Pflanzenbeleuchtung - Bitte um Hilfe!

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

also
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Sa, 04.01.14, 10:15

Liebe LED HILFE Gemeinde,

ich bin neu auf dem LED-Gebiet und habe mich bereits ein wenig in die Materie eingelesen.
Leider hatte dies zur Folge, dass ich mich nun noch weniger auskenne.
Deshalb bin froh, dass ich nun dieses Forum gefunden habe.

Weshalb bin ich hier?
Ich möchte gerne spaß- und interessenhalber für meine Chilibox (Fläche 0,086 m², Volumen 0,066 m³) eine Beleuchtung bauen.

Dafür hätte ich mir vorgestellt 5 x Cree CXA2011-3000K (in Paralellschaltung) auf einen Kühlkörper mit den Abmessungen 150 x 300 x 40 mm / 0,3 K/W zu kleben. Die Betriebsspannung dieser LEDs ist laut Datenblatt 44,5V bei 1000mA.

Als Konstantstromquelle hätte ich mir diese ausgesucht: Konstantstromquelle IP67, 230V Eingang 1050mA (http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 050mA.html)

Nun meine Fagen an euch:
1. Ist dieses Setup in Ordnung?
2. Benötige ich außer der LEDs, KSQ, Wärmeleitkleber und Kühlkörper noch weitere Bauteile (zB Vorwiderstände oä)?
3. Wie sieht es aus, wenn ich die Beleuchtung um 4 x Cree XP-E, rot, 118 Lumen und 4 x Cree XP-E rot-orange, 154 Lumen, die ja nur 2,3 V, 700mA benötigen erweitern möchte? Wird in diesem Fall eine weitere KSQ benötigt?
4. Wie hoch dürfte sich die Temperatur bei diesem kleinen Volumen entwickeln? Nicht dass die Chilis einen Sonnenbrand bekommen und noch roter werden :-)

Ich bedanke mich im Voraus für eure Hilfe und Tipps!

Liebe Grüße,
Alfons
Zuletzt geändert von also am Sa, 04.01.14, 17:22, insgesamt 1-mal geändert.
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BrandyJr
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Sa, 04.01.14, 14:58

Hallo. :)

Also rein aus technischer Sicht ist da der Wurm drin.
LEDs sollte man prinzipiell nicht parallel schalten. Hier besteht die Gefahr, dass sich der Strom nicht gleichmäßig aufteilt und die dadurch unterschiedlich hell leuchten. Auch wenn die Wahrscheinlichkeit bei identischem Typ aus der gleichen Produktionsreihe geringer ist, gewisse Streuungen gibt es da trotzdem. Zudem wird, bei Ausfall einer LED, ihr Strom auf die anderen LEDs verteilt. Wenn die LEDs nahe ihres Maximums betrieben werden, bedeutet das, dass man die anderen dann möglicherweise überlastet und dann der nächste Ausfall wahrscheinlicher wird, usw. (->Kettenreaktion).

Möglich ist es allerdings. Bei deiner Konstellation würden die LEDs selbst bei Ausfall von 3 der 5 Chips keine Überlast auftreten. Mit einer Konstantstromquelle, die 1050mA liefert, würde jede LED grade einmal ~210mA (Laut Datenblatt bei etwa 39V) erhalten. Das macht eine Leistung von ~8,19W, zusammen also etwa 41W. Und das könnte schon eine CXA2011 maximal leisten!
Eine Reihenschaltung wäre aber auch problematisch, da man bei 5 mal >40V über 200V auf der Sekundärseite benötigt (Lebensgefahr!). Zumal dann die 1050mA über dem MAXIMUM von 1000mA dieses LED-Typs liegen.

Hast du irgendwelche Anhaltspunkte für die Beleuchtung? Minimale Helligkeit, Farbtemperatur, benötigte Wellenlängen, etc... oder geht es nur darum, dass du die Chillies auch im Dunkeln siehst? Ich kenne mich mit Grünzeug (auch dem roten) leider nicht aus. :oops:

Zu 2. Keine Widerstände, da eine KSQ verwendet wird. Evtl. Leitungen um alles zu verbinden, Isoband/Schrumpfschläuche um die Kontaktpunkte zu isolieren falls notwendig und Lötmaterial.
Zu 3. Kommt drauf an. Erstmal sollte die Planung für die Hauptbeleuchtung stehen, dann müsstest du entscheiden ob die Farb-LEDs getrennt geschaltet werden sollen.
Zu 4. Es entsteht schon Wärme, nur dafür müsste feststehen wieviel Lichtstrom und damit Leistung du benötigst. Von den jetzigen 41W werden bestimmt 34W (hatte mal was von etwa 83% gelesen) in Wärme umgewandelt. Und vieles davon wird ja (hoffentlich!) nach hinten über den Kühlkörper abtransportiert. Sollte aber definitiv unkritischer sein als bei Halogenbeleuchtung der gleichen Leistungsklasse. ;)
also
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Sa, 04.01.14, 15:24

Vielen Dank für deine ausführliche Hilfestellung und die Tipps! Finde ich echt super, dass du soviel zu meinem Fall geschrieben hast.
Als Neuling bin ich dir für jeden Tipp dankbar.

Ich habe mich um die benötigten pflanzenspezifischen Anforderunegen umgesehen und konnte folgende Infos finden:
Beleuchtungsstärke in der Blütephase: Minimum: 30.000 Lux, Optimum: 50.000+ Lux, Optimale Farbtemperatur: 3500 Kelvin
Gelbe und grüne Wellenlängen (500nm-600nm) werden reflektiert, blaue (400nm-500nm) und rote (600nm-700nm) Wellenlängen werden optimal absorbiert und die Photosynthese kann stattfinden.

Liebe Grüße,
Alf
Zuletzt geändert von also am Sa, 04.01.14, 20:12, insgesamt 1-mal geändert.
also
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Sa, 04.01.14, 17:21

Alternativ überlege ich diese (fertige) Lampe: http://sanlight.info/DE/Produkte.html

Bin im Moment etwas verunsichert. Bitte um eure Kommentare.
Danke!
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tvetter
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Sa, 04.01.14, 17:30

Schaue dich doch mal z.B. hier rein:
http://burlis-gartenblog.blogspot.de/
also
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Sa, 04.01.14, 20:10

Ich habe mich nun entschlossen, keine (lebens)gefährlichen Experimente mit hoher Zerstörungswahrscheinlichkeit des Materials durchzuführen und möchte das Sanlight Culturelux M30 Modul einfach nachzubauen, da hiermit schon einige gute Ergebnisse erzielt wurden.
Es sollen sozusagen 2 Module auf einem Kühlkörper kombiniert werden.

Beim Led Treiber handelt es sich um Recom Lighting RACD30-500 30 W 10 - 56 V/DC 500 mA (http://www.conrad.at/ce/de/product/1577 ... .ASTPCEN27)

Meine Fragen an euch:
1. Könnt ihr mir bitte mit der Auswahl der richtigen LEDs helfen?
also hat geschrieben: ... Beleuchtungsstärke in der Blütephase: Minimum: 30.000 Lux, Optimum: 50.000+ Lux, Optimale Farbtemperatur: 3500 Kelvin
Gelbe und grüne Wellenlängen (500nm-600nm) werden reflektiert, blaue (400nm-500nm) und rote (600nm-700nm) Wellenlängen werden optimal absorbiert und die Photosynthese kann stattfinden...


2. Benötige ich bei doppelter LED-Anzahl auch zwei Konstantstromquellen, da eine nur 30W liefert?


Danke im Voraus - hoffe, es klappt!

Liebe Grüße,
Alf
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Technische Details laut Hersteller
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Grafische Darstellung des Lichtspektrums
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Borax
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So, 05.01.14, 00:06

Benötige ich bei doppelter LED-Anzahl auch zwei Konstantstromquellen, da eine nur 30W liefert?
Ja.
Bei der 'Auswahl der richtigen LEDs' mische ich mich nicht ein. Da gehen die Meinungen was 'das Beste' ist massiv auseinander.
Loong

So, 05.01.14, 10:21

Servus…
also hat geschrieben:Ich habe mich nun entschlossen, keine (lebens)gefährlichen Experimente mit hoher Zerstörungswahrscheinlichkeit des Materials durchzuführen...
Naja, das ist schon sehr übertrieben. Der Ausgang solcher Netzteile ist netzgetrennt, bei einpoliger Berührung passiert Dir und dem Material gar nix. Um in den vollen Genuß der Spannung zu kommen, musst Du schon beide Ausgangspole berühren.
... und möchte das Sanlight Culturelux M30 Modul einfach nachzubauen, ...
Ich erkenne auf dem Bild des Moduls 18 Osram Oslon SSL 80 verschiedener Farben und eine LED Engin LR1-00R300. Ich habe mal versucht, das Modul nachzustellen und komme auf folgendes Ergebnis (die violette Kurve ist mein Versuch):

Bild

Da ich nicht alle Oslons in meiner Datenbank habe, musste ich ein wenig improvisieren, aber es kommt ganz gut hin. Ich würde das Modul trotzdem so nicht nachbauen, weil für meinen Geschmack der Blauanteil recht hoch ist. Den kann man meines Erachtens durchaus halbieren. Ich habe hier im Forum mal einen meiner Pflanzenstrahler beschrieben, inzwischen habe ich zwei weitere gebaut.
also
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So, 05.01.14, 10:36

@Loong: Danke für deine Mühe, das Spektrum nachzustellen! Freue mich, dass es Foren gibt, in denen Mitglieder konstruktiv helfen und nicht Unwissenheit mit negativen Bemerkungen strafen. Learning by doing ist in diesem Fall mit recht hohen Kosten verbunden und ich möchte nicht riskieren, die Bauteile abzuschiessen. DANKE!!!
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Loong

So, 05.01.14, 13:28

Hallo,

ich würde royalblaue (450 nm) und tiefrote (660 nm) LEDs im Verhältnis 1:3 verwenden und das Spektrum mit ein paar kaltweißen und warmweißen LEDs ein bißchen auffüllen. Rot und rot-orange kannst Du meines Erachtens weglassen. Bei Deiner Kombination zieht Dir der hohe Anteil warmweißer LEDs die Photosyntheseeffizienz runter.
also
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Mo, 06.01.14, 12:29

Danke Loong!
Zuletzt geändert von also am Do, 09.01.14, 21:18, insgesamt 1-mal geändert.
Loong

Mo, 06.01.14, 13:44

Hallo,

die Golden DRAGON Plus tiefrot und die Oslon SSL Hyper Red strahlen im gleichen Wellenlängenbereich. Du solltest Dich für eine der beiden entscheiden, wobei die Oslon die modernere ist.

Bei der Konstantstromquelle kommt es darauf an, mit welchem Strom Du die LEDs betreiben möchtest. 700 mA gehen meiner Erfahrung mit der Oslon nach noch gut.
also
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Di, 07.01.14, 18:42

Danke Loong!

Wegen der geringeren lm habe ich statt der Oslon ww eine Cree ausgesucht (mit KSQ).
Kannst du bitte so nett sein und dir die Bauteile ansehen - passen diese auch zusammen?

Wie kann ich auch so ein Diagramm mit den Wellenlängen erstellen, damit ich sehe in welchem Bereich
ich mich mit dieser Auswahl bewege?

Danke im Voraus und liebe Grüße,
Alf
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BrandyJr
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Sa, 11.01.14, 02:35

So... Sorry für die späte Antwort.

Der untere Teil passt (aus rein technischer Sicht!), die obere KSQ (95058) allerdings nicht. Die ist zu schwach um 3 Crees mit je 36V zu versorgen, da sie nur 48V liefern kann.
Eine wirkliche Alternative habe ich hier im Shop aber nicht finden können. Die Lumitronix-(eigene?) KSQ könnte mit 72V maximal 2 von den Crees bedienen, wenn überhaupt (bin mir nicht sicher ob ein Betrieb am Limit hier so gut ist).

Klappen könnte evtl. die Meanwell PLD-40-350B, da diese laut deren Webseite und Datenblatt etwa 115V liefern kann und die Crees nur 108V (3x36V @ 350mA) bräuchten.
Hier wäre eine Zweitmeinung von Nutzen. :oops:
Lehrling
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Mo, 10.02.14, 10:53

Hallo,

dieses Thema Interessiert mich auch sehr und daher dachte ich ich registriere mich hier um ein bisschen mehr über LEDs zu erfahren bzw. wie der Thread Ersteller habe ich auch Interesse an einer solchen Lampe.

Zu Meiner Person: Mein Name ist Stefan, ich bin 27 Jahre alt und von Beruf ausgebildeter Fräser in einem Metallbetrieb. Ich hoffe in diesem Forum richtig zu sein um ein wenig Hilfe bei der Planung und Erstellung dieser Led Lampe zu finden.

Ansonsten euch alles einen guten Start in die Woche. Das nächste WE nähert sich ;-)

Vielleicht könnte wie "BrandyJr" bereits erwähnte jemand anders seine Aussage bestätigen oder korrigieren und sich dem Thema nochmal kurz annehmen. Mir wüde damit sehr geholfen werden.

Viele Grüße
Der Lehrling
daniu
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Di, 11.02.14, 21:43

Hi,

auch ich hab mich extra für dieses Thema angemeldet (auch wenn ich zuerst ein anderes gefunden hatte)

Ich möchte meine Lampen fast ausschließlich dafür verwenden, Gemüse - hauptsächlich Tomaten - im Heizungskeller vorzuziehen. Tomaten im Winter ist also nicht mein Ziel, ich hätte nur gerne dann, wenn es warm genug ist, eigene Pflanzen, die ich dann raus setzen kann. Das heißt, ich brauche keine Blüten unter dem Licht.

Ich hab mich schon ein bisschen erkundigt. Trotzdem folgende Fragen:
-wie man verschiedentlich lesen kann, brauchen die Pflanzen vor der Blüte hauptsächlich blaue Lichttöne, genauer: Königsblau - eigentlich sogar etwas unterhalb von 450nm. Außerdem schreibt er hier, dass die weissen LEDs in der Praxis auch sehr gut sein sollen. Also sehe ich das richtige Spektrum für mich bei einer Mischung aus blauen und weissen LEDs. Kann mir einer eine Empfehlung geben, wie viel ich für mein, ca. 0,5m² (wahrscheinlich noch deutlich kleiner) großes kleines Gewächshaus brauche?
-Ich bin noch nicht sicher, wo ich die LEDs festmache und wie ich das ganze anbringe. Schadet es, wenn ich die LEDs ausserhalb des Kunststoffkastens (vermutlich PC) anbringe? Absorbiert das Plastik zu viel wertvolles Licht?
-Was ist wohl von dem hier zu halten? Sind die nur billig oder kann man die auch verwenden? Eigentlich wollte ich welche mit Sternplatine, hab mich jetzt aber gefragt, ob ich das extra Geld wirklich investieren möchte. Ob es nicht noch besser ist, wenn man die LEDs satt mit Wärmeleitpaste auflegt und dann drum rum mit Epoxy festklebt?
-Ich würde ohnehin lieber mit mehr und dafür etwas weniger Leistungshungrigen LEDs auskommen. Erstens brauche ich weniger Kühlung und zweitens ist der Wirkungsgrad höher.
-Kennt jemand noch Quellen, wo man die LEDs günstig herbekommt? Auch Netzteil- bzw. Kühlerquellen sind interessant. Vielleicht besorge ich mir letzteres aber auch vom Schrottplatz o. ä.
-Später, wenn es wärmer ist, möchte ich die Pflanzen ins Tageslicht holen. Sollte ich mir da doch gleich noch ein paar rote LEDs mitbestellen?

Um ganz ehrlich zu sein: die Rechnung oben wäre für mich deutlich zu viel Kohle. Ich dachte eigentlich an max. 30-40Euronen (wobei ich davon ausgehe, dass Kühlkörper mehr oder weniger aus Schrott gebaut werden - einige massiven Teile hab ich auch noch da - und das Gestell aus vorhandenem, Kühlpaste, Kleb uns so ist ebenfalls vorhanden). Lieber löte ich deutlich mehr LEDs zusammen und spar dadurch Geld. Falls das gar nix bringt, spar ich mir allerdings lieber auch die 30-40Euro - selbst dafür bekommt man schon einige Setzlinge ...
Paprika/Chili hatte ich auch ganz schnell aufgegeben - ich denke, die brauchen noch wesentlich mehr Licht, als Tomaten.

Irgendwelche Kommentar sind herzlich willkommen!

Grüße

PS.: die oben erwähnten Grundlagen sind mir bekannt (Konstantstromquelle, LEDs in Reihe, nicht parallel) und einen Lötkoleben kann ich einigermaßen verwenden.
Lehrling
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Di, 11.02.14, 21:45

Könnte bitte jemand eine Aussage zu folgender Konstellation machen? Würde das so funktionieren? Und was benötigt man für Installationsmaterial? Perfekt wäre es wenn jemand eine Aussage zur Kühlung machen könnte.

Viele Grüße

Bild
daniu
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Di, 11.02.14, 21:45

Hi,

noch eine Frage zu der obigen Zusammenstellung:

ist warmweiß wirklich ein sinniger Farbton für Pflanzen? Das hab ich bisher noch nirgends gelesen

Grüße
daniu
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Di, 11.02.14, 21:54

Hi,

Kühlung lässt sich eigentlich recht gut berechnen, wenn man weiß, welchen Verlust man verheizen muss. Extrem entscheidend ist immer der Übergang. Wärmeleitpaste ist gut, am besten wäre es, die Bauteile mit extrem guter Oberfläche direkt auf den Kühler (mit ebenfalls extrem guter Oberfläche) zu pressen. Logischerweise geht das nicht - daher: Leitpaste. Leider scheint es bei LEDs recht schwierig zu sein, zu sagen, wie viel in Wärme und wie viel in Licht umgewandelt wird.

Soweit ich gelesen habe, hängt das Verhältnis (der Wirkungsgrad) dann auch noch von der Temperatur selbst ab. Das würde bedeuten, wenn Du gut kühst ist der Wirkungsgrad besser und das ganze wird dafür weniger warm. Aus dem Grund ist gute Kühlung wichtig, weil Du sonst Licht, Lebensdauer und Strom verlierst.

Wie viel Du hier brauchst, ist sicher schwer zu sagen. Ich persönlich werde es ausprobieren. Glaube kaum, dass Du das 1W mit Kühlkörpern wegbekommst, die man einfach auf die LEDs klebt - die Sternkühler ...

Grüße
Lehrling
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Di, 11.02.14, 22:10

Welches eine Watt meinst du ? Hab das nicht ganz verstanden. Ich habe öfter gelesen das Warmsein und Orange noch sinnvoll wären um das Spektrum zu erweitern. Deswegen habe ich Warmweiß mit rein genommen. Denkst du man würde das passiv gekühlt bekommen?

Grüße
Borax
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Di, 11.02.14, 22:16

Ich möchte meine Lampen fast ausschließlich dafür verwenden, Gemüse - hauptsächlich Tomaten - im Heizungskeller vorzuziehen.
Der Lichtbedarf von Tomaten scheint sehr groß zu sein : viewtopic.php?f=24&t=18184&p=181343#p181343 (auch wenn man sich darüber wohl nicht ganz einig ist - aber das ist beim Thema Pflanzenbeleuchtung anscheinend so üblich)
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Achim H
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Di, 11.02.14, 23:45

Lehrling hat geschrieben:Könnte bitte jemand eine Aussage zu folgender Konstellation machen?
Die Konstantstromquelle kann alle Leds antreiben. Das passt.
Und was benötigt man für Installationsmaterial?
Kühlkörper oder Kühlblech, Wärmeleitpaste + Schrauben oder Wärmeleitkleber, Kabel (0,5mm²).
Lötkolben, Lötzinn.
Perfekt wäre es wenn jemand eine Aussage zur Kühlung machen könnte.
Alle Leds zusammen haben rund 23 Watt Leistung.

Unter der Annahme:
Kühlkörpertemperatur: max. 70°C
Raumtemperatur: 20°C

70°C - 20°C = 50°C --> gleichbedeutend mit 50K
50K / 23W = 2,17K/W

Rein passiv gekühlt reicht ein waagerecht montiertes Kühlblech (Alu blank) mit ca. 290 x 290 x 5mm.

Wenn Du ein etwas dünneres Blech nimmst, muss die Fläche im Gegenzug etwas größer gewählt werden.
Bei 4,0mm Dicke: ca. 420 x 420mm.
Bei 3,0mm Dicke: ca. 480 x 480mm.
Bei 2,5mm Dicke: ca. 530 x 530mm.
(Werte nur ungefähr)

Guggstu hier, Seite 213/214.
Das PDF hat nur 71 Seiten.
Zuletzt geändert von Achim H am Mi, 12.02.14, 07:06, insgesamt 1-mal geändert.
daniu
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Mi, 12.02.14, 06:00

Hi

zu den Farben: nach dem was ich gelesen habe brauchst Du für Wachstum ca. 430-450nm (blau), für Blüten irgendein rot (nicht gemerkt weil ich keine Blüten haben will ...). Meiner Ansicht nach sind daher alle LEDs die da nicht drunter fallen unnötig. Der Vorteil von LEDs liegt ja gerade darin, dass sie ein recht kleinen Bereich an Farbe abdecken. Im normalen Lichtbereich möchte man genau das nicht, weil die Sonne seht breit in sehr vielen Farben leuchtet. In Burlis Gartenblog wurde dann noch herausgefunden, dass Kaltweiss für die Wurzeln gut ist. Ich gehe davon aus, dass für Wurzeln und normalen Wuchs daher Königsblau (royal blue) und kaltweiss ausreicht. Du brauchst dann wenn Du Blüten haben möchtest noch ein bestimmtes rot.

Zum Thema Kühlung:
der Kollege vor mir hat sich wohl die Mühe gemacht, die Leistungen zusammen zu rechnen - nicht ganz einfach, weil die in der Liste nicht bei allen LEDs dabei steht. Ich hatte nur was mit 1,2Watt gesehen, deshalb mein Kommentar mit. dem Watt. Ich gehe aber davon auf, dass Du nicht alles an einen Ort machen möchtest und deshalb die Versuchung recht groß ist, einfach diese Sternkühler für LEDs zu nehmen. Für 1Watt dürften die nicht ausreichen. Leider gibt es hier - zumindest da wo ich geschaut habe - keine Werte für diese Sternkühler.

IMO hat mein Vorposter noch 2 Dinge vernachlässigt:
1. ein Teil der Leistung wird Licht - nicht Wärme Dadurch reduziert sich der Kühlbedarf. Leider sind das bei LEDs wahrscheinlich auch nur ca. 15%
2. der Wärmeübergangswiderstand von der LED zum Kühlkörper dürfte trotz Wärneleitpaste enorm schlecht sein, wodurch sich der Kühlbedarf erhöht.

Aus diesen Gründen denke ich: Versuch macht kluch. Wobei die angegebenen Werte ja ein Anfang sein können.

Grüße
Loong

Mi, 12.02.14, 06:52

Servus...
daniu hat geschrieben:-wie man verschiedentlich lesen kann, brauchen die Pflanzen vor der Blüte hauptsächlich blaue Lichttöne, genauer: Königsblau - eigentlich sogar etwas unterhalb von 450nm.
Die Photosynthese der Pflanzen ist unabhängig von der Blühinduktion. Verschiedene Wirkspektren der Photosynthese findet man beispielsweise hier im Forum oder auch da.

Auf einen ganz, ganz einfachen Nenner gebracht: Rot ist Wuchs- und blau ist Steuerlicht. Blau benötigen jedoch die allermeisten Pflanzen zum gesunden Wuchs, es sind nur sehr, sehr wenige Pflanzen, die ohne blau auskommen. Eine sehr gute Zusammenstellung entsprechender Papers findet man dort.

Die die Blühinduktion der allermeisten Pflanzen erfolgt über die Tageslänge. Die erkennt die Pflanze mit dem bei 660 bzw. 730 nm aktiven Phytochrom-Hellrot-Dunkelrot-System.
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Achim H
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Mi, 12.02.14, 07:03

daniu hat geschrieben:IMO hat mein Vorposter noch 2 Dinge vernachlässigt:
1. ein Teil der Leistung wird Licht - nicht Wärme Dadurch reduziert sich der Kühlbedarf. Leider sind das bei LEDs wahrscheinlich auch nur ca. 15%
2. der Wärmeübergangswiderstand von der LED zum Kühlkörper dürfte trotz Wärneleitpaste enorm schlecht sein, wodurch sich der Kühlbedarf erhöht.
Aus diesem Grund rechne ich immer mit 100% Leistung.

Die Leds befinden sich gemeinsam auf dem Kühlblech. Damit ist eine Parallelschaltung von Wärmewiderständen.
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