LED-TECHNOLOGIE

VERWENDUNG VON VERSCHIEDENEN LICHTQUELLEN

Obwohl inadäquate Quellen die billigsten sind, hat sich gezeigt, dass die Pflanzen überhitzen können und viel Energie verbrauchen. Zudem können sie nur eine begrenzte Auswahl an Rot und Blau liefern, diese sind aber für die Zucht und Gesundheit der Pflanze unbedingt notwendig.

Halogenquellen haben eine helle Farbe, die sehr nah am Sonnenlicht liegt (ca. 6000 K), sowie eine längere Lebensdauer als Glühlampen (bis zu 15.000 Stunden). Diese zeichnen sich durch eine geringe Effizienz und übermäßige Erwärmung aus. Sie können das Licht nur in einem schmalen Bereich des Spektrums liefern, Pflanzen schädigen und verbrennen, da sie den Pflanzen an bestimmten Zonen zu viel Licht, und anderen zu wenig Licht geben.

Fluoreszierende Quellen sind sehr weit verbreitet, aber ihnen fehlt das rote Spektrum, welches für das Blühen sehr wichtig ist. Es wurden Beleuchtungssysteme mit einem vollständigeren Lichtspektrum entwickelt, insbesondere solche mit einem erhöhten Blau- und Rotspektrum, um eine nachhaltige PPF (photosynthetische Photonenfluenz) zu erreichen, die für eine hohen Ertrag erforderlich ist. Das Spektrum und die Intensität von Fluoreszenzquellen sind jedoch über einen längeren Zeitraum nicht stabil und solche Systeme sind teuer und ineffizient.

Bild 1: Fluoreszierende Quellen

Entladungslampen, wie zum Beispiel MH- und HPS-Quellen, sind bisher am häufigsten im Gartenbau verwendet worden. Sie haben einen relativ hohen Wirkungsgrad von bis zu 200 lm / W und eine hohe PA (Photosynthetic Active Radiation) von bis zu 40% und werden in Gewächshäusern und anderen Pflanzen für den Pflanzenanbau verwendet. HPS Quellen geben Licht im warmen, roten Teil des Spektrums und sind dominant in relativ zu MH oder fluoreszierenden Quellen für das Wachsen von Blumen. Aufgrund des schlechten Blau-Farbreproduktionsindexes sehen die Pflanzen jedoch verblasst aus, so dass es notwendig ist, zwei Arten von HPS-Quellen zu kombinieren, um die roten und blauen Farben des Lichts zu erhalten.

Bilder 2: HPS- und MH-Quellen

DIE VERWENDUNG DER LED-TECHNOLOGIE UND IHRE VORTEILE

Die Verwendung dieser Lichtquellen, die nicht den vollen Spektralbereich aufweisen und einen hohen Energieverbrauch haben, gelten als ernsthafter Nachteil. Es führt auch dazu, dass es aufgrund zu hoher Temperaturen die Anlage beschädigen kann, da es nicht möglich ist Lampen in der Nähe der Anlage richtig anzuordnen.

Bilder 3: LED Lampen

Bilder 4: Wellenlängen von LED-Quellen

Die Entwicklung der LED-Technologie der letzten Jahrzehnte hat eine neue Lichtquelle im Bereich des Pflanzenanbaus, mit vielen Vorteilen eingeführt.

Vor allem können LED-Quellen den gesamten Wellenlängenbereich abdecken, der für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen benötigt wird oder in bestimmten Entwicklungsstadien nur eine bestimmte Lichtfarbe abgeben. Das Pflanzenabsorptionsspektrum kann mit abstimmbaren LEDs eingestellt werden, wie in Fig. 3 gezeigt. LED-Quellen sind viel bequemer als herkömmliches HPS, dessen Stärke oft von dem Aufnahmespektrum und der Notwendigkeit der Gewächshauspflanze abweicht.

Viele Pflanzen brauchen nicht alle Farben aus dem sichtbaren Teil des Spektrums. Zum Beispiel wird für blühende Pflanzen ein ganzes sichtbares Lichtspektrum benötigt, aber einige Wellenlängen sind wichtiger als andere. Rotes Licht ist von entscheidender Bedeutung um die Blüte und den Fruchtbildungsprozess zu stimulieren, während das blaue Licht das kompakte "grünliche" Aussehen einer gesunden Pflanze stimuliert. Deshalb konzentrieren sich Züchter, die auf künstliches Licht wie LED angewiesen sind, auf den blauen und roten Teil des Spektrums.

Die genaue Lichtmenge muss künstlich bereitgestellt werden, wobei zu beachten ist, dass zu viel Licht der Pflanze schaden kann, ineffizient ist und zu viel kostet.

Von allen künstlichen Lichtquellen haben LED-Quellen die höchste PAR-Effizienz im Bereich von 80-100%. Da die LED ein blaues, grünes, gelbes, oranges, rotes Licht emittiert, können diese aufgrund ihres engen Wellenlängenbereichs als Grundfarben, deren Kombinationen oder spezielle Wellenlängen zur Steigerung der Effizienz und Ausbeute eingesetzt werden.

Der hohe Wirkungsgrad, eine niedrige Betriebstemperatur und kleine LEDs ermöglichen eine nahe Quelle an der Anlage. Eine lange Lebensdauer und einfache Kontrolle machen sie ideal für den Gebrauch in Gewächshäusern während des ganzen Jahres. Die LED-Technologie soll herkömmliche Quellen ersetzen und revolutionäre Veränderungen der kontrollierten Pflanzenwachstumsbedingungen bewirken.

Die Hauptvorteile der LED-Technologie sind:
- Geometrie: Da die von der Pflanze emittierte Strahlung umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen der Strahlungsquelle und der Pflanze ist, ist es am besten, die Lichtquelle in der Nähe der Pflanze zu platzieren. LED-Quellen erlauben es, da sie im Vergleich zu anderen Lichtquellen kälter sind, näher an Pflanzen platziert zu werden.
- Effizienz: Der elektrische Wirkungsgrad von LED-Lampen ist viel höher als der von kostengünstigen und oft verwendeten Leuchtstofflampen und spart somit Energie.
- Dauer: Definitionsgemäß wird die LED-Lebensdauer durch den Zeitraum bestimmt, nach dem der Fluss auf 70% seines Anfangswerts abfällt und dieser Zeitraum etwa 50.000 h beträgt, was weit mehr ist als die übliche Lebensdauer von Fluoreszenzquellen.
- Spektrumqualität: Die Qualität des Spektrums sorgfältig ausgewählter LED-Quellen kann grosse Auswirkungen auf die Anatomie (Struktur) der Pflanze, ihre Morphologie (Form) und ihre Entwicklung haben. Ein sorgfältig ausgewähltes Spektrum kann ein optimales Gleichgewicht zwischen Energieeffizienz und Lichtqualität erreichen.
- Kleine Abmessungen: Es ist möglich, die Lichtquelle in einem großen Raum einzustellen.

 

Es stellt für die Pflanzen keine Gefahr dar und wird gleichmässig verteilt.

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