Dienstag, 5. Februar 2013

Undurchsichtiges Licht Teil 3

Der dritte Teil der Artikel-Serie

Autor: Mr. José

Das AvaSpec3648
Das AvaSpec3648

Ich begrüße alle neugierigen Grower sowie alle Freundinnen und Freunde der Zucht unter Kunstlicht.

Der dritte Teil der Artikel-Serie präsentiert euch die Resultate der anstrengenden und sehr interessanten Messungen, deren Ziel es war festzustellen, wie und mit welchem Licht man die für Pflanzen beste Lichtausbeute erhält.

Die Testreihe wurde mit Hilfe von Advanced Hydroponics of Holland sowie der Unterstützung der Firmen Homebox und Growshop.cz im Labor der Energetischen Prüfungsanstalt in Prag durchgeführt. Auch möchte ich dem Team vom Mazar.cz für die Zusammenarbeit danken.


Die Einteilung der Fläche in Quadrate

Die Testparameter
Die Messungen wurden mit einem Spektrometer (AvaSpec3648, siehe Foto rechts oben) in unterschiedlichen Entfernungen zu den Lichtquellen durchgeführt, und anschließend mit einer Software, die die gemessenen Werte in konkrete Wellenlängen umrechnet, dargestellt. Die beleuchtete Fläche betrug stets 120 x 120 cm und die meisten Messungen wurden in einer Homebox Silver XL und mit einem Waveflektor durchgeführt. Außer dem Lichtspektrum und dem PAR-Wert (siehe Teil 1 und 2 unserer Serie) haben wir auch die Streuung gemessen. So kann festgestellt werden, wie gleichmäßig die jeweilige Lichtquelle und der Reflektor die Anbaufläche ausleuchten. Obwohl wir uns um größtmögliche Genauigkeit bemühten, ist mit möglichen Abweichungen von bis zu 10% zu rechnen. So war es zum Beispiel unvermeidbar, dass beim Wechsel der Lichtquelle die Position des Leuchtmittels oder Reflektors allein schon aufgrund der baulichen Unterschiede nicht 100 Prozent der eines anderen aus der Testreihe entsprach.

Spektrometer AvaSpec 3648 mit Fühler, Preis circa 10.000 €
Die beleuchtete Fläche wurde in 20 x 20 cm große Quadrate eingeteilt, wobei an 49 Stellen der Box gemessen wurde (siehe Foto rechts). Pro Quadrat wurde jeweils ein Fühler des Spektrometers fixiert und der gemessene Wert wurde dem nummerierten Punkt zugeordnet. Dank dem AvaSpec war es dann möglich, den PAR Wert an verschiedenen Punkten der beleuchteten Fläche und durch den Vergleich der verschiedenen Werte auch die Lichtstreuung zu messen.

Plantastar 250 W, Waveflector XL, Vorschaltgerät GIB PRO VT
Die schwächste Entladungslampe hat bewiesen, dass man auch mit wenig Leistung laute Musik machen kann. Die PAR-Werte sinken mit wachsender Entfernung zur Lampe schnell ab. Aus den Messungen geht hervor, dass die beste Entfernung der Entladungslampe von der Fläche 30 cm beträgt, wobei man so auf einer Fläche von 40 x 40 Zentimetern einen guten Wert von 65 -1 14 PAR W/m² erreicht. Auf einer Fläche von 80 x 80 cm sinken die Werte bereits auf 20 PAR W/m². Da die Messungen mit diesem Leuchtmittel in einer Homebox Silver XL durchgeführt wurden, ist es möglich, dass sich die Werte in kleineren Boxen an den Rändern etwas erhöhen würden. Aber die Größe der effektiv beleuchteten Fläche wird auch durch eine gute Reflektion nicht viel größer. Die Werte an den Rändern einer Homebox S würden maximal auf 40 PAR W/m² steigen.

Der Vollständigkeit halber führe ich hier die direkt in der Mitte der Anbaufläche gemessenen Werte (also genau unter der Entladungslampe) auf:
30 cm: 114 PAR W/m2
40 cm: 65 PAR W/m2
50 cm: 40 PAR W/m²
60 cm: 29 PAR W/m²

Plantastar 400 W, Waveflector XL, Lumatek 400 SL
Eine der meist benutzten Entladungslampen erfüllte unsere Erwartungen und bestrahlte die Anbaufläche von 80 x 80 cm großartig. Auf den gemessenen 0,64 m² wurden Werte von 53 – 110 PAR W/m² erreicht. Auf der Gesamtfläche von 1,44m² hat sich gezeigt, dass die Werte auf den Rändern bis auf 37 PAR W/m² sinken.

Die in der Mitte unter der Entladungslampe gemessenen Werte:
30 cm: 144 PAR W/m²
40 cm: 110 PAR W/m²
50 cm: 72 PAR W/m²
60 cm: 59 PAR W/m²
70 cm: 51 PAR W/m²
80 cm: 27 PAR W/m²

Vielleicht interessiert Euch auch der Vergleich der genutzten Vorschaltgeräte. Das Foto zeigt ein Lumatek 400 SL (SL-Superlumen). Das Gerät verfügt über vier Einstellmöglichkeiten und erlaubt es so, die Lichtmenge, die vom Leuchtmittel abgegeben wird zu regulieren. Wir haben das Lumatek in der SuperLumen Stufe, die einen Output von 440 Watt hat, laufen lassen. In der Keimungs- und Bewurzelungsphase braucht man eigentlich nicht mehr 250 Watt, sobald die Pflanzen den Wuchs beginnen, wird die Intensität einfach erhöht. Man muss also nicht unbedingt mit einer 600 Watt Lampe, die sehr hoch über den Pflanzen hängt, anfangen. Das Umschalten funktioniert tatsächlich. Die Messung 40 cm unter der Entladungslampe zeigt, dass der Abstand zum Leuchtmittel ein entscheidender Faktor ist.

Vergleich der Messwerte bei der Verwendung eines Vorschaltgeräts Lumatek 400 SL
250 W 57 PAR W/m²
250 SL 63 PAR W/m²
400 W 105 PAR W/m²
400 SL 110 PAR W/m²

Das Regulieren der Lichtstärke dient nicht nur der Stromersparnis. Während der Anfangsphase eines Grows kann man auch die Lichtintensität einfach ein wenig senken, anstatt die Lampe höher zu hängen:

Vergleich Vorschaltgeräte Lumatek 400 und 600 SL vs. GIB PRO IT, diesmal in einer Entfernung von 60 cm:
400 W 56 PAR W/m²
400 SL 62 PAR W/m²
600 W 102 PAR W/m²
600 SL 107 PAR W/m²
GIB PRO IT 600W 83 PAR W/m²

Im Vergleich mit handelsüblichen, analogen Vorschaltgeräten, erhöht das elektronische Vorschaltgerät Lumatek die Lichtausbeute um fast 29%. Falls Ihr den Mund vor Staunen nicht mehr zu bekommt, tröstet Euch, mir ging es genauso. Eine Investition im Bereich der elektronischen Vorschaltgeräte rentiert sich zweifellos.

Reflektion ist das A&O
Mit der schon bewährten Kombination Plantstar + Waveflector XL + Lumatek 400SL haben wir einen weiteren Test durchgeführt. Wir haben die Homebox ohne Wände aufgebaut und wieder gemessen. Der Effekt der Reflexionsfolien oder der Beschichtung einer Homebox wird oft unterschätzt, denn ohne ihn geht mehr Licht verloren, als man sich überhaupt vorstellen kann. Nun – die Zahlen sprechen für sich:

Entfernung 40 cm von der Entladungslampe, direkt in der Mitte der Anbaufläche gemessen:
Homebox Silver – 110 PAR W/m²
Ohne Zeltwand – 83 PAR W/m²

Falls noch jemand am Sinn und Zweck von reflektierenden Oberflächen zweifelt, sollten die 32% mehr Lichtausbeute hoffentlich ein triftiger Grund sein, nie ohne Folien oder beschichtete Boxen zu growen

Wie effektiv sind Energiesparleuchten?
Im Test: CFL Elektrox 200 W Flower, Waveflector XXL
Eine der „sparsamen“ Entladungslampen (CFL-Leuchtmittel), die wir getestet haben, musste in den größeren XXL-Reflektor eingesetzt werden, da sie für den Waveflector XL einfach zu groß war. Die Hersteller der fluoreszierenden Leuchtmittel zur Pflanzenzucht erwähnen oft, dass der große Vorteil ihrer Leuchtmittel darin besteht, die Lampe dicht über die Pflanzen hängen zu können. Das stimmt zwar, aber zugleich wird dadurch die effektive Ausleuchtungsfläche deutlich verringert. Einige Verkäufer behaupten sogar, dass man mit einer 200 Watt CFL-Leuchte eine 400 Watt Natriumdampf-Lampe ersetzen könne. Bevor ich hier irgendwelche Rückschlüsse ziehe, schaut Euch einfach selbst den Unterschied zwischen den beiden Testobjekten an.

Vergleich der PAR/m²-Werte auf einer Fläche von 80 x 80 cm. Testobjekte waren eine Elektrox 200 W mit Blütespektrum und eine Plantastar 400 Watt. Beachtet dabei nicht nur die bessere Ausleuchtung der Plantastar in den Randbereichen, sondern schaut Euch die PAR/m²-Werte im zentralen Bereich der Elektrox an. Lediglich der kleine rote Punkt direkt unter den Leuchtmittel erreicht einen annehmbaren Wert.

Falls Ihr Euch nach der Betrachtung der Graphik fragt, ob es überhaupt sinnvoll ist die CLF Entladungslampen zu verwenden, verstehe ich Euch vollkommen. CLF-Leuchtmittel sind in sehr kleinen oder in Räumen mit Temperaturproblemen einsetzbar. Die Bezeichnung „Energiesparlampe“ ist aber auf alle Fälle irreführend. Der Vorteil dieser Lichtquellen ist lediglich eine niedrige Wärmeemission, aber man kann mitnichten sagen, dass eine 200 Watt CFL eine 400 Watt Hochdruck-Dampflampe ersetzen kann.
Wenn ihr auf einem Quadratmeter anbaut und überlegt, anstatt einer 400W HPS Entladungslampe eine 200W CFL zu verwenden, dann rechnet damit, dass die Pflanzen viel weniger Licht bekommen und somit langsamer wachsen.

Die in der Mitte unter der Entladungslampe Elektrox 200W Flower gemessenen Werte:
5 cm: 91 PAR W/m²
10 cm: 63 PAR W/m²
20 cm: 35 PAR W/m²
30 cm: 23 PAR W/m²
40 cm: 16 PAR W/m²
50 cm: 13 PAR W/m²

LED Modul Spectrabox 300W
Mit großer Spannung habe ich die Messergebnisse der so viel diskutierten LED-Leuchtmittel erwartet. Zuerst wusste ich gar nicht, wo ich überhaupt ein solches Gerät für einen Grow her bekomme. Ich hatte keine Lust, die 70 Watt Version zu testen, die für mich preislich erschwingbar war, denn ich zweifelte daran, dass diese den Vergleich mit einer 600 Watt Entladungslampe besteht. Im jedem Fall hatte ich für dieses Experiment ein begrenztes Budget, und konnte mir somit nicht leisten, 20 000 CZK (ca. 800 Euro) in ein Beleuchtungssytem zu investieren. Zum Glück bin ich im Rahmen meiner Recherche auf die Hersteller und Vertreiber der Tschechischen Firma Mazar gestoßen, die mir ihr Produkt, die Spectrabox 300W, für den Test zur Verfügung gestellt haben.
Auf der Produktbeschreibung steht nicht viel über deren Effektivität. Viele Hersteller führen einen Vergleich mit Natriumdampf-Entladungslampen an und behaupten, dass ein LED Modul diese mit bis zu siebenfacher Leistung ersetzt.
Dies stimmt vielleicht bei der Zucht von Zierpflanzen oder bei der in Teil 1 beschriebenen Zusatzbeleuchtung im Gewächshaus. Für die Indoor-Zucht benötigen wir eine viel größere PAR/m² Dosis, weshalb man solche Aussagen mit Vorsicht genießen sollte. Aber wir wollten ja mit dem Test herausfinden, wie es sich wirklich mit den LEDs für Grower verhält, hier die ersten Ergebnisse:
Die Spectrabox 300W hat zwei Beleuchtungs-Modi: Einen für die Wuchs- den anderen für die Blütephase. In der Blütephase wird der so genannte Blüte-Booster eingeschaltet, der die Intensität des für die Blüte benötigten Lichtspektrums erhöht. Schon beim Vergleich der mit und ohne Blüte Booster gemessenen Werten wird klar, dass nach dem Umschalten wirklich etwas passiert.

Man kann gut sehen, wie sich der PAR W/m²-Wert in der Mitte der Anbaufläche nach dem Einschalten des Blüte Boosters verdoppelt hat.

Dass der Booster den PAR/m²-Wert deutlich beeinflusst, ist schon mal ein guter Anfang, aber sicher nicht alles. Mit dem eingeschalteten Booster erreichen wir bei 30 cm Abstand vom Spectrabox 272 PAR W/m², was mehr ist, als bei der 400W Hochdruck-Dampflampe.
Bei LEDs wird die beleuchtete Fläche sehr schnell kleiner, sobald der Abstand zur Lampe kleiner wird. Bei 30 cm Abstand hätte ich nicht die gesamte Fläche beleuchten können. Deshalb habe ich als Vergleich die Werte einer 400 W Plantastar, die 40 Zentimetern über den Pflanzen hängt, angeführt (siehe Grafik) und die LEDs 50 Zentimeter über den Pflanzen positioniert. In dieser Position haben beide Leuchtmittel im Zentrum der Homebox die gleichen PAR/m² erreicht und waren gut miteinander vergleichbar.

Gegenüber den klassischen Lampen mit Reflektoren weisen LEDs wenig Streuung auf.

Lichtspektrum
Das Lichtspektrum beeinflusst das Verhalten der Pflanze. Gewisse Wellenlängen werden für den Wuchs benötigt, andere wiederum für die Blüte (siehe Teil 1). Die eine Pflanze wiederum braucht ein anderes Spektrum als die andere, beispielsweise braucht eine Butterblume zur Blüte andere Wellenlängen als eine Fichte. Die Pflanzen selbst verraten uns nicht, was sie brauchen, also muss man dies durch immer neue Testreihen und Ergebnisse selbst erforschen.
Bei LEDs stoßen sich viele daran, dass die Ladies im Vergleich zu Grows unter klassischen NDL-Leuchtmitteln keine fetten Buds entwickeln. Also habe ich das gemessene Lichtspektrum der Spectrabox, der Plantstar 400W und der Osram VIALOX 600W miteinander vergleichen (siehe Grafik). Dabei wird klar, dass sich die Zusammensetzung des Lichtspektrums bei der Spectrabox deutlich von dem der verwendeten Entladungslampen unterscheidet.
Laut des Herstellers ist dieses Spektrum genau das, was unsere Pflanzen zur Blüte brauchen. Diese Behauptung ist durchaus gewagt, aber vom theoretischen Aspekt aus würde ich nicht unbedingt widersprechen. Das Beste wird sein, die Spectraboxen in der Praxis zu prüfen, die Ergebnisse erfahrt Ihr demnächst im Hanf Journal.

Vergleich der Kurve des Lichtspektrums beim Spectrabox mit eingeschaltetem Booster und der Osram Plantstar 400W Entladungslampe.

Vergleich der Kurve des Lichtspektrums beim Spectrabox mit eingeschaltetem Booster und der Osram VIALOX 600W Entladungslampe.

Wie soll man die Ergebnisse bewerten
Alle Werte wurden unter fast idealen Bedingungen gemessen, die Homeboxen waren neu, die Wände völlig sauber. Zugleich ist es nötig darauf zu achten, dass sich die Pflanzen im Raum nicht gegenseitig „beschatteten“, was beim Growen zwar normal ist, die Ergebnisse jedoch beeinflusst hätte. Es geht ja auch darum, im mittleren und unteren Bereich ordentlich messen zu können, nicht nur an den Pflanzenspitzen. Wir haben zwar herausgefunden, dass ein Abstand von 40 cm bei einer 400 Watt Plantastar ideal ist. Hänge ich sie aber nur 25 cm über die Pflanzen, werden die unteren Triebe viel besser beleuchtet, falls es dann oben nicht zu heiß wird…
Man darf auch nicht vergessen, dass wir die meisten Messungen mit einem elektronischen Vorschaltgerät durchgeführt haben, das die Ausleuchtung um bis zu 29 % erhöht. Rechnen wir die Reflexionsfähigkeit der Homebox-Wände dazu, die noch einmal 32 % Lichtausbeute ausmachen, stellen wir fest, dass wir satte 61 % mehr Licht zur Verfügung haben als jemand, der ein klassisches Vorschaltgerät benutzt und gänzlich auf reflektierende Wände verzichtet. Man kann schon verdammt viel Licht verlieren…

Freut Euch auf den nächsten Teil
Nächstes Mal konzentrieren wir uns auf größere Kaliber, vergleichen Reflektoren und ihren Einfluss auf die Lichtstreuung. Lasst es Euch bis dahin gut gehen und bleibt „helle“, bis in vier Wochen!

Nichts ist umsonst
Die Artikel-Serie „Undurchsichtiges Licht“ ist entstanden, um ambitionierten Growern mehr praktisches Wissen über das Thema Beleuchtung zu vermitteln. Sie ist als zuverlässige Quelle zur Anschaffung und Installation der individuell passenden Beleuchtung gedacht und soll einfach und anschaulich erklären, wie man möglichst viel Licht auf die Anbaufläche kriegt. Es handelte sich damals um eine spontane Idee, deren Ausführung sich aber als sehr zeitintensiv und finanziell anspruchsvoll herausgestellt hat. Deshalb bedanke ich mich an dieser Stelle noch einmal bei allen Sponsoren, die dieses Projekt unterstützt haben und damit gezeigt haben, dass sie bereit sind, in die Weiterbildung von Indoor-Gärtnern zu investieren.

 

Mr. José
Autor des umfassendsten und übersichtlichsten Buches über den Anbau unter Kunstlicht gibt es derzeit (leider) nur auf Tschechisch und auf Polnisch. Mehr dazu findet ihr unter www.pestovat.cz. Wir danken unseren Kolleginnen und Kollegen des Magazins Legalizace! für diesen Artikel sowie die freundliche Unterstützung, die unsere Redaktion im Rahmen der Cannafest-Messe erfahren hat.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.