Technik: Spektrum, PAR & PPFD

Die wichtigsten lichttechnischen Kennwerte für den professionellen Einsatz von LED-Pflanzenlampen – kompakt und praxisnah erklärt für Einkauf, Planung und Beratung.

Lichtspektrum (400–700 nm)

Pflanzen nutzen für die Photosynthese in erster Linie den Bereich der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) zwischen 400 nm und 700 nm. Anders als das menschliche Auge, das im grün-gelben Bereich um 555 nm am empfindlichsten reagiert, zeigen Chlorophyll a und Chlorophyll b ihre Absorptionsmaxima im blauen (ca. 430 und 460 nm) sowie im roten Spektralbereich (ca. 640 und 660 nm).

Blauanteile (400–500 nm) fördern kompaktes Wachstum, kräftige Blattbildung und eine hohe Chlorophylldichte. Rotanteile (600–700 nm) sind besonders wirksam für Blüteninduktion, Streckungswachstum und Fruchtansatz. Fernrot (700–780 nm) beeinflusst über das Phytochromsystem die Morphologie. Auch Grün- und Gelbanteile tragen messbar zur Photosynthese bei, da sie tief in untere Blattschichten eindringen.

Hochwertige Vollspektrum-LEDs bilden das Tageslichtspektrum nahezu lückenlos ab und sind damit für die meisten gewerblichen Anwendungen vom Salatanbau bis zur Fruchtgemüsekultur die erste Wahl.

PAR, PPF und PPFD – die drei zentralen Kennwerte

PAR (Photosynthetically Active Radiation) bezeichnet ausschließlich den für die Photosynthese nutzbaren Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm. PAR ist keine Messgröße, sondern definiert den relevanten Spektralbereich.

PPF (Photosynthetic Photon Flux) gibt in µmol/s an, wie viele photosynthetisch wirksame Photonen eine Leuchte pro Sekunde insgesamt abstrahlt. Der PPF ist der zentrale Vergleichswert beim Leuchtenkauf – nicht die elektrische Leistung in Watt.

PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) misst in µmol/m²·s, wie viele Photonen tatsächlich auf einer definierten Pflanzenoberfläche ankommen. PPFD hängt von Lampenleistung, Abstrahlwinkel, Aufhängehöhe und Reflexion ab. Typische Zielwerte liegen für Blattgemüse bei 200–300 µmol/m²·s und für Fruchtgemüse bei 400–800 µmol/m²·s.

DLI – Daily Light Integral

Der DLI (mol/m²·Tag) summiert die gesamte am Tag verfügbare PAR-Lichtmenge an einem bestimmten Standort. Er ist der praktischste Wert, um abzuschätzen, ob eine Kultur unter den gegebenen Bedingungen ihre Erträge erreichen kann.
  • Salate, Kräuter, Microgreens: 12–17 mol/m²·Tag
  • Erdbeeren, Beerenobst: 17–22 mol/m²·Tag
  • Tomaten, Paprika, Gurken: 20–30 mol/m²·Tag
  • Cannabis (Blüte): 35–45 mol/m²·Tag
In deutschen Wintermonaten liefert die Sonne im Gewächshaus oft nur 3–8 mol/m²·Tag. LED-Pflanzenlampen gleichen diese Differenz aus, halten ganzjährig konstante Erträge und ermöglichen planbare Lieferzyklen.

Effizienz: µmol/J

Die Photonen-Effizienz (PPE) in µmol/J beschreibt, wie viele PAR-Photonen je Joule elektrischer Energie erzeugt werden. Moderne Horticulture-LEDs erreichen heute 2,5 bis 3,0 µmol/J – Spitzenmodelle sogar über 3,2 µmol/J.

Im Vergleich zu klassischen HPS-Natriumdampflampen (ca. 1,7 µmol/J) bedeutet das bei gleicher Lichtleistung bis zu 50 % weniger Stromverbrauch. Zusätzlich entfällt ein Großteil der Abwärme, wodurch die Klimatisierungskosten in geschlossenen Anlagen deutlich sinken.

Photoperiode & Steuerung

Neben Lichtmenge und Spektrum spielt die Photoperiode – die tägliche Beleuchtungsdauer – eine entscheidende Rolle. Kurztagspflanzen wie Chrysanthemen blühen bei weniger als 12 h Licht, Langtagspflanzen wie Salat profitieren von 16–18 h. Dimmbare Treiber (0–10 V oder DALI) erlauben es, Lichtleistung und Tageslänge automatisch an Klima- und Wachstumsphasen anzupassen.

Wärmemanagement & Lebensdauer

LEDs erzeugen zwar deutlich weniger Wärme als HPS oder Halogen, dennoch ist die Kühlung der LED-Chips entscheidend für Lebensdauer und Lichtleistung. Hochwertige Pflanzenleuchten verwenden Aluminium-Kühlkörper und thermisch optimierte Treiber. Mit L90-Werten über 50.000 Stunden bleibt die Lichtleistung über viele Jahre nahezu konstant – ein wesentlicher Vorteil bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.

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