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LED - Pflanzenlicht

Anforderungen an die zukünftige Beleuchtungstechnik

Erwartungen und Forderungen an die zukünftige Beleuchtungstechnik
In immer mehr Bereichen des täglichen Lebens werden neue Anforderungen an die Beleuchtung gestellt. Sei es, dass eine besonders energiesparende Lösung gesucht wird oder dass auf engstem Raum eine innovative Beleuchtung umgesetzt werden soll. Oft wird auch nur nach einem Ersatz für die Glühlampe oder die Leuchtstoffröhre gesucht, da diese nicht mehr den mechanischen oder energetischen Voraussetzungen genügen.

Hier können in Zukunft gerade mit der Leuchtdiode (LED) Möglichkeiten aufgezeigt werden, die diese Anforderungen erfüllen. Die LED hat enormes Potenzial und bietet ganz neue Licht – Design - Anwendungen.



Was ist eine LED?
LED ist die Abkürzung für
Licht emittierende Diode,
kurz: Leuchtdiode. Die LED ist ein Halbleiterbauelement, wie es auch in anderen mikroelektronischen Schaltungen vorkommt. Früher verwendete man die LED als Signalleuchte in der Heimelektronik oder als Statusanzeige in Haushaltsgeräten.

Durch zwei gepaarte Materialien lässt sich mit ihr durch Anlegen einer Spannung Licht erzeugen. Je nach Kombination der Stoffelemente lassen sich unterschiedliche Farbvarianten erzielen. Durch Hinzufügen von Leuchtstoffen lässt sich auch weißes Licht mit der Leuchtdiode erzeugen.

Mittels der Pulsweitenmodulation (kurz: PWM) kann die LED in der Helligkeit gedimmt werden. Zudem können verschiedenfarbige LED kombiniert werden und so unterschiedlichste Farben bilden.

Vorteile von Leuchtdioden
  • Kompakte Bauform
    • Geringer Energieverbrauch
    • Geringe Wärmeentwicklung
    • Hohe Lebensdauer bei langen Wartungsintervallen
    • Einzeln ansteuerbar
    • Dimmbar per Pulsweitenmodulation (PWM) bei konstanter


Farbtemperatur
  • Schock- und vibrationsfest
    • Flackerfrei
    • Sehr schnelle Schaltreaktionszeiten
    • Farbkomposition möglich
    • Enthält kein Quecksilber
    • IR- und UV- strahlungsfrei


Was bietet die LED?
  • Allgemeinbeleuchtung in Industrie und Haushalt
    • Mobile Anwendungen wie LED – Taschen - Lampen
    • Robuste und wartungsarme Straßenbeleuchtung
    • Wartungsarme Lichtsignalanlagen und Notbeleuchtungen
    • Robuste KFZ - Beleuchtungssysteme
    • Neue Produkte mit hoher Integrationsdichte (Handyblitz, LED - Beamer)
    • Innovative Produkte für die Lichttherapie und Pflanzenbeleuchtung

Die LED wird stetig weiterentwickelt, sodass sich immer neue Möglichkeiten für ihren Einsatz bieten – auch in Privathaushalten. Hier hat der Einzug schon stattgefunden. Genauso nimmt der Anteil an Gartenleuchten mit LED-Leuchtmitteln zu. Durch ihren geringen Stromverbrauch werden LEDs öfter in Solar-Leuchten eingebaut. Damit sind nicht nur Solar-Hausnummer-Leuchten und dekorative Solar-Gartenkugeln gemeint. Solar-Leuchten mit LEDs können überall dort eingesetzt werden, wo es problematisch ist, Leuchten an den hauseigenen Stromkreis anzuschließen. Das Solar-Panel wird tagsüber durch die Sonnenstrahlen aufgeladen und gibt die Energie in der Dunkelheit ab. Schließt man zusätzlich noch einen Bewegungsmelder an, kann man die gewünschten Betriebszeiten am effizientesten steuern. Auch Pflanzen können mit solchen Lampen im Dunkeln in Szene gesetzt werden. Generell ist es eine gute Entscheidung auf LED Beleuchtung zu setzen, um Energie zu sparen.

Das Op Tech - Net, Kompetenznetz Optische Technologien, hatte am 22. Feb. 2011 zu einem Fachgruppen –Treffen:
LED - Pflanzenlicht eingeladen.


Da die Veranstaltung von der Universität Duisburg - Essen im Fraunhofer inHaus - Zentrum in Duisburg stattfand und das Thema: "Pflanze und Licht" ganz oben auf unserer Agenda steht, hatte ich mich zu diesem Symposion angemeldet.

Schon die Themenauswahl und die Referenten ließen vermuten, dass diese Kick – off - Veranstaltung doch sehr naturwissenschaftlich ausgerichtet sein würde.

Prof. Jäger, Universität Duisburg - Essen, stellte in seinem Eingangs - Referat "Das neue Licht" (hier als zip-Datei, da zu groß) den Stand der Technik dar, ohne allerdings die Perspektiven der Forschung aus dem Blick zu verlieren.
Hier klangen zum ersten Mal die Felder an, die dem Pflanzenliebhaber und Raumbegrüner auf den Nägeln brennen und wahrscheinlich noch völlig brach liegen:
so hat man z. B. herausgefunden, dass der Mensch die Raumtemperatur je nach Licht - Farbe völlig unterschiedlich empfindet.
Prof. Jäger zeigte Bilder von Hotelzimmern mit warmem, roten Licht und mit kaltem, blauen Licht; und das Verblüffende ist, das objektive 20°C Raumtemperatur von den Probanden bei rotem Licht als 22°C und bei blauem Licht als 18°C empfunden werden.
In der Diskussion tauchte dann dazu die Frage auf, die aber völlig unberücksichtigt blieb: Und wie empfindet das die Pflanze, wie wohl fühlen sich dabei die Pflanzen z. B. in einer Raumbegrünung?
So stellte Dr. Jahnke, Forschungszentrum Jülich, die physiologische Problematik der Pflanzenbeleuchtung in den Mittelpunkt seiner Ausführungen.

Was geschieht eigentlich in den Pflanzen, was geschieht mit den Pflanzen, wenn die Pflanzenbeleuchtung schlagartig angeschaltet und z. B. nach 12 Stunden wieder genau so abrupt abgeschaltet wird.
So sagte er, dass er die gute alte Glühlampe aus diesem Grunde immer noch präferiere, weil man diese Leuchtmittel so schön langsam über den roten Bereich hochfahren könne.

Dr. Jahnke ("Es werde Licht - Pflanzenbeleuchtung in Klimakammern", hier als zip-Datei, da zu groß) sprach sich ganz vehement für die Vernetzung von Theorie und Praxis aus, nur im Rahmen eines intensiven Meinungsaustausches wird man herausfinden, in wie weit die LED - Technologie heute schon "alltagstauglich" ist. Wobei hier wohl die Kosten die entscheidende Rolle spielen, so z. B. das "Dimm - Problem"!
Herr Eberius, LemnaTec, Würselen, berichtete über Spezialgebiet, das für die experimentelle Pflanzenzucht mit Sicherheit wichtig werden wird: "Plant phenotyping – Anforderungen an die quantitative Bildanalyse in der Pflanzenzucht", hier als zip-Datei, da zu groß).
Die Fotos waren schon spektakulär, dass solche Methoden sich auch auf die neusten Entwicklungen in der LED -Technologie stützen, ist eigentlich selbstverständlich und muss nicht weiter hinterfragt werden.

Schwerpunkt des Referates: "Intelligente Raum und Gebäudesysteme" von Matthias Kalinowski war die mögliche Vernetzung am Beispiel des Fraunhofer 'inHauses', Duisburg, den Dirk Kalinowski durch das "Kompetenznetz Optische Technologien" durch das Op Tech - Net e.V. erweiterte.

Wolfgang Berrens macht sich Gedanken über die "LED - Technologie und ihrer Bedeutung für die moderne Pflanzenforschung und Pflanzenzüchtung" und

Prof. H. Frank stellte zum Abschluss eine Anwendung vor, die aus dem Versuchsstadium noch nicht heraus ist: "LED´s für Algenzucht in skalierbaren Fotobioreaktoren"!
(Für die technisch interessierten Leser möchten wir auf unsere Internetseite –www.dghk.net- verweisen, denn dort haben wir alle Referate als pdf-Dateien hinterlegt.)

So waren für den Pflanzenliebhaber und Raumbegrüner nach diesem Nachmittag noch viele offene Fragen übrig geblieben:
Wenn vor Jahren (2002) in der BMW - Studie nachgewiesen worden ist, dass das "grüne Büro" ganz gravierende Vorteile für das Klima in einem Raum hat, sowohl im subjektiven wie im objektiven Sinne, dann stellt sich hier die Frage, um wie viel würden sich die Ergebnisse noch verbessern lassen, wenn u.a. auch Licht - Bedingungen geschaffen würden, unter denen sich auch die Pflanzen wohl fühlen. Denn wie sensibel Pflanzen reagieren, hat auch vor Jahren (2007) die Humboldt - Universität gemessen und aufgezeichnet, als sie die Stress - Situation einer Pflanze dargestellt hat, der die Wasserzufuhr abgedreht werden sollte und worden ist.
(Auch dieses Programm kann als *.zip File über Suspiri abgerufen werden.)

Wir sind gespannt auf die Resonanz dieser Kick-Off-Veranstaltung, auf das, was sich ja eigentlich das OpTech – Net (hier als zip-Datei, da zu groß) auf sein Panier geschrieben hat: die VERNETZUNG!

Ob in dieser Folgeveranstaltung wohl die Pflanze mit auf dem Programm stehen wird, vielleicht sogar im Mittelpunkt unter dem etwas elitären Begriff IHRER AUSSTRAHLUNG?!


(09.03.2011)

Update: 02.05.2016 09:30:04