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Die Effizienz von LED Grow Lampen verbessern mit PAR, Photonen und UV

Die Effizienz von LED Grow Lampen verbessern mit PAR, Photonen und UV

  • Photonen und die Effizienz von LED-Lampen
  • Wissenswertes über PAR beim Einsatz von LED-Lampen
  • Die Bedeutung von UV für LED-Lampen 

Diesen Monat geben die LED-Experten von   Grow Lights Australia Informationen darüber, wie man die Effizienz von LED-Lampen mit Hilfe von PAR, Photonen und UV verbessern kann.

Die meisten Züchter kennen mittlerweile die Vorteile von LED (licht emittierende Diode) gegenüber HID (Hochdruck-Entladungslampen), da die besten LEDs für den Gartenbau zu mindestens  50% effektiver sind als die besten zweiseitig gesockelten HPS oder CMH-Lampen.

LEDs wandeln 50% mehr Strom in Licht um. Allerdings haben nicht alle LEDs die gleiche Effizienz, deshalb ist es von Vorteil, wenn man die verschiedenen Kategorien versteht und weiß, welche Tricks Hersteller benutzen, um ihre eigenen Produkte effektiver erscheinen zu lassen, als andere.

Energieeffizienzklassen für LEDs werden normalerweise in umol/j gemessen – d.h. die Anzahl an Photonen pro Energieeinheit (1 Joule = 1 Wattsekunde). Das Problem ist aber, dass nicht alle Photonen gleich sind.

Photonen und die Effizienz von LED-Lampen

Ultraviolettes Licht ist ein Energiepaket das als Photon bezeichnet wird. Ein 440nm blaues Photon benötigt 50% mehr Energie als ein 660nm rotes Photon – obwohl beide den gleichen photosynthetischen Wert besitzen (ein Photon – egal welcher Farbe –  steuert eine photosynthetische Einheit). Deshalb können zwei Dioden mit der gleichen Strahlungseffizienz (d.h. die Menge an Strom, die in Licht umgewandelt wird) trotzdem sehr unterschiedliche Quanteneffizienzen (die Menge an Strom, die in einzelne Photonen umgewandelt wird) aufweisen.

Das ist ein Grund, warum 660nm monochromatische, rote Dioden zu den effizientesten LEDs gehören, die man kaufen kann – weil 660nm eine eine Quanteneffizienz von etwa 5,5 umol/j hat (theoretisch die maximale Anzahl von Photonen, die eine 660m Diode pro Joule produzieren kann). Ein weiterer Grund ist das Design der 660nm Diode, das eine Strahlungseffizienz von bis zu 75% und mehr erreicht.

Falls das zu kompliziert klingt, denkt einfach daran, dass sich die Gesamteffizienz einer LED in umol/j zusammensetzt aus der Strahlungseffizienz multipliziert mit der Quanteneffizienz. Wenn Ihr zum Beispiel das theoretische Maximum von 5,5 umol/j mit der Strahlungseffizienz von 75% multipliziert, erhaltet Ihr eine Gesamteffizienz von 4,124 umol/j.

Aber was wenn wir ein UVA  (Ultraviolet A) Photon erzeugen wollen, um die Cannabinoid- und Terpenproduktion zu erhöhen? Einige 405nm UVA Dioden haben auch eine Effizienz von bis zu 75%. Allerdings hat 405nm UVA-Licht eine bedeutend niedrigere Quanteneffizienz als 660nm Rotlicht („nm“ bezieht sich auf Nanometer – die Länge der jeweiligen Lichtwelle. Kürzere Wellen haben niedrigere Werte, tragen aber mehr Energie).

Eine 405nm Diode hat eine Quanteneffizienz von etwa 3,36 umol/j, wenn man das also mit 75% multiplizieren, kommt man auf eine Gesamteffizienz von nur 2,24umol/j. Cannabis-Züchter nehmen oft an, dass eine 660nm Diode mit 4.125 umol/j viel effizienter ist als eine 405nm Diode mit 2,52 umol/j – dabei sind sie gleichermaßen effizient in Bezug auf den Energieverbrauch!

Wissenswertes über PAR beim Einsatz von LED-Lampen

Lasst uns das nun auf das gesamte PAR-Spektrum von 400-700 nm übertragen. Wenn man beim Innenanbau von Cannabis LED-Lampen benutzt, steht PAR für „photosynthetisch aktive Strahlung“ – das Lichtspektrum, das für die Photosynthese benötigt wird. Dieses Spektrum ist auch für Menschen sichtbar. UVB und Infrarotlicht befinden sich außerhalb dieses Spektrums und können vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden.

Merkt Euch: eine „echte“ Vollspektrum LED Pflanzenlampe mit Wellenlängen durch das gesamte PAR- Spektrum von 400-700nm hat eine niedrigere umol/j Effizienz als eine Lampe mit einem großen Anteil an Rot und ohne Violet oder UV. Darum hat eine Mischung aus Weiß und 660nm LEDs ein besseres umol/j Rating als eine Lampe mit UVA und violett.

Wenn Ihr also die Effizienz der LED-Lampe erhöhen wollt (und damit auch den Ernteertrag), dann schaut beim Kauf einer Lampe für Euren Innenanbau nicht nur auf den umol/j Wert, sondern fragt beim Hersteller nach, ob die Lampe auch UVA oder Fernrot strahlt und was die Gesamteffizienz in umol/j ist, nachdem dieses zusätzliche Licht in die Berechnung mit einbezogen wurde.

Die Bedeutung von UV für LED-Lampen

UV in LED-Grow-Lampen ist wichtig für die Produktion von Cannabis und Terpenen, da es einen milden Reiz auf die Pflanze ausübt, die dadurch mehr dieser sekundären Stoffwechselprodukte herstellt, um sich vor DNA-Schäden zu schützen. Fernrot kann die Blütenbildung beschleunigen und Biomasse vergrößern, aber Fernrotdioden sind nicht besonders effizient (etwa 55%). Darüber hinaus liegt Fernrot außerhalb des 700nm PAR-Spektrums und wird deshalb oft überhaupt nicht in umol/j Berechnungen mit einbezogen!

Das heißt, eine moderne LED-Lampe bei der mehr als 10% des Lichtes außerhalb des traditionellen 400-700nm PAR-Spektrum liegt (wie High Light 420 Serie von Grow Lights Australia mit 1% UVA und 10% Fernrot) hat 1000 PFD (Photonenflussdichte) auch wenn ein typischer Lichtmesser 900 PPFD („photosynthetische“ Photonenflussdichte) anzeigt. Wenn es um die Effizienz von LED-Lampen geht, gibt es auf jeden Fall Unterschiede.

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