Ob Eliza Doolittle begeistert wäre ist fraglich, Pflanzen im Gewächshaus dürfte rotes LED-Licht allerdings gut gefallen. Die japanische Firma Showa Denko setzt auf den Effekt.
Die Frage nach der optimalen Beleuchtung von Pflanzen ist spannend. Grundsätzlich ist es ja so, dass der Energiegehalt von elektromagnetischen Wellen (d.h. auch von Licht) eng mit der Wellenlänge zusammenhängt. Dies sieht man daran, dass kurzwellige und damit sehr energiereiche Strahlung (z.B. Röntgenstrahlung) enorm gefährlich sein kann, während langwellige, energiearme Strahlung (z.B. Radio- und TV-Signale) eher harmlos ist.
Die Regel “je kurzwelliger desto energiereicher” gilt natürlich auch für den sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums – das Lichtspektrum. So ist blaues Licht energiereicher als grünes Licht, rotes Licht energieärmer als gelbes Licht. Man könnte daher meinen, dass die Bestrahlung von Pflanzen mit blauem Licht ein optimales Wachstum garantiert – und in der Tat wird blaues Licht auch besonders gut absorbiert. Ähnliche Wachstumserfolge lassen sich jedoch auch mit rotem Licht erzielen – und das trotz der enormen Energiedifferenz von 298 kJ/mol bei 400nm (blaues Licht) zu 168kJ/mol (rotes Licht). Grund hierfür ist, dass das Chlorophyll rotes und blaues Licht besonders gut in chemische Energie umsetzen kann, wie dieses Diagramm der Photosyntheserate zeigt:
(Diagramm aus einem alten Folienvortrag und hoffentlich nicht Copyright-geschützt)
Mit Wellenlängen oberhalb von 700nm braucht man es also gar nicht erst zu versuchen, auch Licht im grünen Bereich scheidet aus, da das grüne Licht vom Chlorophyll nicht absorbiert, sondern gestreut wird, weshalb wir die Pflanzen als grün wahrnehmen. Ganz besonders gut umgesetzt wird dagegen blaues Licht im Bereich von 420 bis 450nm sowie rotes Licht im Bereich von 640 bis 660nm, wie die beiden Maxima im Diagramm unterstreichen.
Rote LED-Wachstumslampen können somit nicht nur Pflanzen mit Licht auf der idealen Wellenlänge von 660nm versorgen, sondern (dank ihrer höheren Energieeffizienz) auch noch Energie sparen helfen. Dazu kommen die generellen Vorteile des LED-Einsatzes (enorm lange Lebensdauer, minimale Wärmeentwicklung, umweltfreundliche Entsorgung). Da rote LEDs zudem recht preisgünstig sind, da sie in größeren Mengen für CD-Player, DVD-Laufwerke etc. produziert werden, ist es nicht weiter verwunderlich, dass LED-Systeme wie dieses bereits in vielen Gewächshäusern eingesetzt werden.
Deren Effizienz will das japanische Unternehmen Showa Denko nun mit Hilfe von neuartigen High-Performance-AlGaInP-LEDs (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid-LEDs) um ganze 70% steigern können – sollte dies tatsächlich der Fall sein, dürfte dem endgültigen Durchbruch der LED-Wachstumslampen wohl nichts mehr im Wege stehen. Eine neue, lichtemittierende Schicht soll bei einem Ansteuerungsstrom von 20mA eine Leistung von 11mW ermöglichen, zudem emittieren die LEDs “ideales Rotlicht” mit einer Wellenlänge von 660nm, die von herkömmlichen AlGainP-LEDs nicht erreicht wird.
Wie April Streeter im Treehugger-Blog schreibt, dürfte die größte Hürde bei der Einführung der Preis solcher Anlagen sein: Wie dem Produktkatalog von LEDsGrowingGreen – einem LED-Wachstumslampenhersteller aus Oregon – zu entnehmen ist, kostet ein 240W “LED GrowLight Set” aktuell knapp 1.600 EUR (2.100 USD), was in etwa dem dreifachen Preis eines vergleichbaren konventionellen Systems entspricht.
Man darf also gespannt sein, zu welchem Preis Showa Denko die neuen “Wunderlampen” auf den Markt werfen wird. Sollten sie im Preisbereich bisheriger LED-Wachstumslampen liegen, könnte dem Produkt möglicherweise der Durchbruch gelingen, liegen sie dagegen oberhalb dieses Preisbereichs, kann ich mir einen breiten Einsatz (noch) nicht vorstellen.
So oder so wird an der LED in Zukunft aber mit Sicherheit kein Weg vorbeiführen – auch und gerade nicht in der Gewächshausbeleuchtung…
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