In der Vegetationsperiode – nachdem der Samen gekeimt hat und bevor die Pflanze blüht – benötigen Gewächse hauptsächlich blaues Licht im Bereich von 400 bis 500 Nanometern, ideal sind 460 nm. Das sorgt für ein gesundes, kompaktes Wachstum mit vielen Blättern.
In der Blütezeit brauchen die Pflanzen dagegen vermehrt rotes Licht der Wellenlängen 620 bis 720 nm (ideal: 660 nm), das die Blütenbildung fördert. Manche gedeihen mit einigen tiefroten LEDs aus dem Bereich 720 bis 740 nm besonders gut.
In der Natur steigt der rote Anteil im Sonnenlicht in den Abendstunden, genauer gesagt: Der Anteil an blauem Licht nimmt durch Streuung in der Atmosphäre ab. Setzen Sie also rote LEDs gezielt am Abend ein, stimuliert das die Zuckerproduktion in der Pflanze. Obwohl grünes Licht kaum zur Photosynthese beiträgt, haben Versuche der NASA gezeigt, dass ein kleiner Anteil an grünem Licht für ein gesünderes Pflanzenwachstum sorgt [1].
Trivia
Die besten Infos zur optimalen Auswahl von LEDs finden sich, wenn Sie im Internet Informationen zum Thema Cannabis-Anbau suchen. Die so gefundenen Tipps eignen sich ideal auch für Tomaten. Die NASA hat ebenfalls ein Interesse daran, die richtige Zusammensetzung des Lichts herauszufinden, um auf Raumstationen gesundes Gemüse anzubauen.
Verschiedene Online-Shops bieten die Möglichkeit, LEDs nach Wellenlänge oder Farben zu filtern. Vorsicht: Manche geben stattdessen die Farbe des Gehäuses an – weiße oder farblose LEDs senden in diesem Fall durchaus rotes Licht aus. Letzte Zweifel beseitigen Sie am einfachsten durch die Lektüre des Datenblatts. Darin findet sich in aller Regel eine Grafik zur Farbverteilung.
Neben der Farbe ist es wichtig zu wissen, wie hell die LED später scheint und welchen Bereich sie ausleuchtet. Hierfür gilt es, zwei Dinge zu beachten: den Öffnungswinkel des Lichtkegels (Viewing Angle) und die Lichtstärke in Millicandela (mcd).
Die Einheit Candela gibt die Lichtstärke eines Objekts in Lumen pro Raumwinkel (Steradiant) an. Beide Werte finden sich üblicherweise im Datenblatt. LEDs mit einem geringen Öffnungswinkel leuchten nur einen kleinen Bereich aus. Für ein Gewächshaus sind große Winkel zu bevorzugen.
Gelegentlich findet sich zusätzlich die Lichtstärke in Lumen. Die Angaben zur Lichtstärke sind mitunter anfangs verwirrend. Wenn Sie es einfach haben möchten, erwerben Sie LEDs mit der passenden Wellenlänge und möglichst großer Lichtstärke sowie großem Öffnungswinkel.
Wollen Sie es genauer wissen, berechnen Sie die tatsächliche Lichtstärke an der Pflanze. Ein Beispiel dafür findet sich im Wikipedia-Artikel zur Einheit Lux [2] (dort Beispiel 3). Die Beleuchtungsstärke in Lux lässt sich nun direkt mit der Beleuchtungsstärke der Sonne vergleichen. Diese reicht in Mitteleuropa von 3500 Lux an einem bedeckten Wintertag bis zu 90 000 Lux an einem sonnigen Sommertag.
Möchten Sie unabhängig von der Sonne sein, empfiehlt sich eine Lichtstärke von mindestens 10 000 Lux für das künstliche Licht. Eine normale LED liefert 150 Lux; es gibt aber auch viel hellere LEDs mit höheren Beleuchtungsstärken.
Steuern und Regeln
Haben Sie die passenden LEDs ausgesucht, gilt es nun, diese zum Leuchten zu bringen. Im Prinzip bauen Sie eine LED-Lichterkette – die Anleitung eignet sich genauso für Bastelprojekte rund um Weihnachten. In Abbildung 3 sind bereits die roten LEDs in die passenden Löcher im Dach eingesetzt.
Für einen Betrieb mit den handelsüblichen 5-Volt- oder 12-Volt-Netzteilen müssen Sie die LEDs parallel schalten. An jeder LED fällt eine in etwa konstante Spannung von typischerweise 2,1 Volt ab; den genauen Wert finden Sie im Datenblatt (Forward Voltage). Das Beispiel geht davon aus, dass ein Netzteil mit 5 Volt Spannung und 15 Watt Leistung bereitsteht.
TIPP
Netzteile alter Handys eignen sich unter Umständen als Stromquelle für die LEDs.
Schalten Sie jeweils zwei LEDs parallel, fallen an beiden zusammen 4,2 Volt ab. Idealerweise löten Sie an jedem parallelen Ast der Schaltung einen passenden Widerstand ein (Abbildung 4).
Abbildung 4: Mit einer einfachen LED-Lichterkette sorgen Sie für die passenden Lichtverhältnisse im Gewächshaus.
Die Größe der Widerstände berechnet sich aus der Spannung, die daran abfällt (5 V – 4,2 V = 0,8 V) und am maximal zulässigen Strom, den die LEDs aufnehmen dürfen. Der steht wieder im Datenblatt und beträgt in der Regel etwa 35 mA.
