Unterschiede bei der LED-Beleuchtung

Die Leuchtdioden sind in alle Teilbereiche der Beleuchtungsindustrie eingezogen; man sieht sie in Straßen, Einkaufszentren, Büros, Gebäuden und Autos. Diese Art der Beleuchtung hat gegenüber gewöhnlichen Lampen viele Vorteile, die von großer Bedeutung sind: weniger Stromverbrauch, weniger Wärmeabstrahlung, längere Betriebsdauer und ein breiter möglicher Nutzungsbereich des Lichtspektrums. Deshalb wurde der Einsatz von LED-Modulen zu einem häufig angewandten Beleuchtungsverfahren im Cannabisanbau. Das größte Problem für viele Grower ist der immer noch ziemlich hohe Preis im Vergleich zu klassischen Natrium- und Halogenid-Entladungslampen.

Zusammen mit einer wachsenden Anfrage nach LEDs wächst auch das Angebot unglaublich schnell. Der Wettbewerb konzentriert sich jedoch oft auf niedrige Preise statt auf Qualität. Ich persönlich habe einige LED-Module ausprobiert und festgestellt, dass zwischen ihnen riesige Unterschiede bestehen. Daher entschloss ich mich, den Beleuchtungsexperten Pascal Evers zu fragen, was die Module so unterschiedlich macht. Nach unserem Gespräch war mir klar: Um sämtliche Aspekte zum Thema LED zu behandeln, müsste man ein ganzes Buch schreiben. Dennoch möchte ich versuchen, Sie in wenigen Abschnitten, in knapper Form, auf die wichtigsten Punkte hinzuweisen.

Kühlung von LEDs

Selbst wenn LED-Module weniger Wärme als Natrium- oder Halogenidlampen produzieren, ist es notwendig, sie zu kühlen, weil jedes elektronische Gerät Wärme erzeugt. Mit ansteigender Temperatur nimmt die Leistung ab, wodurch auch die Menge des emittierten Lichts verringert wird. Die optimale Temperatur unmittelbar an den LED-Dioden liegt bei etwa 25 °C. Umso höher die Temperatur, um so niedriger wird die Leistungsfähigkeit der Lichtquelle - und damit verkürzt sich auch die Betriebslebensdauer. 50 °C markiert die Temperatur, ab wo es zu einer erheblichen Abnahme der elektrischen Energie kommt. Falls die Dioden nicht ausreichend gekühlt werden, können die Temperaturen bis zu 80 °C ansteigen, was die Leistung um einige zehn Prozent reduziert und die Lebensdauer der LED deutlich verkürzt (wobei die Lebensdauer zu den wichtigsten Vorteilen dieser Technologie gehört). Die LED-Module für den Anbau lassen sich entweder aktiv oder passiv kühlen. Ventilatoren sind (ähnlich wie bei der Kühlung von Computern) eine sehr verbreitete Art und Weise des aktiven Kühlens.

Dieses Kühlverfahren ist leichter zu realisieren und Ventilatoren wiegen nicht allzuviel, daher ist es für eine ganze Reihe von Beleuchtungssystemen geeignet. Effektivität und Zuverlässigkeit dieser Kühlung hängen von zwei Dingen ab: Von dem Ventilator, für den sich der Grower entscheidet und ob er noch einen passiven Kühler hinzufügt. Die teureren Ventilatoren sind ruhiger, haben eine höhere Lebensdauer, sind resistenter gegen Staub und Feuchtigkeit, was in der Umgebung des Anbauraums sehr wünschenswert ist. Viele billige "amateurhaft" gefertigte LED-Module müssen mit Ventilatoren gekühlt werden, weil die Konstruktion und Produktion anderer Arten von Kühlgeräten eine Herausforderung wäre, nicht nur hinsichtlich des Know-Hows, sondern auch der technischen Ausstattung. Stellen Sie sich vor, sie träfen die Entscheidung, LED-Lampen für den Anbau zu produzieren, ohne Erfahrung in der Herstellung derartiger Geräte zu haben. Falls das Spektrum, das die Lichtquelle aufweisen sollte, bekannt ist, ist es wohl nicht allzu schwierig, sich Dioden mit den erforderlichen Lichteigenschaften zu beschaffen. Sehr wahrscheinlich werden Sie mit dieser LED-Beleuchtung Geld machen wollen und nach Dioden, Netzgeräten, Reglern, Kühlvorrichtungen und Gehäusen suchen, die nicht allzu teuer sind.

Zu Beginn der Suche wird man feststellen, dass es im Internet viele Produkte dieser Art gibt, und es ganz leicht ist, etwas sofort zu bekommen. Ohne Erfahrung mit der Produktion von Lichtquellen wird man sich nicht über der Frage den Kopf zerbrechen wollen, ob mit den Komponenten ein Konstrukt zu schaffen ist, das sich ausreichend kühlen lässt, Licht gleichmäßig verteilt und eine lange Lebensdauer hat. Worauf natürlich zu achten ist - die Komponenten müssen von der Größe passen. Sie werden Beschreibungen von Produkten finden, die als die besten auf dem Markt angepriesen werden und eine Garantie für fünf Jahre versprechen. Jedoch wird die Firma, von der solche Produkte gekauft werden, wahrscheinlich drei Mal den Namen wechseln, bevor diese fünf Jahre vergangen sind, und es wird keinen Adressaten geben, um einen Anspruch geltend zu machen. Leider verhalten sich viele Hersteller von LED-Komponenten genau so. Es reicht aus, einen Schraubendreher, einen Lötkolben und eine Internetverbindung zu haben, um dort draußen zum besten Hersteller von LEDs zu werden - oder sich wenigstens so zu fühlen. Mit dieser Herangehensweise und Ausrüstung werden Sie wahrscheinlich keine zuverlässigen Kühlsysteme produzieren und nicht in der Lage sein, die Temperaturen der Chips richtig zu messen, wenn die Lampen in verschiedenen Umgebungen und für unterschiedlich lange Zeit eingeschaltet sind.

Ganz zu schweigen von der Gestaltung einer Passiv- oder Wasserkühlung, oder der aufwendigen Messung der Spektralkurve in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen den Pflanzen und der Lichtquelle. Das Kühlsystem mit Ventilator könnte sich auch als ein Staubsauger erweisen, der zwar die Dioden so weit kühlen kann, dass sie arbeiten können, aber gleichzeitig so lange die Chips mit Staub eindeckt, bis sie kaputtgehen. Wenn es um die Qualität von bestimmten LED-Beleuchtungen geht, ist die IP-Ziffer ("Schutzart") am aussagekräftigsten, und diese sollte mindestens IP54 sein. Umso höher, umso besser. Falls der Hersteller die Ziffern der Schutzart seiner Produkte nicht kennt, sollte man sich besser woanders umschauen. LED-Module können sehr verlässlich mit Wasser gekühlt werden. Es sind verschiedene Geräte für den Anbau erhältlich, die an einen Wasserkühler angeschlossen werden können und, indem sie Überhitzung verhindern, großartige Arbeit leisten. Der Kühler braucht jedoch zusätzlich Strom, so dass die durch LED-Technologie erzielten Einsparungen verringert werden.

Die erwähnten Ventilatoren verbrauchen natürlich auch Strom, aber die Wasserkühler sind anspruchsvoller. Der Nachteil aktiver Kühlung besteht in der Gefahr eines Stromausfalls, was zu einer Überhitzung und letztendlich zum Arbeitsabbruch von LED-Modulen führen kann. Umso "zerbrechlicher" die Bestandteile des Geräts sind, umso höher das Risiko, dass ein Teil später kaputtgeht. Daher ist ein passives Kühlungssystem für das Kühlen von LEDs die optimale Lösung. Es wird weder zusätzliche Elektrizität verbraucht noch Lärm erzeugt - und wenn sachgemäß installiert, bleibt die Elektronik heil, selbst die Dioden in der Lichtquelle. Der Hauptnachteil ist, dass diese Systeme ziemlich schwer an Gewicht sind. Es muss ziemlich viel feines Material verarbeitet werden, daher ist der Endpreis höher. Sie sind auch deshalb so teuer, weil man viele Tests und Berechnungen durchführen muss, damit eine funktionierende passive Kühlung hergestellt werden kann. 

Verschiedene LED-Installationen

Für Dioden, die für den Cannabisanbau genutzt werden, gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten der Installation - sie werden entweder auf ein COB-Chip oder Einzelchip gelötet. Bei der COB (Chip-On-Board) Technologie befinden sich mehrere Dioden auf einem Chip, während bei der Single-Chip-Technologie für jede Diode ein separater Chip benötigt wird. Mit Hilfe von COB lassen sich mehr Dioden auf der gleichen Fläche unterbringen und man kann dadurch eine höhere Lichtintensität erreichen. Diese Technologie wird erfolgreich angewandt sowohl in Privathäusern als auch für industrielle Beleuchtungssysteme, die in Wohngebieten, an öffentlichen Orten und am Arbeitsplatz zum Einsatz kommen.

Bei diesen Installationen werden Dioden mit identischem Lichtspektrum und gleicher Voltzahl auf den Chip gelötet. Falls Dioden, die Licht mit verschiedenen Wellenlängen emittieren, auf einen Chip gebracht werden sollen, dürfte es Probleme geben. Für Dioden mit verschiedenen Farben könnten unterschiedliche Voltstärken erforderlich sein. Auf einen Chip mit mehreren Dioden kann man aber nur Strom mit ein und derselben Voltzahl leiten. Für diesen Fall gibt es einige Optionen. 1) Die Stromspannung wird auf die von denjenigen Dioden eingestellt, welche am wenigsten Volt benötigen. 2) Die Stromspannung wird auf die von denjenigen Dioden mit der höchsten Voltzahl eingestellt. 3) Es wird eine Stromspannung gewählt, die irgendwo zwischen der niedrigst benötigten und der höchsten erforderlichen Voltzahl liegt. Im ersten Fall wird das Potential aller Dioden, die sich auf dem Chip befinden, nicht ausgeschöpft, andererseits werden Dioden nicht überlastet. Im zweiten und dritten Fall werden einige Dioden überlastet, was ihre schnellere Abnutzung bewirkt (auch das Risiko von Schäden erhöht sich). Sobald eine Diode auf dem Chip beschädigt ist, funktioniert sie fortan als elektrischer Widerstand und wird wärmer. Sie wissen bereits, welche Auswirkungen Hitze auf Dioden hat. Viele Hersteller, die die COB-Technologie einsetzen, überlasten die Dioden, damit diese ihre maximale Lichtleistung demonstrieren.

Das sieht auf den ersten Blick ganz großartig aus, und wenn Messungen durchgeführt werden, sind die Ergebnisse beeindruckend, aber Sie werden sich vorstellen können, wie lange die Sache gut geht. Die COB-Technologie ist billiger als der Einzelchip und ermöglicht mehr Dioden auf die gleiche Fläche zu quetschen. Das sind die zwei Haupteigenschaften, die für Hersteller attraktiv sind. Aber die Technologie eines einzelnen Chips für eine einzelne Diode hat auch viele Vorteile. Beispielsweise wird es dadurch ermöglicht, die farbigen Dioden gleichmäßiger über die ganze Lichtquelle zu verteilen. Gleichzeitig besteht keinerlei Risiko, dass einige der Dioden zu viel oder zu wenig Spannung ausgesetzt werden. Ein weiterer großer Vorteil: Wenn eine Diode versagt, werden andere Dioden dadurch nicht beeinträchtigt. Der Gebrauch eines separaten Chips für jede Diode ist eine zuverlässigere Lösung und ermöglicht mehr Variabilität. Diese Lösung kostet den Hersteller jedoch etwas mehr Geld.

Variable Leistung

Einer der Vorteile von LED-Modulen besteht in der Möglichkeit, ihre Leistung flexibel zu regulieren. Jedes professionelle Modul für den Cannabisanbau bietet diese Option. In jedem Anbaustadium wird die Regulierungsmöglichkeit genutzt. Kleine Pflanzen brauchen nicht von Anfang an die volle Lichtstärke, während sie auf dem Höhepunkt der Blühphase eine möglichst hohe Lichtintensität benötigen. Wählen Sie eine LED mit einer flexiblen Regulierung der Leistung.

Schutz der Dioden

Die Blitzteile von Dioden sollten geschützt sein, sonst können sie beschädigt werden oder verschmutzen, was eine schlechtere Leistung zur Folge hat. Dennoch sind viele Lichtquellen ohne Diodenschutz auf dem Markt. Jede Abdeckung absorbiert einen Teil des Lichts und reduziert dadurch die effektiv nutzbare Energie des Beleuchtungssystems. Selbst bei nagelneuen LEDs schmälert ein Plastik- oder Silikonschutz die Leistung um 6 bis 8 Prozent.

Darüber hinaus ist er in mechanischer Hinsicht nicht sehr resistent. Es ist wichtig, im Anbauraum den Schutz hin und wieder sauber zu wischen - aber das weiche Material zerkratzt leicht und ist schwer zu reinigen. Kratzer und Schmutzflecken reduzieren auch die Lichtmenge. Glas scheint die beste Lösung zu sein, da es Licht nicht reflektiert. Es ist ziemlich teuer, aber dafür einfach zu reinigen, widersteht allen gebräuchlichen Reinigungsmitteln und den Substanzen, die normalerweise beim Cannabisanbau verwendet werden. Mr. Jose