Was macht gute LED-Pflanzenlampen aus?

Kriterium 1: Die Photoneneflussdichte vs. Lumen und Lux

Die Photonenflussdichte (PPFD) in Mikromol pro Quadratmeter pro Sekunde gibt an, wie viele Lichtteilchen in einer Sekunde auf eine Fläche von einem Quadratmeter treffen. Dies ist einer der wichtigsten Werte einer LED-Pflanzenlampe, vergleichbar dem Luxwert herkömmlicher Leuchtmittel. Da sich Lumen und Lux auf die Helligkeit des Lichts beziehen, welche wiederum ein rein auf das menschliche Auge bezogener Wert ist, haben sie für die Leistung von LED-Wachstumslampen keine Aussagekraft. Pflanzen „sehen“ Licht nämlich anders, als Menschen. Das Licht von Wachstumslampen ist präziser und auf die Bedürfnisse von Pflanzen bezogen bestimmt durch ihren Photonenausstoß im PAR-Bereich. (PAR steht für photosynthetically active radiation, Englisch für photosynthtetisch aktive Strahlung). Die PPFD-Werte variieren stark, je nachdem, wie hoch eine Lampe über der Anbaufläche befestigt wird. je geringer der Abstand, desto höher der PPFD-Wert. Aber Achtung:

Vielmehr gibt es einen Lichtsättigungspunkt. Übersteigt die Lichtmenge also einen bestimmten Betrag, kann die Pflanze die Photonen nicht mehr absorbieren. Es kommt zu Lichtverbrennungen.

Kriterium 2: Streuung der Photonen

Somit ist es leicht nachvollziehbar, warum eine LED-Pflanzenlampe keinen sehr engen Abstrahlwinkel haben sollte. Der Abstrahlwinkel bestimmt den Durchmesser des Lichtkegels, der von der Lampe ausgeht. Ist dieser sehr eng, z.B. <50° würden die Photonen sehr gebündelt unterhalb der Lampe auf die Pflanze treffen und –je nach PPFD-Wert– ein Hotspot entstehen, der die Pflanze schädigen könnte. Ist der Winkel sehr weit gewählt, z.B. >120°, geht viel Licht zu Seite verloren.

Die Form, in welcher die Photonen gestreut werden hängt auch mit der Bauform, vor allem aber mit der Anordnung der LED in der Lampe zu tun. Sind sie kreisförmig angeordnet, wird auch das Licht kreisförmig gestreut u.s.w.

Kriterium 3: Das Lichtrezept der Wachstumslampe

  Das Lichtspektrum einer LED-Pflanzenlampe dargestellt in einem Graph, oben sind die Lichtfarben zu sehen

Pflanzen absorbieren Licht, um damit Photosynthese zu betreiben und so an Masse zuzulegen. Dabei wird nicht jede Wellenlänge Lichts gleich gut verwertet. Das Aktionsspektrum der Photosynthese stellt graphisch dar, welcher Bereich des Lichts von Pflanzen am besten verwertet werden. Zusammengefasst nennt man den Bereich zwischen 400 und 700nm Wellenlänge das Photosynthetisch aktive Spektrum (auch engl. PAR), d.h. dieser Teil des Lichts wird von Pflanzen genutzt. Dieses PAR-Spektrum zeigt Spitzen im blauen und roten Spektralbereich. Das heißt blaues und rotes Licht ist für die Photosynthese und damit das Wachstum der Pflanze unerlässlich. Eine Pflanzenlampe, die auf Blau und Rot fokussieren kann, ist somit wünschenswert und durch LED-Technik überhaupt erst möglich.

LED strahlen manchmal nur eine Wellenlänge Licht aus, machmal aber auch ein Spektrum, d.h. verschiedene ineinander übergehende Wellenlängen Licht. In einer LED-Pflanzenleuchte sind in der Regel mehrere LED verbaut. Dieses Licht ergibt zusammen das gesamte Lichtspektrum der Lampe. Dies nennt man auch Lichtrezept, denn mit LED ist es eben möglich, die passende Rezeptur für die jeweilige Pflanze und das gewünschte Zuchtergebnis zu kreieren. Allerdings bleibt dies meist Profis vorbehalten. Doch auch bei den fertigen plug-and-play (steckerfertig)-Modellen auf dem Markt wurde am Lichtspektrum der Lampe getüftelt, um ein möglichst allgemeingültiges und vor allem -wirksames Spektrum zu entwickeln. So differieren die Spektren ungemein. Wie oben geschildert sind rot und blau als Spektralfarben unerlässlich. Doch auch die Wirksamkeit anderen Wellenlängenbereiche sollte nicht übersehen werden. Für ein formschönes und gehaltvolles Zuchtergebnis, sollte das Spektrum über Rot und Blau hinausgehen. Der Trend geht hier eindeutig zu COB-LED, welche einen warmweißen Farbeindruck im menschlichen Auge evozieren.

Kriterium 4: Die empfohlene Anbaufläche

Es muss darauf geachtet werden, für welche Fläche die jeweilige Lampe empfohlen wird. Ist die eigene Anbaufläche zu groß für den Lichtkegel und die -Menge, werden die Pflanzen wie bei jedem Lichtmangel mit Vergeilung reagieren. Grundsätzlich ist eine etwas kleinere Fläche, als vom Hersteller empfohlen die bessere Wahl. So werden auch die Ränder der Fläche ausreichend beleuchtet und eine Hot-Spot kann durch größeren Abstand zwischen Lampe und Pflanze vermieden werden. Da die meisten Menschen kein Lichtmessgerät (PAR-Meter) zur Hand haben bleibt auch nicht viel anderes übrig, als sich an Herstellerangaben zu orientieren. Wir messen hier bei uns auch PPFD und Spektrum von verschiedenen LED-Pflanzenlampen. Auf der Seite des Testberichts findet ihr jeweils eine Kartierung der Photonenflussdichte, welche Auskunft über Intensität und Streuung des Lichts gibt.

Kriterium 5: Gute Verarbeitung gewährleistet einen sicheren Betrieb

Eine gute Verarbeitung gewährleistet Funktionstüchtigkeit, lange Lebensdauer und den sicheren Betrieb einer LED-Pflanzenlampe. Freilich gibt es vereinzelt Lampen, die in der EU produziert werden. Meist aber findet die Produktion in China statt. Beim Kauf einer Lampe ist zumindest auf die CE-Kennzeichnung und ihre Richtigkeit zu achten. Außerdem gibt es verschiedene Schutzarten, welche Auskunft darüber geben, ob eine Lampe z.B. spritzwassergeschützt ist.

Kriterium 6: Auch LED benötigen Kühlung

  Aluminiumkühlrippen eine LED-Pflanzenlampe

Wichtig für den reibungslosen und langfristigen Gebrauch einer Wachstumslampe ist eine ausreichende Kühlung. LED erzeugen zwar wenig Abwärme sind aber nichtsdestotrotz wärmeempfindlich. Die Wärme muss aus den Diode geleitet werden, sonst wird ihre Lebensdauer deutlich eingeschränkt. Dazu wird entweder ein großer Kühlkörper aus Aluminium verwendet oder kleine Kühlkörper in Kombination mit Ventilatoren. Die Kühlung ist in der Lampe direkt verbaut. Verfügt eine Lampe nicht über eine Kühlung, ist vom Kauf der Lampe abzuraten. In unserem Test günstiger LED-Pflanzenlampen gab es tatsächlich solche Fälle.

Damit liegen die Vorteile der LED auf der Hand: Durch hohe Effizienz und lange Lebensdauer, lassen sich mit LED Kosten sparen. Der Anschaffungspreis ist zwar oft höher, als bei anderen Leuchtmitteln, doch amortisiert sich der Einkaufspreis durch die Einsparung von Stromkosten.

Inzwischen haben sich LED zur Pflanzenbeleuchtung durchgesetzt und es gibt unzählige Modelle auf dem Markt. Einige geläufige Features der Lampen sollen im Folgenden vorgestellt werden.

Umschaltbarkeit des Spektrums

  Umschalttasten für die Modi

Viele Lampen verfügen über mehrere Modi, welche meist mithilfe eines Kipschalter ein- und ausgeschaltet werden können. Diese Modi orientieren sich in aller Regel an den Phasen des Vegetationszyklus der Pflanze. Ein Vegetationszyklus reicht von der Keimung bis zur Ausbildung neuen Saatgutes. Im Laufe dieses Zyklus benötigen die Pflanzen verschieden viel Licht und auch andere Lichtfarben. Ein kleiner Keimling braucht noch kaum Licht zum Wachstum, eine große Pflanze mit viel Blattfläche hingegen schon, denn sie muss ja ihren Körper mit dem Nötigsten versorgen. Während der Anzucht bedarf es also nur wenig eher kalten Lichtes. Dann geht die Pflanze in die Wachstumsphase über. Hier wird mehr und insbesondere blaues Licht benötigt. Wobei hier wieder darauf geachtete werden sollte, nicht rein blaues Licht zu verwenden, denn Wellenlängen sind synergetisch, d.h. sie wirken zusammen besser als einzeln und führen gemeinsam zu einer erhöhten Photosyntheserate (Emersson-Effekt). In der Blüte-und Fruchtbilsungsphase wirkt sich rotes Licht vermehrt positiv auf die Pflanze aus. Der Lichtbedarf der pflanze erhöht sich also während ihres Vegetationszyklus‘. So ist es bei LED-Pflanzenlampen mit verschiedenen Modi meist angedacht, mit dem Wachstumsmodus zu beginnen, dann den Vollspektrummodus zuzuschalten und schließlich auch noch den Wachstumsmodus. Etwas Strom lässt sich durch die Differenzierung des Spektrum auch sparen, da nicht gleich mit voller Power losgelegt wird. Die verschiedenen Modi sind ein Extra und zur Pflanzenzucht nicht unbedingt notwendig.

Dimmen

  LED-Wachstumslampe mit Dimmregler

Eine weitere stromsparende Funktion ist das Dimmen. Falls die Lampe selbst keinen Dimmregler besitzt, kann ein externer Dimmer übernehmen. Dieser regelt den Stromfluss herunter. Die Dimmung beeinflusst auch die Effizienz der LED. Je niedriger diese bestromt werden, desto besser ist ihre Effizienz. Letztere bemisst sich darin, wie viel der zugeführten Energie in Wärme und wie viel in Licht umgewandelt wird. Durch Dimmen lässt sich also Strom sparen, die Lichtintensität dem Wachstumszyklus anpassen und die Effizienz der LED steigern.

Auch eine Dimmung ist nicht zwangsläufig vonnöten. Allerdings ist es gut, die Lichtstärke der Lampe irgendwie reduzieren zu können, ob durch den Wechsel zwischen Modi, einem Dimmregler o.ä., ist egal. Ein Zuviel an Licht kann nämlich die jungen Pflänzchen schädigen. Ist keines diese Features vorhanden, kann die Lampe zunächst mit größerer Distanz zu den Pflanzen aufgehängt werden und im Verlauf des Vegetationszyklus näher gebracht werden.

Daisychaining

Daisychaining meint die Zusammenschaltbarkeit einzelner LED-Pflanzenlampen. So wird jede Lampe zu einem Modul des Beleuchtungssystems. Durch Daisychaining lassen sich die Pflanzenlampen zugleich aus- und umschalten. Kann man die Lichtfarben und/oder -intensität regulieren, kann dies für alle Lampen gleichzeitig gemacht werden. Einen Treiber benötigt trotzdem jede Lampe für sich.

Steuerbarkeit

Die meisten LED-Pflanzenleuchten auf dem Markt sind plug-and-play-Modelle. Das bedeutet, wie werden steckerfertig ausgeliefert. Das Vorschaltgerät (Treiber) ist in der Lampe verbaut. Diese muss nur am Stromnetz angeschlossen und eingeschaltet werden. Ab und an ist nicht mal ein Ein-und Ausschalter vorhanden und die Lampe leuchtet, sobald sie eingesteckt ist.

Andere Lampen besitzen mehrere Tasten, z.B. zur Umschaltbarkeit der Lichtfarben. Auch Drehregler, z.B. zur Dimmung des Lichts gibt es.

Seltener, aber immer öfter zu finden ist die Steuerbarkeit per App. Hier kann dann auch bequem aus der Ferne die Lampe mit ihren je eigenen Features gesteuert werden. Bei daisychainbaren Lampen kann so die gesamte Beleuchtungsanlage angesteuert werden.

Je nach Bedarf variiert, welche die beste LED-Pflanzenlampe darstellt.