Die Beleuchtung
Eigentlich wollte ich mich bei diesem Thema zurückhalten, da das ganze sehr schnell in
einen Glaubenskrieg ausarten kann und mir die praktischen Erfahrungen fehlen...
Aber da ich letztendlich vor dem gleichen Problem stand (das verfügbare Winterquartier ist
einfach zu dunkel für mein Terrarium), mußte ich mich doch damit beschäftigen. Um es
vorwegzunehmen: ich habe mich für eine Halogen-Metalldampflampe (150 Watt, HQI/DL)
entschieden, da das Terrarium im Arbeitszimmer steht und Unmengen weißen Lichtes leichter zu
ertragen sind als eine gelbe Natrium-Lichtflut. Ob es funktioniert, wie ich es mir
vorstelle, kann ich dann im Frühling sagen...
Vielleicht hilft diese Seite ja dem einen oder anderen bei der Jagd nach Informationen.
Kommen wir also zur Sache:
Licht ist gleich Licht?
Wichtig für die Wirkung der Beleuchtung ist neben der absoluten Beleuchtungsstärke die
Spektralverteilung des Lichtes, das heißt, die Leuchtdichte bei verschiedenen Wellenlängen.
Tageslicht ist ein Gemisch aller Wellenlängen vom infraroten (IR) bis in den ultravioletten
(UV) Bereich. An dieses Licht haben sich nun die Pflanzen angepaßt: die Maxima für die
Photosynthese (also praktisch der wirklich von den Pflanzen nutzbare Teil des Lichtes)
liegen bei Wellenlängen von 440nm und 670nm.
Natürlich gibt es artbedingte Unterschiede. Eine Hochland-Nephentes zum Beispiel ist an den
hohen UV-Anteil des Lichtes in Hochlagen angepaßt, während epiphytische oder in Tallagen
wachsende Pflanzen nur den langwelligen Teil des Lichtes abbekommen. Eine weitere Rolle
spielen Tageszeit und geographische Lage, da das Licht in der Atmosphäre umso stärker
gedämpft wird, je kurzwelliger es ist und je flacher sein Einfallswinkel ist. Pflanzen aus
äquatorialen Lagen sind daher an "blaueres" Licht angepaßt als Pflanzen der gemäßigten
Zonen. Daher läßt sich auch kaum ein universelles und und für alle Pflanzen optimales
Leuchtmittel festlegen.
Die Leuchtmittel
Hinweise:
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Die in den Strahlungsdiagrammen eingezeichnete weiße Linie entspricht der Normlinie
pflanzlicher Photoaktivität, sie gibt also an, wie gut Licht welcher Wellenlänge von den
Pflanzen verwertet werden kann.
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Die Grafiken auf dieser Seite wurden einem Katalog des Herstellers
OSRAM entnommen. Es gilt entsprechendes Copyright (siehe
Tooltips).
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Die Lichtstärken der einzelnen Leuchtmittel sind nicht direkt über die Strahlungsdiagramme
miteinander vergleichbar, da diese in der Y-Achse etwas eigenwillig skaliert sind.
Natriumdampf-Hochdrucklampen
Diese Lampen sind eigentlich der Geheimtip bei Pflanzenliebhabern. Die hohe Lichtausbeute,
die hohen erreichbaren Lichtstärken und das für Pflanzen sehr gut geeignete Licht empfehlen
sie vor allem für Gewächshäuser und große Terrarien. Problematisch ist neben den hohen
Anschaffungskosten die gelbliche Farbe des Lichtes, die in der Wohnung eher störend wirkt.
Vorteile:
+ sehr hohe Lichtausbeute (40...140 lm/W)
+ sehr hohe Lebensdauer (bis 20.000 h)
+ Spektrum sehr gut für Pflanzen geeignet
Nachteile:
- hohe Anschaffungskosten
- verfälschte Farbwiedergabe
- relativ lange Anlaufzeit, nicht im heißen Zustand neu zündbar
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Halogen-Metalldampflampen
Diese Lampen sind Quecksilberdampflampen, die zusätzlich Spuren anderer Metallhalogenide enthalten. Dadurch erzielt man eine gleichmäßigere Spektralverteilung und höhere Lichtausbeute. Das Licht ist für Pflanzen sehr gut geeignet und auch für den Menschen angenehm, enthält jedoch Anteile an UV-Licht. Nachteilig ist auch der sehr hohe Preis der Leuchtmittel (speziell der Ausführung HCI bzw. CDM)
Vorteile:
+ hohe Lichtausbeute (60...100 lm/W)
+ hohe Lebensdauer (bis 15.000 h)
+ "natürlich" wirkendes Licht
+ Spektrum sehr gut für Pflanzen geeignet
Nachteile:
- sehr hohe Anschaffungskosten
- hoher Anteil an UV-Strahlung
- relativ lange Anlaufzeit, nicht im heißen Zustand neu zündbar
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Quecksilberdampf-Hochdrucklampen
Diese Leuchtmittel sind für die Pflanzenbeleuchtung fast ungeeignet, da sie (ähnlich wie
Natrium-Niederdruckdampflampen ihr Licht in schmalen Wellenlängenbereichen abgeben, die
für die Photosynthese kaum nutzbar sind. Das Licht wirkt für Menschen grell, aber relativ
natürlich. Problematisch bei Dauerbetrieb ist bei einigen Typen der Anteil an
UV-Strahlung, der zur Vermeidung von Schäden (z.B. Ausbleichen von Farben) ausgefiltert werden muß. Moderne Lampentypen besitzen teilweise im Brenner
integrierte UV-Filter.
Vorteile:
+ gute Lichtausbeute (10...60 lm/W)
+ hohe Lebensdauer (bis 15.000 h)
+ "natürlich" wirkendes Licht
Nachteile:
- hohe Anschaffungskosten
- hoher Anteil an UV-Strahlung
- Spektrum für Pflanzen weniger gut geeignet
- relativ lange Anlaufzeit, nicht im heißen Zustand neu zündbar
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Natriumdampf-Niederdrucklampen
Diese Lampen sind für die Pflanzenbeleuchtung ungeeignet, da sie ihr gesamtes Licht in
einem schmalen Spektralbereich abstrahlen, der für die Photosynthese nicht genutzt werden
kann. Zudem läßt das grellgelbe Licht kaum ein Farbsehen zu.
Vorteile:
+ sehr hohe Lichtausbeute (50...150 lm/W)
+ hohe Lebensdauer (bis 20.000 h)
Nachteile:
- hohe Anschaffungskosten
- Spektrum für Pflanzen ungeeignet
- keine Farbwiedergabe (rein gelbes Licht)
- relativ lange Anlaufzeit, nicht im heißen Zustand neu zündbar
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Leuchtstoff- und Energiesparlampen
Diese Lampen sind vom Licht her für Pflanzen relativ gut geeignet (vor allem die
spektraloptimierten Speziallampen, sie sind aber i.d.R.weniger effektiv als die
Hochdruck-Metalldampflampen. Dafür ist die Anschaffung preiswerter. Durch ihre im Verleich
zu anderen Leuchtmitteln geringe Wärmeentwicklung und ihre Bauform sind vor allem
Leuchtstofflampen für die Beleuchtung von Terrarien geeignet. Das Licht wirkt auch auf
Menschen angenehm, so daß die Lampen auch im Wohnzimmer nicht stören. Nachteilig bei hohem
Lichtbedarf ist die geringe Leuchtdichte, d.h. die Abmessungen des Leuchtmittels im Verhältnis zur Lichtstärke.
Vorteile:
+ relativ hohe Lichtausbeute (30...80 lm/W)
+ relativ hohe Lebensdauer (bis 8.000 h)
+ geringe Anschaffungskosten
+ geringe Wärmeentwicklung
Nachteile:
- geringe Leuchtdichte
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Glüh- und Halogenlampen
Diese Leuchtmittel sind für die Pflanzenbeleuchtung fast unbrauchbar. Einziger Vorteil ist
der günstige Preis und das Fehlen zusätzlicher Komponenten wie z.B. Vorschaltgeräte. Da
diese Lampen den größten Teil ihres Lichtes als Infrarotstrahlung abgeben, sind sie zudem
sehr unwirtschaftlich. Außerdem besteht die Gefahr eines Hitzestaues und von Verbrennungen
der Pflanzen. Das Licht ist vom Spektrum für Pflanzen kaum geeignet, da kurzwellige
Strahlung fast völlig fehlt. Ein weiteres Problem ist die Lebensdauer. Die Hersteller
geben zwar teilweise eine Haltbarkeit von über 2000 Stunden an, nur scheint diese in der
Praxis (vor allem bei leistungsstarken Halogenstrahlern) nirgends aufzutreten...
Vorteile:
+ geringe Anschaffungskosten
Nachteile:
- sehr geringe Lichtausbeute (5...15 lm/W)
- geringe Lebensdauer (bis 2.000 h)
- Spektrum für Pflanzen ungeeignet
- hohe Wärmeentwicklung
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Die Natrium-FAQ
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Wie funktioniert eigentlich eine Natriumdampflampe, wozu brauche ich die ganzen
Bauteile?
Im Gegensatz zu "gewöhnlichen" Glüh- oder Halogenlampen, die Licht dadurch erzeugen, daß
sie ein Stück Draht zur Weißglut erhitzen, gehören Natriumdampflampen zu den
Gasentladungslampen. Bei diesen wird eine eingeschlossene geringe Menge eines
Metallesdampfes durch elektrische Spannung zum Leuchten angeregt. Allerdings sind zum
Betrieb noch weitere Bauelemente erforderlich: Das Vorschaltgerät (eine Spule) liefert in
Verbindung mit dem Zündgerät die zum Zünden der Lampe erforderliche Hochspannung und dient
nach der Zündung als strombegrenzender Vorwiderstand. Der Kondensator kompensiert die
durch das Vorschaltgerät erzeugte Blindstromkomponente.
Die Grundschaltung einer Natriumdampf-Hochdruckleuchte sieht so aus:
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L = Leuchtmittel (NaHD-Lampe)
Z = Zündgerät
V = Vorschaltgerät
K = Kompensationskondensator
Je nach Typ des Zündgerätes sind jedoch auch andere Schaltungsvarianten möglich.
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Woher bekomme ich Natriumdampflampen?
Im Gegensatz zu Quecksilberdampflampen gibt es Natriumdampflampen nur äußerst selten
mal im Baumarkt. Größere Chancen hat man im Fachhandel für Gärtnereibedarf. Das größte
Angebot in dieser Richtung bieten jedoch die sogenannten "Grow-Shops" der hanfzüchtenden
Fraktion, die sich vielerorts im Internet finden. Die obligatorischen Preisvergleiche
zwischen den einzelnen Anbietern spare ich mir hier allerdings, da die Preise je nach
Hersteller und Verarbeitungsqualität (eine wasserdichte und schutzisolierte Leuchte ist
nun mal teurer als eine nackte Birne unter einem Stück gehämmertem Alublech) gewaltig
differieren.
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Auf was muß ich bei der Benutzung achten?
Metalldampflampen verschleißen vor allem beim Zünden. Man sollte sie daher nicht mehrmals
täglich oder gar direkt hintereinander ein- und ausschalten. Auch ist es nur selten
möglich, eine heiße Lampe neu zu starten.
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Die Leuchten sind so teuer, kann ich sie mir aus den manchmal angebotenen
Bausätzen nicht selber basteln?
Frei nach Radio Eriwan - im Prinzip ja, aber: Wer sich an den Selbstbau einer Lampe
wagt, sollte wissen, was er tut. Fachkenntnisse sind beim Arbeiten mit Netzspannung
Voraussetzung, außerdem sollte die fertige Leuchte von einem Fachmann abgenommen werden.
Da fast alle Karnivoren eine hohe Luftfeuchtigkeit erfordern, muß dies beim Entwurf der
Leuchte besonders berücksichtigt werden - Kondenswasser kann hier im Sinne des Wortes
tödlich sein. Eine einwandfreie Schutzerdung ist zwingend erforderlich, im Interesse der
eigenen Gesundheit sollte auch ein FI-Schutzschalter und ein Übertemperaturschutz nicht
fehlen. Merke: Strom macht klein und häßlich!
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Ich könnte preiswert Natriumdampflampen aus der Straßenbeleuchtung bekommen - soll ich
zugreifen?
Normalerweise nein, da bisher bis auf wenige Ausnahmen in der Straßenbeleuchtung
Natrium-Niederdruckdampflampen zum Einsatz kamen. Deren Licht ist für Pflanzen ungeeignet,
siehe oben. Die dafür ausgelegten Vorschalt- und Zündgeräte sind auch nicht für den
Einsatz mit Natriumdampf-Hochdrucklampen weiter verwendbar. Also im Zweifelsfall Finger
weg.
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Ich habe hier noch eine alte Quecksilberdampfleuchte. Kann ich darin nicht eine
Natriumdampflampe entsprechender Leistung betreiben?
Nein, da das Vorschaltgerät nur für die im Verhältnis niedrigere Stromaufnahme der
Quecksilberdampflampe ausgelegt ist und mit einer Natriumdampflampe schnell den Hitzetod
stirbt. Es gibt zwar spezielle Natriumdampflampen, die als Ersatz für
Quecksilberdampflampen einsetzbar sind und auch kein Zündgerät benötigen - allerdings
kosten sie dann allein fast das gleiche wie eine "normale" Natriumdampflampe inklusive
Vorschalt- und Zündgerät.
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Kann ich in einer Leuchte auch andere Lampen als die vorgesehene verwenden?
Nein. Bei allen Gasentladungslampen sind Leuchtmittel, Vorschalt- und eventuell
notwendiges Zündgerät aufeinander abgestimmt. Im unteren Leistungssegment gibt es noch
Variationsmöglichkeiten (eine 70-Watt-Lampe an einem für 100 Watt ausgelegten
Vorschaltgerät kann (muß nicht) gerade noch funktionieren, bei höheren Leistungen gibt es
jedoch kaum Spielraum: eine 150-Watt-Lampe an einem 250-Watt-Vorschaltgerät wird sehr
schnell verschleißen, im umgekehrten Fall stirbt das Vorschaltgerät an Überlastung.
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nochmal Eigenbau - auf was sollte ich bei der Bauteileauswahl achten?
Metalldampflampen arbeiten (mit Ausnahme der Quecksilberdampflampen) mit Zündgeräten, die
dem Leuchtmittel den zum Starten nötigen Hochspannungsimpuls liefern. Hochspannung ist
hierbei wörtlich zu nehmen, die Spannung liegt je nach Ausführung zwischen 4000 und 7500
Volt. Verkabelung und Lampensockel müssen also darauf ausgelegt werden. Bei
Schraubfassungen (E27, E40) kommt nur eine Keramikausführung in Betracht, für die
stabförmigen Brenner nur die hochspannungsfeste Sockelvariante (Die Sockel aus den normalen
Halogenflutern schlagen durch, ich habe es ausprobiert.) Die Verkabelung ab dem
Vorschaltgerät darf nur mit hochspannungsfestem Silikonkabel erfolgen. Letzteres hat
zusätzlich den Vorteil einer höheren Wärmefestigkeit.
Noch etwas: sämtliche Kabeldurchführungen müssen mit Gummimuffen gegen Scheuern gesichert
werden!
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Kann ich auf den Kompensationskondensator verzichten?
Im Prinzip ja. Für den Betrieb der Lampe ist er nicht zwingend erforderlich. Sein Fehlen
dürfte sich jedoch langfristig auf die Stromrechnung auswirken. Seine Aufgabe ist es, den
durch das Vorschaltgerät (Induktivität) erzeugten Blindstrom zu kompensieren, der
anderenfalls vom Zähler munter mit registriert wird. Die Differenz ist zwar nicht riesig,
summiert sich aber aufgrund der im Normalfall doch hohen täglichen Beleuchtungsdauer übers
Jahr.
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Was sollte ich sonst noch beachten?
Auch wenn es selbstverständlich klingt: den Stromverbrauch. Vor allem, wenn die
Beleuchtung nicht nur zur Unterstützung des Tageslichtes (z.B. während der Wintermonate),
sondern das ganze Jahr über verwendet wird. Mal ein kleines Beispiel:
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Man nehme eine NaHD-Lampe mit 250 Watt. Dazu kommt noch der Eigenverbrauch des
Vorschaltgerätes, also benötigt die Leuchte unter'm Strich mindestens 270 Watt.
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Die tägliche Beleuchtungsdauer beträgt 12 Stunden
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Die Stromkosten sind vom jeweiligen Versorger abhängig, ich nehme hier mal 0,25 DM/kWh
an.
270 W * 12 h * 365 Tage * 0,25 DM/kWh = 295,65 DM
Das sind also rund 300 DM (bitte selbst in Euro umrechnen...), die man in diesem Beispiel
schon mal jährlich einplanen kann. Dies sollte man doch vorher abklären, um den Haussegen
nicht in Frage zu stellen...