Zu diesem Thema hatten wir am 28.05.2017 eine Live-Fragestunde.
Das Video ist ein bisschen lang geworden. Aber falls Du es Dir anschauen magst, findest Du es hier auf unserem YouTube-Kanal:

Basics: was sind LEDs und wie funktionieren sie?

LEDs gibt es in unterschiedlichen Bauformen. Der Aufbau ist aber immer der gleiche: in der LED ist ein Halbleiter verbaut, durch dem Strom fließt. Der Halbleiter beginnt dann zu leuchten. Darüber sind in der Regel Linsen aus Kunststoff oder Glas verbaut. Es können auch Reflektoren für die LED-Chips verwendet werden.

Die auffälligsten Besonderheiten von LEDs im Vergleich zu bis dahin herkömmlichen Leuchtmitteln: das Lichtspektrum ist sehr schmal und der Abstrahlwinkel ist sehr klein. Woher kommt das? Das Lichtspektrum ("die Farbe") einer LED rührt von der Art des eingesetzten Halbleiters her. Mit unterschiedlichen Halbleitern lassen sich unterschiedliche Farben erzeugen.
Der Halbleiter liegt in kristalliner Form vor. Dies führt dazu, dass der Abstrahlwinkel sehr klein ist.

Hinweis: hier abgebildet ist eine einfache LED. Das Foto dient nur der Veranschaulichung, da die Bauweise hier gut erkennbar ist. LEDs, die für die Raum oder Pflanzenbeleuchtung eingesetzt werden, liegen üblicherweise in SMD-Bauweise vor.

Einfache LED

Vorteile von LEDs

Wir sehen folgende Hauptvorteile von LEDs:

Vorteil Nr. 1: Effizienz - LEDs sind die sparsamsten Leuchtmittel, die momentan verfügbar sind

Glühlampe

Glühlampen haben eine Lichtausbeute von ca. 2%. Die meiste restliche Energie, die sie verbrauchen, wird in Wärme umgewandelt.

NDL

NDLs haben eine Lichtausbeute von ca. 30%.

hydroca LED

LEDs können eine Lichtausbeute von 85% erzielen. Im Moment gibt es keine (marktreife) Technik, mit der elektrische Energie effizienter in Licht umgewandelt werden kann. Oder anders gesagt: es gibt im Moment kein sparsameres Leuchtmittel als LEDs.

Vorteil Nr. 2: LEDs können ein ideales Lichtspektrum für das Pflanzenwachstum erzeugen

Das Lichtspektrum, das eine NDL, Halogen- oder Glühlampe emittiert, lässt sich nur begrenzt beeinflussen. Anders bei LED: LEDs lassen sich haargenau auf den Anwendungszweck hin designen.

Beispiele:

  • Beleuchtung eines Flurs oder Arbeitszimmers: kaltweißes Licht
  • Beleuchtung eines Wohnzimmers: warmweißes Licht
  • Warnleuchte im Cockpit eines Fahrzeugs: gelb, rot oder grünes Licht

Was für ein Licht würde man also erzeugen wollen, wenn eine LED als Pflanzenlampe eingesetzt werden soll? Pflanzen benötigen nicht das gesamte Lichtspektrum, das die Sonne emittiert, sondern nur einen Teilbereich. Dieser Teilbereich liegt zwischen 400 und 700nm und wird auch als PAR bezeichnet: PAR = Photosynthetically Active Radiation, zu deutsch sinngemäß: "für die Photosynthese relevantes Lichtspektrum".

Pflanzen benötigen für die Photosynthese in erster Linie blaues und rotes Licht. Grünes und gelbes Licht ist unmittelbar für die Photosynthese weniger relevant. Grünes Licht wird von Pflanzen überwiegend reflektiert, deswegen sind Blätter grün.

LED-Pflanzenlampen werden daher überwiegend aus roten und blauen LEDs zusammengesetzt. Deswegen geben sie so ein ungewohntes Licht ab, im Vergleich zu NDLs, die ein warmweißes Licht abgeben.

PAR - für die Photosynthese relevantes Lichtspektrum

Vorteil Nr. 3: sehr einfache Handhabung - Plug and Play

LED-Armaturen sind sehr einfach in der Handhabung. Die Armaturen, die wir im Shop verkaufen, sind Plug and Play-fähig. Das bedeutet: man packt sie aus, steckt den Stecker rein und schaltet sie an - fertig.

Es ist kein Zusammenbau der Armatur notwendig, keine Elektro-Arbeiten, keine Zusatzgeräte wie Vorschaltgeräte oder Reflektoren.

Plug and Play - Stecker in die Steckdose und los geht's

Nachteile von LEDs

Alles hat Vor- und Nachteile. Auch LEDs. Wir sehen folgende Hauptnachteile:

  1. LED-Armaturen sind nicht miteinander vergleichbar
    Es geht wirklich nicht. Zumindest nicht für Menschen, die sich nicht jeden Tag mit LEDs beschäftigen. Der Grund: die LED-Technik bringt sehr viele Faktoren mit, die für einen Vergleich relevant sind. Z.B. die Leistung, das Lichtspektrum, die Lichtleistung, den Abstrahlwinkel, den Preis, die Bauweise, ... Deshalb sind Armaturen nicht einfach miteinander vergleichbar. Zu diesem Thema gibt es übrigens eine separate Seite und ein separates Video, indem wir genau erklären, warum das so ist.
  2. Anschaffungskosten
    Die Anschafftungskosten sind höher als bei NDLs. Die Technik ist noch jung und die Nachfrage noch nicht so hoch wie bei NDLs. Die Preise sinken ständig, aber sind immernoch deutlich höher als bei NDLs. Durch den niedrigeren Stromverbrauch rechnen sich NDLs trotzdem - man sollte sich jedoch ausrechnen, wann der Amortisationszeitpunkt eintritt.
  3. LED-Degradation
    Genau wie bei jedem anderen Leuchtmittel lässt die Lichtstärke von LEDs im Laufe ihres Lebens nach. Die Degradation verläuft dabei interessanterweise nahezu linear - was evtl. auch als Vorteil angesehen werden kann.
  4. Weniger Abwärme (Nachteil?)
    Anders als NDLs können LEDs nicht als "Heizung" betrachtet werden. Wer ein Grow-Projekt in einer sehr kalten Umgebung plant, sollte wohl eher zu NDLs greifen, da mit LEDs eine zusätzliche Heizung notwendig wäre, was den Energiespareffekt und Hauptvorteil der LED-Technik egalisieren würde.
Nachteile von LEDs

LEDs - bringt's das überhaupt?

Ja.

Im Moment im Jahre 2017 zeichnet sich ab, das die LED-Technik in allen Bereich Einzug hält und alle anderen Techniken verdrängt - auch im Bereich der Pflanzenbeleuchtung.

Straßenbeleuchtungen, KFZ-Lampen, Wohnraumbeleuchtung - das sind nur ein paar wenige Bereiche doch auch hier ist heute deutlich erkennbar, dass es bald nur noch LED gibt.

Die großen Hersteller wie Osram und Philips haben sich schon lange in Position gebracht und investieren weiter stark in die Forschung. Zum einen werden die LED-Chips an sich besser (noch effizienter), zum anderen werden die Herstellkosten immer weiter sinken.

Bildnachweise:
Nahaufnahme einer im Durchmesser 5 mm großen Leuchtdiode in transparentem Kunststoffgehäuse von Grapetonix Lizenz: CC Attribution 3.0
LED-NDL-Glühlampe - eigenes Bild
Steckdose von Bran [Public domain], via Wikimedia Commons

PAR / Graph zum Aktions-/Adsorptionsspektrum der Photosynthese von Lanzi Lizenz: CC BY-SA 3.0
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