Hallo Zusammen
Ich habe gesehen, dass es bedarf am diesen Thema gibt.
Weshalb ich da mal meine Erläuterung verfassen werde.
Kunstlicht, gefährliche Strahlung???
Nein!! Sicher nicht mehr als die Sonne!
Der Anteil der schädlicheren (energetischeren) Strahlung ist bei der Sonne extrem viel höher, als bei Kunstleuchten (da muss man Spezial Lampen kaufen, wenn man UV-Strahlung erzeugen will). Ausserdem muss man mit dem Messgerät sehr nah an eine Lampe heran, um die Strahlungswerte der Sonne zu erreichen.
Was uns zur Radiometrie führt.
Das ist der eigentliche Bereich in dem man mit elektromagnetischer Strahlung arbeitet.
Z.B. Sonne, liefert ca. 1.1kW Strahlungsleistung pro m2 in unseren Breiten (CH, AT, Süd DE) Ich wüsste nicht mit Welcher Leuchte man das schaffen würde. Viel mehr mit Leuchten. Wenn man davon ausgeht, das die Wirksamsten Tageslichtleuchten, etwa 30% der elektrischen Energie in Licht ausgeben, bräuchte man einen Strahler mit 4kW gerichtet auf eine Fläche von 1m2.
Ich glaube diese Stromrechnung will niemand Zahlen. Das wären ca. 90kWh pro Tag. Wenn man mit 10cent/kWh rechnet, würde es dem Entsprechend kosten.
Keine Angst wir brauchen nicht so eine grosse Intensität.
Damit kommen wir zur Fotometrie. Fotografen werden es kennen.
Es ist eigentlich ein Pseudobereich, der nur für die Wahrnehmung unseres Auges eingeführt wurde. Offiziell ist das Lumen / Candela eine SI-Einheit. Man hat sich dafür entschieden, weil es einfacher ist visuelle Wahrnehmungen in Lumen anstatt in Watt anzugeben.
Wieso komme ich darauf zu sprechen. Leuchtmittel und weisse LEDs werden häufig mit den Angaben Lumen resp. Candela angegeben. Dies ist eigentlich ein bezugswert für die von unserem Auge wahrnehmbare Strahlungsleistung. Diese Strahlungsleistung ist im Spektralbereich von 380nm bis 780nm verteilt und am Tag nehmen wir die Wellenlänge 555nm am Intensivsten wahr. Bei diesem Wert entspricht das Strahlungsäquivalent 683 lumen/Watt.
Eine Monochromatische Lichtquelle oder LED die eine Wellenlänge von 555nm mit einem Watt ausstrahlt, nimmt unser Auge mit 683 Lumen war. Man hätte auch sagen können wir nehmen 1 Watt wahr ,aber naja, alle Leuchtmittel werden heute so angegeben. Wenn ihr mehr zu diesem Strahlungsäquivalent erfahren möchtet, dann könnt ihr in go_gle V-Lambda kurve eingeben, dass ist eine relative Verteilung des Strahlungsäquivalents zwischen 380 und 780 nm, das gilt übrigens nur für das Tag-sehen, es gibt noch das Nachtsehen (skotopisch).
Wieso erzähle ich das? Die V-Lambda kurve, nützt den Pflanzen nicht.
Jedoch liess sich die Photosynthese-kurve nicht so gut vermarkten wie das menschliche Auge. Sonst hätte jemand die Photobiometrie erfunden (Nennen wir es für die Pflanzen sichtbare Spektralbereich). Und man würde es die P-Gamma kurve nennen, z.B.
Die Photometrie, dient lediglich uns, um zu erfahren welche Eigenschaften eine LEuchte hat.
Konkrete Werte:
z.B. eine doppel-Leuchtstoffröhre 120cm je 3348 Lumen, ergibt ~6700 Lumen.
Ich messe 4.5 - 5 kLux in einem Abstand von 20 cm (schwer zu sagen, unruhige Hand).
Die Sonne Strahlt in unseren breiten zur Mittagszeit etwa mit 100 kLux auf den Boden.
Lux??? 1000Lumen die auf 1m2 Strahlen ergeben dort 1kLux.
Hier kommt die Analogie Lumen -> Lux, Watt -> Watt pro m2
Eine Leuchtstoffröhre hätte an der Röhrenoberfläche eine Intensität von 30kLux.
Rechnung Lumen geteilt durch Röhrenmantelfläche.
Lumen ~3350
MAntelfläche 1.2m länge und 30mm Durchmesser -> ~0.113m2
Wenn ich jedoch messe, komme ich auf 20kLux. Das könnte daran liegen, das der Photosensor im Messgerät etwas weiter hinten versetzt ist (umgerechnet ca. 7mm Tief im Messgerät).
Das bringt uns zu Verknüpfung der Photo- und Radiometrie.
Z.B. werden LEuchtstoffröhren oder Sparleuchtmittel mit der Lichtausbeute Lumen/Watt angegeben. Dies sagt eigentlich nur aus welchen Visuellen Wirkungsgrad eine Leuchte hat.
Ich habe mir letztens 4000K Leuchtstoffröhren gekauft, mit 3348Lm und 36Watt.
Das entspricht einer Ausbeute von 93 Lumen pro Watt.
Was ziemlich gut ist. Preis/Leistungsmässig fährt man bei der Anschaffung solcher Leuchten am Besten (Nur Anschaffungspreis).
Was nützt das der Pflanze. Nichts! Wir wissen lediglich, dass das weiss ausgestrahlte Licht irgendwie im Bereich von 380 bis 780nm "mehr" ausgestrahlt wird, je höher die Lichtausbeute. Wie mehr, wissen wir nicht.
Jetzt kommt der interessanteste Teil, die Photosynthese.
Ich will da nicht gross drauf eingehen, da müsste ich euch zuerst eine Schulung in Molekularbiologie und Stöchiometrie geben.
Alles was ihr wissen müsst:
Die Blätter absorbieren Licht, um dann mit Hilfe von Wasser und CO2, Energiereichere Bindungen herzustellen (Zucker).
Ein wenig genauer erläutere ich das schon.
Es gibt in der Pflanze Lichtsammelkomplexe. Das Photosystem 1 und 2.
Diese bestehen aus verschiedenen Konzentrationsmolekülen.
Chlorophyll a
Chlorophyll b
und auch
Carotinoide.
Zum Beispiel hat das Chlorophyll a seine Absorptionsmaxima bei 430nm und 662nm.
Chlorophyll b bei 453nm und 642nm.
In diesem Spektralbereich, ist der Photosynthesezyklus am effektivsten.
Woher weiss man das? Nun Ja, man hat ein Blatt mit diversen Spektralbereichen bestrahlt und die Sauerstoffproduktion gemessen. Den Pflanzen geben bei der Photosynthese Sauerstoff ab.
Siehe dazu in Go_gle photosynthese absorptionsspektrum.
Die Photosysteme 1 und 2 absorbieren Licht im 680nm und 700nm Bereich (Kombination aus Chlorophyll a, b und carotinoiden).
Und stellen so Photochemisch die benötigten Stoffe her mit denen nachher unter Zugabe von CO2 der Calvinzyklus eintreten kann (Herstellung von Zucker).
Das Wasser ist an der Photoreaktion beteiligt, wobei Elektronen abgespallten werden und Positive Wasserstoffatome (Kathionen) in der Pflanzenzelle verschoben werden.
Wozu dann die höherenergetische Strahlung von 440nm (430 und 453) wenn man nur die von 650nm (662 und 642) absorbieren kann?
Es ist so, dass bei der höherenergetischen Strahlung die Elektronen auf ein höheres Niveau herausgeschlagen werden, diese jedoch wieder zurückfallen auf das Niveau das die 650nm Strahlung erzeugt. Durch das zurückfallen, wird Wärme und anderes Licht abgegeben.
Das betrifft jetzt nur die Absorptionsmaxima. Natürlich wird auch Licht zwischen dem Bereich 440nm und 650nm absorbiert, aber viel weniger.
Nun kommen wir zur Lichttechnik.
Entweder man macht sich keine Grossen Gedanken, haut einige Leuchtstoffröhren in ein Regal und macht unten die Pflanzen auf verstellbaren Tablare rein (höhe verstellbar zur Leuchte).
Das ist die Anschaffungskostengünstigste Methode.
Jedoch benötigen diese Röhren nachher viel Strom.
Das andere ist man überlegt sich, LEDs mit den Wellenlängen 430 und 640nm (650nm) anzuschaffen. Das sollten aber LeistungsLEDs sein. Es gibt auch Wachstumslicht, dass man so fertig kaufen kann, da sind aber die Kosten entsprechend.
640nm -> rote LED
430nm -> blaue LED
ICh habe mir noch keine Gedanken gemacht zur Aufteilung. Normales Wachstumslicht hat etwa das Verhältnis 1:1 (hälfte blaue, die hälfte rote LED).
Jedoch benötigt für die Photosynthese die Pflanze nur das Rote licht. Wie wichtig die überschüssige Wärme ist die bei der Absorption vom blauem licht entsteht, weiss ich nicht. Man kann auch das Verhältnis reduzieren: 4rote 1 blaue oder so.
Den rote LEDs brauchen auch weniger Leistung als blaue.
Da findet man im Internet genug Angebote.
Die LED- Methode ist sicher Stromsparender.
Fazit:
Ich verwende die LEuchtstoffröhrenmethode. Ich habe mir da was selbst zusammengebaut. Ich hatte letzes Jahr gute Erfahrung mit einer Leuchstofflampe gemacht (Habanero).
Die Zöglinge würde ich sicher unter einer Kunstbeleuchtung ziehen, denn ich glaube die Fensterbank gibt nicht soviel ab, speziell im JAnuar und Februar.
Wenn sie bei mir eine gewisse grösse erreicht haben, werden sie in den Keller verschoben, wo ich 3mal soviel LEuchtstoffröhren habe (6 Stk.).
Dort bleiben sie bis ende April und dann kommen sie auf den Balkon.
Wer einen Wintergarten hat, kann sich den Keller sparen.
Verwenden tue ich die App Simple Luxmeter (android), sie heisst einfach LuxM.
Das funktioniert aber nur, wenn ihr einen Photosensor auf dem HAndy habt.
Pflanzen die gerade gekeimt sind, lasse ich in einem Abstand, so dass ich etwa 3kLux habe nach zwei Wochen stelle ich sie auf ca. 4.5 kLux.
Achtung durch das Wachsen kommen sie dem Licht näher. Dass heisst, die Luxzahl vergrössert sich auch durch das Wachstum.
Ihr dürft auf keinen Fall das giessen vergessen.
Was erreicht ihr schlussendlich damit?
Die Pflanze hat im Endeffekt mehr Blätter als wenn man sie an der Fensterbank lässt. Mehr Blätter bedeuten in der Sonne ab Mai (ende April zum Abhärten und angewöhnen), mehr Früchte.
Regeln tue ich das mit einer mechanischen Zeitschaltuhr.
Im Moment, werden sie 6 Stunden bestrahlt, dann 2Std. pause und dann wieder 6 Stunden.
Ich habe gesehen, dass es bedarf am diesen Thema gibt.
Weshalb ich da mal meine Erläuterung verfassen werde.
Kunstlicht, gefährliche Strahlung???
Nein!! Sicher nicht mehr als die Sonne!
Der Anteil der schädlicheren (energetischeren) Strahlung ist bei der Sonne extrem viel höher, als bei Kunstleuchten (da muss man Spezial Lampen kaufen, wenn man UV-Strahlung erzeugen will). Ausserdem muss man mit dem Messgerät sehr nah an eine Lampe heran, um die Strahlungswerte der Sonne zu erreichen.
Was uns zur Radiometrie führt.
Das ist der eigentliche Bereich in dem man mit elektromagnetischer Strahlung arbeitet.
Z.B. Sonne, liefert ca. 1.1kW Strahlungsleistung pro m2 in unseren Breiten (CH, AT, Süd DE) Ich wüsste nicht mit Welcher Leuchte man das schaffen würde. Viel mehr mit Leuchten. Wenn man davon ausgeht, das die Wirksamsten Tageslichtleuchten, etwa 30% der elektrischen Energie in Licht ausgeben, bräuchte man einen Strahler mit 4kW gerichtet auf eine Fläche von 1m2.
Ich glaube diese Stromrechnung will niemand Zahlen. Das wären ca. 90kWh pro Tag. Wenn man mit 10cent/kWh rechnet, würde es dem Entsprechend kosten.
Keine Angst wir brauchen nicht so eine grosse Intensität.
Damit kommen wir zur Fotometrie. Fotografen werden es kennen.
Es ist eigentlich ein Pseudobereich, der nur für die Wahrnehmung unseres Auges eingeführt wurde. Offiziell ist das Lumen / Candela eine SI-Einheit. Man hat sich dafür entschieden, weil es einfacher ist visuelle Wahrnehmungen in Lumen anstatt in Watt anzugeben.
Wieso komme ich darauf zu sprechen. Leuchtmittel und weisse LEDs werden häufig mit den Angaben Lumen resp. Candela angegeben. Dies ist eigentlich ein bezugswert für die von unserem Auge wahrnehmbare Strahlungsleistung. Diese Strahlungsleistung ist im Spektralbereich von 380nm bis 780nm verteilt und am Tag nehmen wir die Wellenlänge 555nm am Intensivsten wahr. Bei diesem Wert entspricht das Strahlungsäquivalent 683 lumen/Watt.
Eine Monochromatische Lichtquelle oder LED die eine Wellenlänge von 555nm mit einem Watt ausstrahlt, nimmt unser Auge mit 683 Lumen war. Man hätte auch sagen können wir nehmen 1 Watt wahr ,aber naja, alle Leuchtmittel werden heute so angegeben. Wenn ihr mehr zu diesem Strahlungsäquivalent erfahren möchtet, dann könnt ihr in go_gle V-Lambda kurve eingeben, dass ist eine relative Verteilung des Strahlungsäquivalents zwischen 380 und 780 nm, das gilt übrigens nur für das Tag-sehen, es gibt noch das Nachtsehen (skotopisch).
Wieso erzähle ich das? Die V-Lambda kurve, nützt den Pflanzen nicht.
Jedoch liess sich die Photosynthese-kurve nicht so gut vermarkten wie das menschliche Auge. Sonst hätte jemand die Photobiometrie erfunden (Nennen wir es für die Pflanzen sichtbare Spektralbereich). Und man würde es die P-Gamma kurve nennen, z.B.
Die Photometrie, dient lediglich uns, um zu erfahren welche Eigenschaften eine LEuchte hat.
Konkrete Werte:
z.B. eine doppel-Leuchtstoffröhre 120cm je 3348 Lumen, ergibt ~6700 Lumen.
Ich messe 4.5 - 5 kLux in einem Abstand von 20 cm (schwer zu sagen, unruhige Hand).
Die Sonne Strahlt in unseren breiten zur Mittagszeit etwa mit 100 kLux auf den Boden.
Lux??? 1000Lumen die auf 1m2 Strahlen ergeben dort 1kLux.
Hier kommt die Analogie Lumen -> Lux, Watt -> Watt pro m2
Eine Leuchtstoffröhre hätte an der Röhrenoberfläche eine Intensität von 30kLux.
Rechnung Lumen geteilt durch Röhrenmantelfläche.
Lumen ~3350
MAntelfläche 1.2m länge und 30mm Durchmesser -> ~0.113m2
Wenn ich jedoch messe, komme ich auf 20kLux. Das könnte daran liegen, das der Photosensor im Messgerät etwas weiter hinten versetzt ist (umgerechnet ca. 7mm Tief im Messgerät).
Das bringt uns zu Verknüpfung der Photo- und Radiometrie.
Z.B. werden LEuchtstoffröhren oder Sparleuchtmittel mit der Lichtausbeute Lumen/Watt angegeben. Dies sagt eigentlich nur aus welchen Visuellen Wirkungsgrad eine Leuchte hat.
Ich habe mir letztens 4000K Leuchtstoffröhren gekauft, mit 3348Lm und 36Watt.
Das entspricht einer Ausbeute von 93 Lumen pro Watt.
Was ziemlich gut ist. Preis/Leistungsmässig fährt man bei der Anschaffung solcher Leuchten am Besten (Nur Anschaffungspreis).
Was nützt das der Pflanze. Nichts! Wir wissen lediglich, dass das weiss ausgestrahlte Licht irgendwie im Bereich von 380 bis 780nm "mehr" ausgestrahlt wird, je höher die Lichtausbeute. Wie mehr, wissen wir nicht.
Jetzt kommt der interessanteste Teil, die Photosynthese.
Ich will da nicht gross drauf eingehen, da müsste ich euch zuerst eine Schulung in Molekularbiologie und Stöchiometrie geben.
Alles was ihr wissen müsst:
Die Blätter absorbieren Licht, um dann mit Hilfe von Wasser und CO2, Energiereichere Bindungen herzustellen (Zucker).
Ein wenig genauer erläutere ich das schon.
Es gibt in der Pflanze Lichtsammelkomplexe. Das Photosystem 1 und 2.
Diese bestehen aus verschiedenen Konzentrationsmolekülen.
Chlorophyll a
Chlorophyll b
und auch
Carotinoide.
Zum Beispiel hat das Chlorophyll a seine Absorptionsmaxima bei 430nm und 662nm.
Chlorophyll b bei 453nm und 642nm.
In diesem Spektralbereich, ist der Photosynthesezyklus am effektivsten.
Woher weiss man das? Nun Ja, man hat ein Blatt mit diversen Spektralbereichen bestrahlt und die Sauerstoffproduktion gemessen. Den Pflanzen geben bei der Photosynthese Sauerstoff ab.
Siehe dazu in Go_gle photosynthese absorptionsspektrum.
Die Photosysteme 1 und 2 absorbieren Licht im 680nm und 700nm Bereich (Kombination aus Chlorophyll a, b und carotinoiden).
Und stellen so Photochemisch die benötigten Stoffe her mit denen nachher unter Zugabe von CO2 der Calvinzyklus eintreten kann (Herstellung von Zucker).
Das Wasser ist an der Photoreaktion beteiligt, wobei Elektronen abgespallten werden und Positive Wasserstoffatome (Kathionen) in der Pflanzenzelle verschoben werden.
Wozu dann die höherenergetische Strahlung von 440nm (430 und 453) wenn man nur die von 650nm (662 und 642) absorbieren kann?
Es ist so, dass bei der höherenergetischen Strahlung die Elektronen auf ein höheres Niveau herausgeschlagen werden, diese jedoch wieder zurückfallen auf das Niveau das die 650nm Strahlung erzeugt. Durch das zurückfallen, wird Wärme und anderes Licht abgegeben.
Das betrifft jetzt nur die Absorptionsmaxima. Natürlich wird auch Licht zwischen dem Bereich 440nm und 650nm absorbiert, aber viel weniger.
Nun kommen wir zur Lichttechnik.
Entweder man macht sich keine Grossen Gedanken, haut einige Leuchtstoffröhren in ein Regal und macht unten die Pflanzen auf verstellbaren Tablare rein (höhe verstellbar zur Leuchte).
Das ist die Anschaffungskostengünstigste Methode.
Jedoch benötigen diese Röhren nachher viel Strom.
Das andere ist man überlegt sich, LEDs mit den Wellenlängen 430 und 640nm (650nm) anzuschaffen. Das sollten aber LeistungsLEDs sein. Es gibt auch Wachstumslicht, dass man so fertig kaufen kann, da sind aber die Kosten entsprechend.
640nm -> rote LED
430nm -> blaue LED
ICh habe mir noch keine Gedanken gemacht zur Aufteilung. Normales Wachstumslicht hat etwa das Verhältnis 1:1 (hälfte blaue, die hälfte rote LED).
Jedoch benötigt für die Photosynthese die Pflanze nur das Rote licht. Wie wichtig die überschüssige Wärme ist die bei der Absorption vom blauem licht entsteht, weiss ich nicht. Man kann auch das Verhältnis reduzieren: 4rote 1 blaue oder so.
Den rote LEDs brauchen auch weniger Leistung als blaue.
Da findet man im Internet genug Angebote.
Die LED- Methode ist sicher Stromsparender.
Fazit:
Ich verwende die LEuchtstoffröhrenmethode. Ich habe mir da was selbst zusammengebaut. Ich hatte letzes Jahr gute Erfahrung mit einer Leuchstofflampe gemacht (Habanero).
Die Zöglinge würde ich sicher unter einer Kunstbeleuchtung ziehen, denn ich glaube die Fensterbank gibt nicht soviel ab, speziell im JAnuar und Februar.
Wenn sie bei mir eine gewisse grösse erreicht haben, werden sie in den Keller verschoben, wo ich 3mal soviel LEuchtstoffröhren habe (6 Stk.).
Dort bleiben sie bis ende April und dann kommen sie auf den Balkon.
Wer einen Wintergarten hat, kann sich den Keller sparen.
Verwenden tue ich die App Simple Luxmeter (android), sie heisst einfach LuxM.
Das funktioniert aber nur, wenn ihr einen Photosensor auf dem HAndy habt.
Pflanzen die gerade gekeimt sind, lasse ich in einem Abstand, so dass ich etwa 3kLux habe nach zwei Wochen stelle ich sie auf ca. 4.5 kLux.
Achtung durch das Wachsen kommen sie dem Licht näher. Dass heisst, die Luxzahl vergrössert sich auch durch das Wachstum.
Ihr dürft auf keinen Fall das giessen vergessen.
Was erreicht ihr schlussendlich damit?
Die Pflanze hat im Endeffekt mehr Blätter als wenn man sie an der Fensterbank lässt. Mehr Blätter bedeuten in der Sonne ab Mai (ende April zum Abhärten und angewöhnen), mehr Früchte.
Regeln tue ich das mit einer mechanischen Zeitschaltuhr.
Im Moment, werden sie 6 Stunden bestrahlt, dann 2Std. pause und dann wieder 6 Stunden.
