lux entspricht. Analog dazu verhalten sich PPF und PPFD.

 

Ein einfaches Beispiel aus der Praxis: Die Growbox eines Züchters soll mit einer 200 Watt starken Leuchte betrieben werden. Er vergleicht verschiedene Angebote und findet in einem Fachgeschäft die Angabe, dass eine Lampe mit dieser Leistungsaufnahme 320 µmol/s PAR liefert. Dagegen steht das Angebot einer Halogen-Metalldampflampe, die einen Lichtstrom von 22.000 Lumen hat. Er errechnet, dass die Metalldampflampe nur rund 293 µmol/s PAR (22.000/75) liefern wird. Das sind zwar lediglich knapp zehn Prozent Unterschied, aber diese Differenz kann wegen der relativ geringen Lichtleistung direkt in einen Mehrgewinn an Pflanzenmasse umgerechnet werden. Weil die meisten verwendeten Lampen eine reale Lebensdauer von rund 20.000 Stunden haben, das sind mehr als drei Jahre mit je 16 Stunden Brenndauer pro Tag, kann der Vor- oder Nachteil leicht berechnet werden. Wird zum Beispiel nur eine minimale Ernte von rund 30 Gramm alle sechs Wochen angenommen, werden mit der besseren Lampe in ihrer gesamten Lebenszeit fast 90 Gramm mehr Marihuana gewonnen. Beispielrechnung: 20.000 Stunden bei 16 Stunden pro Tag sind 1250 Tage, das sind 178 Wochen. Es können also 29 Ernten in dieser Zeit gemacht werden. Bei der Lampe aus dem Fachgeschäft ergibt dies also 29 Ernten * 33 Gramm = 957 Gramm. Bei der Lampe aus dem regulären Handel ergibt dies 29 Ernten * 30 Gramm = 870 Gramm. Rechnet man jedes Gramm Marihuana mit fünf Euro, lohnt sich beim Kauf eine Preisdifferenz von bis zu 435 Euro (87 Gramm * 5 Euro). Genau berechnet ergeben sich leicht andere Werte. Aber für einen groben Vergleich sollte die Berechnung ausreichen, zumal die angenommenen 30 Gramm wirklich an der unteren Grenze der zu erwartenden Erntemenge liegen. In dem gewählten Beispiel schneiden übrigens die vielgepriesenen Natrium-Hochdruckdampflampen besonders schlecht ab. Mit dem exakten Wert für diesen Leuchtentyp ergibt sich ein Unterschied von 17,8 Prozent PAR, das wären dann schon 154 Gramm, die weniger geerntet würden. Die Lampe aus dem Fachgeschäft könnte dann also tatsächlich 770 Euro mehr kosten.

 

Das Verhältnis von zugeführter Lichtmenge und Zuwachs an Pflanzenmasse ist über einen weiten Bereich linear. Erst wenn die zugeführte Lichtmenge etwa zwei Drittel der Lichtsättigung erreicht hat, verändert sich dieser Zusammenhang. Das liegt daran, dass...

 

[…]

 

Den vollständigen und umfassenden Artikel könnt ihr in Highway – Das Cannabismagazin 06/2017 lesen. Im Folgenden gibt es an dieser Stelle auch noch einen Auszug des zweiten Teils des LED-Spezials:

 

Light Addict: LED – Die Technik der Zukunft? Überblick und Ausblick.

 

Grow-Experte Light Addict

 

Inzwischen sind LED-Growlampen bereits seit einiger Zeit erhältlich. Von Anfang an war die Technologie recht vielversprechend, doch die Cannabisindustrie schien sich einige Jahre lang nicht richtig davon überzeugen zu lassen. Dann, als sich sowohl die Technologie als auch das Verständnis für diese weiterentwickelten, baute sich auch die Akzeptanz von LED-Lampen in der Cannabis-Community langsam auf. Im folgenden Artikel soll sich daher dem Thema LED angenähert werden, ohne zu sehr in die technischen Details zu gehen. Zudem soll die Frage beantwortet werden, ob LED-Growlampen die Zukunft der Cannabisindustrie sind.

 

Schon von Beginn an haben die LED-Leuchtmittel-Hersteller mit verlockenden Aussagen versucht, auf sich aufmerksam zu machen, etwa mit dem Versprechen, für eine sofortige und erhebliche Verringerung der Stromkosten zu sorgen – ausgelöst durch den geringen Energieverbrauch der Lichtquelle selbst, aber auch durch Einsparungen, die etwa durch das Weglassen einer Kühlung durch eine Klimaanlage kommen, die bei herkömmlichen Lampen nötig sein kann. Solche Versprechen sind schon immer klare Kampfansagen an die Natriumdampflampen (NDL) gewesen und ich erwähne es bloß, weil dies die Lampen sind, mit denen LEDs hauptsächlich verglichen werden. Diese Argumente bringen uns auch gleich zum erhöhten Sicherheitsaspekt der LED-Lampen. Denn LEDs haben immer den Vorteil, dass sie nicht die extrem hohen Betriebstemperaturen von NDL-Lampen aufweisen. Dies ist ein klarer Pluspunkt hinsichtlich der Feuersicherheit und allein dieser Grund hat vielen Growern schon genügt, über den Wechsel auf LEDs nachzudenken oder ihn gleich zu vollziehen.

 

In den Anfangstagen der LED-Growlampen schien es allerdings so, als ob viele der getätigten Aussagen nicht der Realität entsprächen: viele frühe Growberichte zeigten einen Mangel der Lichtdurchdringung oder eine schlechte Deckkraft der LED-Lampen. In manchen Fällen wurde nicht mal das Versprechen der Hitze-Reduzierung richtig oder gleich gar nicht umgesetzt. Auch wurden in der Anfangszeit häufig noch zusätzliche Leuchten benötigt, um mit LEDs die gleichen Ergebnisse wie mit NDLs zu erzielen. Kombiniert mit den (im Gegensatz zu einem NDL-Setup) oft deutlich höheren Anschaffungskosten für LEDs, waren die angeblichen Einsparungen so nicht gerade einfach zu erreichen.

 

Die LED-Industrie

Die Industrie hat sich in den vergangenen paar Jahren jedoch massiv verändert, nachdem einige der größeren Dioden-Hersteller das Potential dieses speziellen Markts realisierten. Dies führte auch zu einer ausführlichen Forschung, nicht zuletzt mit der Absicht, zielführende und zuverlässigere Dioden für den Gartenbau zu entwickeln. Auch die Qualität der Produktionsprozesse stieg an, was in längeren Lebensspannen der Dioden und geringeren Ausfallzahlen resultierte. Inzwischen gibt es LED-Lampen-Hersteller ohne Ende, die alle versuchen ihr Stück dieses hochlukrativen Kuchens zu ergattern. Dieser Umstand hat zu einem umfassenden und mannigfaltigen Angebot von Beleuchtungsoptionen geführt, das den geplanten Erwerb einer LED-Lampe für die Grower zu einer komplizierten Angelegenheit machen kann, da viele Faktoren berücksichtigt werden können. Dieses große Angebot bedingt auch einen Wettbewerb zwischen den Herstellern, was in den letzten Jahren zu einigen spürbaren Entwicklungen geführt hat, etwa der Abkehr von billigen Dioden mit einem unpräzisen Farbspektrum. In den Anfangstagen der Industrie hat man in Growlampen sogar teilweise die gleichen Dioden wie in Autoscheinwerfern verbaut. Auch kamen damals große Teile der benötigten Materialien aus China, während sich nun viele Lampen-Hersteller lokalen Ressourcen zuwenden, ob für Gehäuse, Treiber oder die Dioden selbst – inzwischen sind die amerikanischen Dioden von Cree oder von Osram aus Deutschland weitverbreitet und genutzt. LEDs werden inzwischen auch in breit gefächerten Anwendungsgebieten der kommerziellen Landwirtschaft eingesetzt, vor allem in den Bereichen der Blumenzucht. Die Verwendung wird sich in der nächsten Zeit noch weiter steigern, da immer mehr Landwirte das kostensparende Potential von LEDs erkennen, sobald sie einmal installiert und in Betrieb genommen wurden.

 

LED: Die Qual der Wahl

Warum ist der Einsatz der LED-Technologie so vielversprechend? Die LED-Technologie an sich ist extrem vielseitig einsetzbar. Ob Chip-On-Board-Technologie (COB) oder Surface-Mounted-Device-LEDs (SMD) – beide teilen sich den Basis-Aufbau der Nutzung vieler kleiner und individueller Dioden, um Licht zu erzeugen. Dies ermöglicht eine Vielseitigkeit, die nur schwer von anderen Licht-Technologien erreicht werden kann. Einfach ausgedrückt ist es möglich, durch Änderungen am Prozentsatz beziehungsweise dem Verhältnis aller verwendeten Dioden die Lichttönung der Lampe zu variieren. Das bedeutet, dass LED-Lampen gezielt auf einen speziellen Bereich eingestellt werden können, was eine deutlich bessere Licht-Effizienz gegenüber anderen Technologien bedeutet. SMD stellt eine sehr flexible LED-Lösung dar. Diese Chips sind viel kleiner als die der älteren Dual-in-line-package-LEDs (DIP), können aber dennoch mehrere Dioden pro Einheit beinhalten. Dadurch haben SMD-Chips den Vorteil, dass sie verschiedene Farben innerhalb einer Einheit betreiben können. In der Theorie bedeutet dies, dass ein SMD-Chip, der mit blauen, grünen und roten Dioden ausgestattet wurde, Licht in jedem Farbton erzeugen kann, indem einfach der Output der Dioden reguliert wird. Für solch einen Einsatz benötigt jede Diode ihren eigenen Schaltkreis. Und dies bedeutet, dass jeder Schaltkreis sein eigenes Kontaktpaar benötigt. Dadurch kann das Design der Lampe ein wenig verkompliziert werden. Bei einer eingeschalteten SMD-LED kann man klar die verschiedenfarbigen Dioden erkennen (siehe Foto). Oft werden bei solch einem Modell zusätzliche Linsen benötigt, um die Abmischungen zwischen den verschiedenfarbigen Dioden zu unterstützen. Solch ein Aufbau ermöglicht oft einen fokussierteren Ausstoß des Lichts und somit eine stärkere Lichtdurchdringung...

 

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Den vollständigen und umfassenden Artikel könnt ihr in Highway – Das Cannabismagazin 06/2017 lesen.

 

 

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