Beim Thema LEDs kommt es offenbar sehr darauf an, wen man fragt: Die Hersteller loben ihre Produkte in den höchsten Tönen und sprechen vom Ende der Gasentladungslampen. Die Konkurrenz aus dem konventionellen Lampenlager behauptet natürlich genau das Gegenteil, während unter den Growern mit LED-Erfahrung sowohl enthusiastische Fans als auch ent-täuschte User zu finden sind. Nicht ein-fach, sich unter diesen Voraussetzungen eine objektive Meinung zu bilden.

Dass LEDs so populär und im Kommen sind, ist absolut nachvollziehbar: Sie verbrauchen weniger Energie als die klassischen thermischen Leuchtmittel wie Glühlampen, haben eine längere Lebens-dauer und enthalten keine giftigen Stoffe, wie etwa die sogenannten „Energiesparlampen". LEDs werden bereits als Scheinwerfer im Fahrzeugen, Ersatz für Glühlampen und auch für die Aufzucht und Blüte von Pflanzen angeboten noch wie weit fortgeschritten ist die Entwicklung der LEDs tatsächlich?

Nähern wir uns diesem Thema erst mal rein physikalisch und beschäftigen uns mit der Frage, was sind LEDs, und wie funktionieren sie überhaupt?

Die drei Buchstaben „LED" sind eine Abkürzung für „lichtemittierende Diode". Eine LED ist also ein elektrisches Halbleiterelement, das in einer Richtung den elektrischen Strom durchlässt, wäh-rend es in der anderen Richtung wie ein Widerstand wirkt und den Strom schlecht bis gar nicht leitet. Solche Halbleiterelemente befinden sich in jedem Computer, Handy und vielen anderen modernen Geräten. Im Unterschied zu den nicht-leuchtenden Dioden (meist aus Silizium) bestehen die leuchtenden Halbleiterdio-den in der Regel aus einer Galliumverbindung. Es ist also das Material, das eine LED zur LED macht hanfsamen kaufen

Vom Aufbau her besteht eine LED im Prinzip aus einem Kristall, an den über Kontakte eine elektrische Spannung an-gelegt wird. In Durchflussrichtung kann der elektrische Strom dafür sorgen, dass innerhalb des Kristallgitters Elektronen vom „Leitungs-" in das „Valenzband" wechseln, wobei Energie in Form von Strahlung/Licht frei wird. Wir wollen an dieser Stelle nicht zu sehr ins Detail gehen, denn dann müssten wir tief in die „Abgründe” der Physik abtauchen, was den Rahmen dieses Artikels bei weitem sprengen würde. Für das Verständnis des Funktionsprinzips von LEDs reicht es zu verstehen, dass bestimmte Materialen in der Lage sind, durch elektrische Energie zum Aussenden von Strahlung angeregt zu werden. Dieser Effekt ist bereits 1876 erstmalig beobachtet worden, es dauerte aber über 6o Jahre, bis das Phänomen verstanden und erklärt werden konnte. Wenn die Elektronen durch das Kristallgitter wandern, erzeugen sie Reibung und damit Wärme. Diese Wärme muss abgeführt werden (meist über die metallischen Stromkontakte), ansonsten könnte der Kristall überhitzen und zerstört werden. Überhaupt ist Hitze der größte Feind der LEDs. Durch Wärme altert eine LED schneller und geht entsprechend schneller kaputt. Denn es bilden sich mit der Zeit immer mehr „Fehlstellen" im Kristallgitter, was dazu führt, dass die Effektivität langsam absinkt, bis die LED irgendwann gar nicht mehr leuchtet. Bei hochwertigen LEDs kann sich dieser Vorgang über zehn Jahre Dauerbetrieb hinzuziehen. Die Temperatur im Kristallgitter steigt mit zunehmendem Strom. Mit je mehr Leistung eine LED betrieben wird, desto höher sind die Temperaturen, die dabei entstehen.

Als vor etwa 5o Jahren die ersten LEDs entwickelt wurden, war ihr Betrieb nur mit sehr geringen Strömen und damit verbundenen niedrigen Lichtemissionen möglich. Durch deutliche Verbes-serungen in der Herstellungstechnik, aber auch der Werkstoffkunde, wurden immer leistungsfähigere und effizientere LEDs möglich.

Es gibt einen wichtigen Unterschied zu herkömmlichen Leuchtmitteln, bezüglich des Spektrums des ausgesandten Lichts. Das ist bei LEDs sehr begrenzt (mo-nochromatisch), was bedeutet, dass zum Beispiel eine rot-leuchtende LED nur in einem kleinen Wellenbereich Licht er-zeugt und in den anderen Bereichen „dunkel" bleibt. Das kann ein Vorteil sein — wenn nur rotes Licht gewünscht ist (Ampeln, Bremslichter), aber auch ein Nachteil, wenn eigentlich ein volles Spektrum erforderlich wäre (wie für den Anbau von Pflanzen).

Um etwa „weißes" Licht erzeugen zu können, müssten drei LEDs mit den Farben blau, rot und grün zusammenge-schaltet und die Farben „gemischt" werden, damit für das menschliche Auge ein „weiß" dabei herauskommt. Bei ge-nauem Blick auf das Lichtspektrum fällt aber schnell auf, dass es eigentlich drei „Peaks" in den Wellenbreichen von blau, grün und rot sind — mit großen Lücken drum herum.

Eine praktikablere (und die häufiger zum Einsatz kommende) Technik beruht auf der Lumineszenz. Hierbei wird auf eine blaue oder UV-LED ein Fluoreszenzfarbstoff oder Leuchtstoff aufgebracht (z. B. Phosphor), der durch das Licht der LED zum Leuchten ange-regt wird. Es ist dann der auf  gebrachte Leuchtstoff, durch den ein weißes Licht ausgestrahlt wird. Nachteil dieser Art von LED ist, dass ihre Effektivität und Lebensdauer geringer ist als bei nicht-lumineszierenden LEDs.

ie Lichtfarbe und damit das Spektrum einer LED wird durch den verwendeten Werkstoff (bzw. Leuchtstoff bei den lumineszierenden LEDs) bestimmt. Neben dem bereits erwähnten Gallium kommen auch Aluminium-, Zink- und andere Metallverbindungen zum Einsatz. Die Wissenschaftler mussten erst die passenden Werkstoffkombinationen finden, um eine LED in einer bestimmten Farbe herstellen zu können. Am längsten haben sie für die „grünen" gebraucht.

Ein großer Vorteil von LEDs ist ihre Effi-zienz. Im Vergleich zu anderen Leucht-mitteln erzeugen LEDs sehr wenig Wärme und setzen den Großteil der zugeführten Energie in Licht um. Bei Natriumhochdrucklampen (HPS) zum Beispiel wird ein geringer Teil in Licht umgesetzt, die meiste Energie geht als Wärme verloren.

Dieser Unterschied macht die LEDs so interessant. Hinzu kommt, dass die Lebensdauer von LEDs deutlich über der von herkömmlichen Systemen liegt. Doch gibt es unter den LEDs immer noch erhebliche Qualitätsunterschiede. Oft sind es elektronische Bausteine im Vorschaltgerät, die zuerst ihren Dienst versagen und damit zum Ausfall einer LED führen. Die eigentliche LED ist noch völlig intakt — leuchten kann sie trotzdem nicht mehr. Deshalb sind die Angaben der Hersteller zur Lebensdauer immer mit Vorsicht zu genießen. Denn nicht selten beziehen sich diese Angaben nur auf die LED selbst, nicht aber auf die notwendige — aber weniger langlebige — Elektronik.

Mittlerweile ist die Entwicklung bei den LEDs so weit fortgeschritten, dass es möglich ist, mit Hochleistungs-LEDs auch Pflanzen zu beleuchten. Und selbst für die Blütephase soll es LED-Systeme ge-ben, deren Lichtintensität und Spektrum ausreichen soll, um ertragreiche Pflanzen zu ziehen. So haben wir einen Brief von „Anna Kalaschnikowa und Cousinen" bekommen, die unter LEDs gezogen und anscheinend gut geraten sind (siehe Fotos). Auf der anderen Seite hören wir von anderen Growern, dass sie ihre teuren LEDs in den Keller und die alten Lampen wieder über die Pflanzen gehängt haben. Es scheint sicher, dass Versprechen, wie z. B., dass eine 90-Watt-LED-Lampe eine 400-Watt-HPS-Lampe ersetzen könnte, kaum einzuhalten sind.Andererseits geht die Entwicklung schnell voran, und was gestern noch unmöglich schien, ist morgen vielleicht schon ein alter Hut.

Für einen Pflanzenfreund gilt aber nach wie vor, dass für eine optimale Entwicklung und das Wachstum von Pflanzen nicht nur rotes und blaues Licht gebraucht wird, sondern möglichst das komplette Licht-Spektrum. Und dazu ge-hört unter anderem auch der UV-Bereich, der derzeit aber nur von relativ teuren LEDs

erzeugt werden kann. Das ist ins-besondere für den Cannabisanbau von Bedeutung, denn ohne das passende Lichtspektrum — auch im UV-Bereich — können die Pflanzen nicht ihr volles Wirkstoffpotential entwickeln. Sie werden zwar auch ohne UV-Licht Blüten und Harzkristalle bilden, doch was ihren Wirkstoffgehalt betrifft, werden sie hinter Pflanzen unter vollem Lichtspektrum zurück bleiben.

Ein Fluch und Segen zugleich beim Betrieb von LEDs ist die geringe Wärme-entwicklung. Zwar bleiben auch LEDs nicht völlig kalt — es muss also auch hier für ausreichend Lüftung und Kühlung gesorgt werden —, aber sie geben keine Wärmestrahlung ab. Das ist auf der einen Seite gut, denn dann steigt die Temperatur im Growraum nicht so stark, was zum Beispiel im Sommer sehr positiv sein kann. Auf der anderen Seite brauchen Pflanzen eine gewisse Wärmestrahlung, das sind sie von der Sonne über Jahrtausende gewohnt. Und wenn es notwendig werden sollte, eine zusätzliche Heizquelle in den Growraum zu stellen, ist die Energieeinsparung durch die LEDs schnell wieder aufgebraucht.

Grower, die bereits Erfahrungen mit dem Anbau unter LEDs haben, berichten davon, dass die Pflanzen vergleichs-weise wenig Wasser verbrauchen. Aus diesem Grund heben sie den EC-Wert des Gießwassers extrem an, um trotzdem den Pflanzen die nötigen Nährstoffe zur Verfügung stellen zu können. Sie sprechen von EC-Werten zwischen 2,5 und bis zu 4,0. Bei solchen Werten besteht allerdings immer die Gefahr der Übersalzung des Mediums. Die besten Erfah-rungen haben offenbar die Gro-wer gemacht, die die LEDs als Zusatzlampen zu ihren herkömmlichen HPS-Lampen verwenden. Die HPS-Lampen sorgen für die Lichtintensität und Wärmestrahlung, während die LEDs das Licht-Spektrum komplettierten und die Schwachstellen der HPS ausglei-chen. Dadurch wird zwar nicht zwingend mehr geerntet, aber die Qualität der Blüten steigt. Und das wäre schon Grund genug, um die zusätzlichen Kosten in Kauf zu nehmen — so wird uns zumindest berichtet hanf anbauen

Es ist noch nicht wirklich möglich, sich ein abschließendes Urteil zum Thema LEDs und Pflanzenzucht zu bilden. Sicher scheint, dass den LEDs die Zukunft ge-hört — trotz einiger Schwachstellen. Die Forschung geht immer weiter, die Erfah-rungen häufen sich und damit auch das Wissen über Möglichkeiten und Grenzen. Die Vergangenheit hat immer wieder ge-zeigt, dass man erst an Schranken gelangen muss, um sie zu überwinden.

Inzwischen gibt es Hochleistungs-LEDs, die ein deutlich breiteres Spektrum bie-ten, als das vor ein paar Jahren denkbar war. LED-Scheinwerfer leuchten mittler-weile ganze Parkplätze aus. So etwas war lange Zeit nur mit HPS-Lampen möglich. Bis LEDs aber die HPS-Lampen auch im Pflanzenanbau zu hundert Prozent ersetzen können, braucht es wohl noch etwas Zeit. Aber irgendwann wird auch das kommen.

Es gibt bereits LED-Lampen, die für die-sen Zweck angeboten werden. Die Frage ist nur, können sie den Erwartungen gerecht werden? Was uns bisher zu Ohren gekommen ist, scheinen die LEDs zur Pflanzenzucht noch nicht optimal zu sein. Wer bereits eigene Erfahrungen mit diesen LED-Pflanzen-Lampen gemacht hat, kann uns seine Eindrücke gerne mitteilen. Leider sind die LED-Lampen immer noch sehr teuer und die Hersteller stellen nur sehr ungern Teste-xemplare zur Verfügung. Wir werden dennoch versuchen, uns geeignete Lampen zu besorgen und sie testen lassen. Über die Ergebnisse halten wir euch natürlich auf dem Laufenden.