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Geringe Belichtungsdauer künstlich verlängern

Damit wird geographisch oder jahreszeitlich abhängig das zu geringe Sonnenlicht verstärkt oder zu geringe Belichtungsdauer künstlich verlängert. Die benötigte oder zusätzlich benötigte Photonenstromflussdichte hängt vom Anwendungsfall und der zu bestrahlenden Pflanzenart ab. Während zur Qualitätsverbesserung und begrenzten Produktionssteigerung ein PPFD von 15 bis 30 μmol/s*m² genügt, liegt der Bedarf an notwendiger Belichtung bei abgeschlossenen vom Tageslicht unberührten Wachstumskammern bei bis zu mehreren Hundert μmol/s*m².

Klassische Leuchtmittel entsprachen nicht dem erforderlichen Spektrum. Zudem erzeugt eine Glühlampe unerwünschte Wärmestrahlung. Zum Erzeugen des Blauanteils wurde durch entsprechende violette Beschichtung das Lichtspektrum verschoben. In Gewächshäusern kommen Leuchten mit Gasentladungslampen zum Einsatz. Bei Leuchtstofflampen lassen sich durch Beschichten verschiedene Lichtspektren erzeugen.

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Die LED für die künstliche Beleuchtung

Die LED nimmt in der künstlichen Beleuchtung einen besonderen Stellenwert ein. Sie bietet eine hohe Effizienz und hohe Lebensdauer. Eine LED strahlt aufgrund ihrer Bauweise einen hohen Blauanteil ab. Jede weiße LED besteht prinzipiell aus einem blauen LED-Chip, der durch zusätzliches Aufbringen von gelben Konvertermaterial (Phospor) durch Farbmischung weißes Licht erzeugt. Typischerweise fehlt jedoch häufig der Rot-Anteil, welcher zu einem guten Farbwiedergabeindex notwendig ist.

Mit RGB-LED-Leuchten lassen sich verschiedene Farben mischen, da für jede RGB-Farbe eine eigene LED verantwortlich ist. Mit weißen LEDs kombiniert, lässt sich die passende Lichtfarbe erzeugen. Werden die LEDs über DALI mit der entsprechenden Steuerung versehen, so lässt sich fast jedes Spektrum einstellen. Verändern lässt sich nur die Amplitude/Intensität, nicht jedoch die Wellenlänge. Um die Photonenstromflußdichte zu messen, arbeiten professionelle Gewächshausbetreiber mit einem PAR-Meter, das wie ein Luxmeter funktioniert, jedoch mit einem abweichenden optischen Filter.

Was ein tragbares Spektrometer bietet

Luxmeter bewerten das einfallende Licht durch Nachbildung der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges, integrieren die einfallende Lichtmenge und ermitteln den anzuzeigenden Messwert. Ein PAR-Meter verwendet ein gemäß dem Wirkspektrum einer Pflanze entsprechenden Lichtfilter. Selten gibt es den Hinweis, welcher der genannten PAR-Kurven zugrunde gelegt werden. Es ist in den meisten Geräten die Kurve des McCree-Action-Spektrums. Existiert nur ein Luxmeter, so finden sich häufig in den technischen Datenblätter seriöser Hersteller für Pflanzenbelichtung sogenannte Umrechnungsfaktoren. Damit lassen sich bekannte oder gemessene photometrische Größen in PAR-Werte umrechnen.

Der Umrechnungsfaktor ist abhängig von Einflüssen wie Alterung oder Mischlicht aus Tageslicht und künstlichem Licht. Eine Lösung bieten tragbare Spektrometer, die zusammen mit einem Smartphone oder einem anderen Smart-Device vielfältige Messungen ermöglichen. So kann das gemessene Spektrum nachträglich mit verschiedenen Bewertungskurven verglichen oder gewichtet werden. Auswertungen nach Teilbereichen wie Infrarot, R, G, B oder UV sind möglich. Außerdem werden Parameter wie das Verhältnis Rot zu Blau (R/B) oder Rot zu Tiefrot (R/FR) errechnet. Einzelne Spektrallinien können ausgelesen werden oder es lässt sich Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex anzeigen. Eine messtechnische Lösung ist der„LightingPassport“ von Asensetek. Es besteht aus einem Messkopf und einem Smart-Device, häufig das eigene Smartphone mit iOS oder Android. Die Verbindung erfolgt über Bluetooth. Die App ist kostenfrei verfügbar.

* Thomas Reichelt ist LED-Spezialist und Eigentümer von LEDclusive in Kempten im Allgäu.

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