LED Pflanzenlampen und alternative Beleuchtungsoptionen

Das Wachstum der Pflanzen ist abhängig von der Gattung, dem Substrat auf dem die Pflanzen wachsen und dem zugeführten Licht. Sonnenpflanzen (Heliophyten), zu denen unter anderem die Silberdistel, das Heidekraut, die Königskerze, der Thymian und der Hanf zählen, benötigen besonders viel Licht. Doch auch die spektrale Verteilung der einzelnen Wellenlängen des Lichts ist entscheidend für das Wachstum mancher Gewächse. Überwiegen die Blauanteile, wird der Wuchs eher dicht und gedrängt. Dominieren die Rotanteile, werden sich die Internodien (Abstände zwischen den Knoten einer Sprossachse) vergrößern und es werden dichte Blütenstände gebildet. Darüber hinaus spielt auch die Dauer des Lichteinfalls eine Rolle, weil viele Pflanzen danach ihren Lebensrhythmus ausrichten.

Derzeit finden sich immer noch Pflanzlampen im Sortiment verschiedener Anbieter, die nicht auf LED-Basis basieren. Diese Lampen haben allerdings neben dem hohen Energieverbrauch noch andere gravierende Nachteile. Der größte Mangel ist der, dass sie Licht emittieren, das von den Pflanzen nur ungenügend verarbeitet werden kann. Das liegt daran, dass die grün-gelben Spektren des Lichts von den meisten Pflanzen nicht verarbeitet werden können, sondern reflektiert werden. Darum erscheinen uns Blätter in dem typischen Grünton. Ein ideales Licht, zumindest bei Betrachtung der Photosynthese, besteht hauptsächlich aus roten und blauen Anteilen. Diese werden von dem Chlorophyll besser verarbeitet und jeder andere Anteil ist eine mehr oder weniger große Energieverschwendung. Dazu kommt die relativ geringe Lebensdauer der herkömmlichen Leuchtmittel (ca. 30.000 Stunden Dauerbetrieb), die von den neuen LED-basierten Systemen weit übertroffen wird (ca. 70.000 Stunden Dauerbetrieb).

Tatsächlich sind LED-Grow-Lampen derzeit die beste Wahl. Sie sind wegen ihres abgestimmten Spektrums und ihrer energiesparenden Technik deutlich führend. Neue Entwicklungen bieten Leistungen nahe an der Grenze des technisch Möglichen. Sie verfügen über eine passive Kühlung und wandeln die zugefügte Energie fast vollständig in photosynthetisch verwertbares Licht um. Zu Ihrer Information werden in Folge die gängigen Lösungen abseits der LED-Technik skizziert.

Natriumdampflampen

Diese Leuchten gibt es in zwei Ausführungen. Zum einen die Hochdruckdampflampe und zum anderen die Niederdruckdampflampe.

Natriumdampf-Niederdrucklampe

Ein monochromatisches Licht im gelben Bereich (ca. 590 nm) ist das auffälligste Merkmal dieser Leuchte. Sie hat eine Leistung von bis zu 200 Lumen je Watt und ist damit die derzeit effizienteste Lampe, die es für das von Menschen wahrgenommene Licht gibt.

Für den Grower sind diese Leuchten allerdings kaum zu gebrauchen. Sie strahlen in einem Bereich, der für die Photosynthese nicht von Relevanz ist. Nur ein Bruchteil des Lichts kann zum Aufbau der Pflanze verwendet werden, darum ist diese Leuchte im Gewächshaus praktisch unbrauchbar.

Natriumdampf-Hochdrucklampe

Auch diese Lampen haben eine hohe Effizienz von bis zu 150 Lumen je Watt. Ähnlich der Natriumdampf-Niederdrucklampe ist ihr Spektrum trotz einiger Rot- und Blauanteile für Pflanzen nicht optimal. Dennoch werden sie oft eingesetzt, weil sie günstig und relativ langlebig sind.

Quecksilber- und Quecksilberhalogendampflampen

Diese Gruppe von Lampen umfasst etliche Bauarten und Sonderformen. Den meisten ist gemeinsam, dass das ausgestrahlte Licht blaulastig ist und die oft ultravioletten Spektren durch Leuchtstoff in sichtbare Wellenlängen gewandelt werden. Weiß strahlende Leuchtstofflampen und Energiesparlampen arbeiten nach diesem Prinzip. Es sind tatsächlich Quecksilberniederdrucklampen, deren ultravioletter Anteil durch Leuchtstoffe gewandelt wird.

Kommen bei Hochdrucklampen weitere Halogene dazu, ändert sich das emittierte Spektrum und die Farbwiedergabe wird deutlich besser. Dennoch ist die Lichtleistung im sichtbaren Bereich immer noch unterhalb der von Natriumdampflampen.

Halogen-Metalldampflampe

Diese Weiterentwicklung der Quecksilberdampflampen ist im sichtbaren Bereich deutlich effektiver und kann beinahe mit der Leistung von Natriumdampflampen und LED-Leuchten verglichen werden. Sie ist farbtreu und wegen ihres natürlichen Lichts geschützt. Leider hat sie nur eine mittlere Lebensdauer von 20.000 Stunden und ihr Spektrum hat sein Maximum im gelb-grün-blauen Bereich. Damit sind die für das Wachstum wichtigen Spektren im Bereich des Rotlichts nicht ausreichend abgedeckt.

Glühlampen

Wer je versucht hat, seine Pflanzen unter einer herkömmlichen Glühbirne aufzuziehen, der weiß, was Scheitern bedeutet. Der Grund ist recht einfach. Diese Leuchten haben nur eine jämmerlich schlechte Energieausbeute. Sie liegt tatsächlich um den Faktor sechs bis zehn unter der von LED’s und den anderen hier vorgestellten Leuchten. Zum Vergleich: Eine Metalldampflampe mit 100 Watt Aufnahmeleistung ersetzt, unabhängig von der Bauart, zwischen sechs und zehn 100 Watt starker Glühbirnen. Selbst Hochvolt-Halogen-Glühlampen sind lediglich um 35% effektiver, was aber an dem Prinzip nur wenig ändert. Dazu kommt ein Lichtspektrum, das dem menschlichen Auge entgegen kommt, nicht aber den Pflanzen.

Fazit

Die meisten Lampen wurden in der Vergangenheit dazu entwickelt, ein für uns Menschen gut sichtbares Licht zu erzeugen. Darum sind die Angaben in Lumen bzw. Lux auch kaum für einen Vergleich zu gebrauchen. Wird die Aufzucht von Pflanzen betrachtet, liegen LED-Pflanzleuchten derzeit eindeutig vorne. Auch wenn die Leistung pro Watt bei einigen älteren Modellen unter denen von Metalldampflampen liegt, so überzeugen das bessere Spektrum und die deutlich verlängerte Lebenserwartung. Neben dem wirtschaftlichen Vorteil kommt die verringerte Unfall- und Entdeckungsgefahr durch die erheblich geringere Betriebstemperatur. Dazu kommt die Tatsache, dass LED’s der neuesten Generation Metalldampflampen in allen messbaren Bereichen schlagen. Selbst weiß strahlende Leuchten auf dem aktuellen Stand der Technik übertrumpfen die alten Lampen entscheidend.