Alles über LED Grow Lights

Die Geschichte über PPF, PPFD, Lumen und Lux

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Sie wissen nicht, mit welchen Leuchtkörpern Sie arbeiten sollen?

Wenn Sie in der Vergangenheit mit Lampen in Berührung gekommen sind, haben Sie vielleicht eine Menge verschiedener Maßeinheiten für Licht gesehen, nach denen Sie beurteilen können: Watt, Lumen, Lux und Farbtemperatur (z.B. 5400k, wie bei Leuchtstoffröhren). Wenn Sie Ihre Wohnung und Ihren Lebensraum nur für das menschliche Auge beleuchten, leisten diese Geräte gute Dienste. Sie können eine Glühbirne mit hohem Lumenwert für die Beleuchtung Ihres Wohnzimmers oder eine mit niedrigem Lumenwert für Ihr Nachttischlicht wählen. Pflanzen sind jedoch anders als wir. Unsere 40W-Glühbirne mit 1000 Lumen sagt uns also nicht, ob unsere Veilchen wachsen werden oder nicht, da wir nicht wissen können, ob das Licht photosynthetisch aktiv ist oder nicht. Auch die Lichtfarbe, wie 5400K, Rot oder Blau, spielt keine Rolle, da viele dieser Farben auch normales weißes Licht abgeben und lediglich einen Filter verwenden, um die emittierte Farbe zu ändern. Wonach beurteilen wir also Growlampen? In diesem Artikel werden wir genau diese Frage beantworten!

Lumen, Lux, Geometrie und Kerzen

Lumen

Lumen ist eine nützliche Einheit, aber nur für den menschlichen Gebrauch. Hohe Lumen können Ihnen helfen, einen Raum zu beleuchten. Eine typische 75W-Glühbirne oder eine 25W-Kompaktleuchtstofflampe strahlt 1.600 Lumen aus. Für Ihr Wohnzimmer brauchen Sie also ein paar tausend Lumen für eine ordentliche Helligkeit. Dieses Licht ist im Spektrum des menschlichen Auges verankert, d.h. es enthält keine tiefroten oder ultravioletten Blautöne, sondern konzentriert sich hauptsächlich auf grünes Licht mit einer Wellenlänge von 550nm (Nanometer).

Was ist ein Lumen? Es ist eine Einheit für den Lichtstrom, die sich aus der Geometrie und der Lichtausstrahlung einer einfachen Kerze (eine Candela, eine andere Einheit) ableitet. Ein Lumen entspricht der abgestrahlten Lichtleistung einer Kerze, multipliziert mit einem Steridian (ein geometrischer Begriff für eine bestimmte Fläche einer Kugel). Ohne weiter in die Mathematik einzusteigen, basiert sie also auf Kerzen und einer auf den Menschen bezogenen Leuchtkraftfunktion, die für Menschen gut ist, aber nicht für Pflanzen.

Lux

Was ist dann also ein Lux? Ein Lux ist einfach ein Lumen auf einer Fläche von 1 m2. Das heißt, 1 Lumen erreicht einen 100 cm mal 100 cm großen Fleck in Ihrem Zimmer. Dies ist sehr praktisch, um das Licht an einem Ort zu messen, da Sie mit einem Messgerät das Lichtniveau in einem Bereich beurteilen und an dunklen Stellen Lichter hinzufügen können. Um Ihnen eine Vorstellung von der Größenordnung zu geben: 100.000 Lux sind direktes Sonnenlicht, aber 300 Lux sind normales Raumlicht. Mit 1 Lux können Sie jedoch immer noch das Licht des Vollmonds sehen. Aber ist das Luxus, wenn Sie Ihre Pflanze mit pflanzengerechtem Licht anbauen? Wir wissen es nicht, also dürfen wir es nicht für die Verwendung als Wachstumslicht verwenden.

Korrelierte Farbtemperatur (CCT)

Wenn Sie ein Aquarium oder ein Leuchtstoffröhrenband hatten, werden Sie dafür Leuchtstoffröhren mit einer Farbtemperaturskala gekauft haben, typischerweise 5400K, 7200K oder 3400K. Dabei handelt es sich um eine Farbmischung, die auf dem natürlichen Tageslichteindruck basiert und von den orangefarbenen Flammen einer Kantel bis zum hellen Blau eines klaren blauen Himmels reicht.

Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR)

PPF

Was die Pflanze braucht, ist photosynthetisch aktives Licht, das wir PAR nennen. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus relevanten Lichtfrequenzbändern (bezogen auf die Farbe) mit Spitzenwerten um 420 nm und 680 nm für rotes bzw. blaues Licht. Es werden auch andere Lichtfrequenzen verwendet, die Sie sich jedoch merken sollten. Wie messen wir also dieses PAR-Licht? PPF steht für den photosynthetischen Photonenfluss. Ein Photon kann als eine einzelne Lichteinheit betrachtet werden, ohne sich mit Quantenphysik zu befassen. PPF bedeutet also die Anzahl der PAR-Lichtmoleküle, die pro Sekunde auf eine bestimmte Fläche treffen. Dies wird in der Regel in Mikromol, µmols-1, gemessen (eine Mengeneinheit, die viele Billionen Lichtphotonen pro Sekunde repräsentiert), wobei eine typische 1m2 große Wachstumsfläche für ein starkes Pflanzenwachstum je nach Kultur zwischen 300 und 1000µmol pro Sekunde empfangen muss. Eine interessante Tatsache ist, dass während der Photosynthese etwa 10 Photonen für den Verbrauch eines CO2-Moleküls verbraucht werden. Daher können wir sehen, wie wichtig PPF ist, wenn bestimmte Blattorgane nur eine bestimmte Lichtfrequenz für die Photosynthese oder Pflanzenreaktionen akzeptieren.

PPFD

Wenn wir die PPF für die Nutzung des Wachstumsraums einen Schritt weiterführen, haben wir die PPFD, die für die photosynthetische Photonenflussdichte steht. Dieser misst die PPF pro Flächeneinheit, normalerweise in m2. Wenn Sie also eine Fläche von 20 m2 bewirtschaften, müssen Sie genügend PPFD bereitstellen, um den Bedarf Ihrer Pflanzen zu decken. Bei der Auswahl Ihrer Pflanzen können Sie sich über die PPFD-Anforderungen informieren und Grow-Lampen kaufen, die ihren PPFD-Bedürfnissen entsprechen. Es ist erwähnenswert, dass die PPFD stark variiert, je nachdem, wie nah das Licht an der Pflanze ist, und zwar nach dem Gesetz des umgekehrten Quadrats. Das liegt daran, dass typische Grow-Lampen das Licht kugelförmig, kegelförmig oder pyramidenförmig streuen, was zu einer Lichtverschwendung führt, die in größeren Höhen noch größer ist. Während der PPF, wie oben beschrieben, die Gesamtleistung der Lampe ist (unabhängig von der Bauart), liefert der PPFD die Information darüber, wie viele Photonen tatsächlich das Pflanzendach erreichen. Eine Lampe kann einen enormen PPF haben, aber aufgrund einer ineffektiven Lichtverteilung (d.h. Hot Spots) und Streuverlusten an den Seiten nicht in der Lage sein, die Photonen auf den Baldachin zu bringen.

Spectra

Vielleicht haben Sie schon vom Pflanzenlichtspektrum oder PAR-Spektrum gehört und fragen sich nun, was das ist. Das pflanzliche Lichtspektrum reicht von 400nm bis 700nm und besteht aus bestimmten Lichtfrequenzen, die für bestimmte Zwecke verwendet werden. Was der PPF misst, ist eine Lichtmischung rein innerhalb dieses Spektrums, also genau das, was Pflanzen nutzen. Innerhalb dieses Spektrums kann das Gleichgewicht des Lichts variiert werden, um den Bedürfnissen von Pflanzen und Züchtern gerecht zu werden. Das ist es, was wir bei excite tun, um seltsame und wunderbare Ergebnisse zu erzielen.

Verwendung von Wachstumslicht

Was bedeutet das für Sie, den Züchter? Nun, mit diesen neuen Informationen bewaffnet, können Sie Grow-Lampen nach ihrem emittierten PPF und PPFD beurteilen, um zu verstehen, was Grow-Lampen tatsächlich leisten. Viele Grow-Lampen wie HPS oder MH emittieren einen Kern PPF, aber viel anderes Abfalllicht und Wärme. Für jede 300µmolm-2s-1 PPFD, die eine Pflanze erhält, variiert die erforderliche Leistung je nach Art des Wachstumslichts dramatisch.

Hier ist ein Vergleich der PPF/Energieeffizienz, der jedes Grow-Licht untersucht, und der voraussichtlichen jährlichen Kosten. Wie wir sehen können, sind LEDs der klare Gewinner in diesem Vergleich, da sie die meisten PPFD für die geringsten jährlichen Kosten liefern. Die PPFD variiert auch in Abhängigkeit von den Lichtmustern, die von der Grow-Lampe erzeugt werden.

Zusammenfassung

Was können Sie also aus all dem mitnehmen? Hier ist eine Zusammenfassung dessen, was Sie über die Messung von Licht wissen müssen, um bessere Growlampen auszuwählen:

  • Lumen und Lux sollten nicht für die Auswahl von Grow-Lampen verwendet werden; diese Messungen wurden für die Bedürfnisse des Menschen entwickelt, nicht für die der Pflanzen.
  • Die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) und der photosynthetische Photonenfluss (Dichte) PPF (PPFD) sind entscheidend für die Beurteilung, wie viel nutzbares Licht eine Pflanze erhält.
  • LEDs sind die kosteneffizientesten PPFD-Strahler mit kontrollierbaren Spektren, was sie zum besten Grow-Licht macht, das Sie für die Aufzucht kräftiger Pflanzen wählen können.

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