Wieivel Lumen dürfen es sein?

Ein Test zum Lumen/Liter Verhältniss in Aquarien, geplant und durchgeführt von M. Stapelfeldt

 

Beschreibung

In der Pflanzen Aquaristik werden immer mehr Becken auf LED Beleuchtungen umgerüstet oder bei Neuanschaffung direkt mit dieser Ausgestattet.
Da LED’s Stromsparender sind als Leuchtstoffröhren macht dies auf lange Sicht hin sehr viel Sinn, auch wenn es eine einiges höhere Erstanschaffung ist.

Doch wie viel Lumen brauch man in einem Süßwasseraquarium? Das alt bekannte Watt/Liter Verhältnis von T5 Lampen kann man nicht anwenden und da LEDs sehr Strom abhängig sind und das Watt/Lumen Verhältnis sehr schwankt muss man hier andere werte als Richtwerte her nehmen.

Mittlerweile hat sich bei LED die Angabe von Lumen/Liter durchgesetzt, nicht aber welcher wert als Richtwert gelten soll. Nach Umrechnung von Beleuchtungsstärke T5 im Vergleich zu LEDs mit Zuhilfenahme von Herstellerangaben kommt man teils auf nötige 15-20lm/L. Manche sprechen jedoch von 30lm/L und wieder andere meinen für anspruchsvolle Pflanzen müssen es über 40lm/L sein.

Dieser Test soll direkt vergleichbare werte liefern und so als Grundlage für spätere Aquarien dienen können und auch reproduzierbar sein.

 

Testumgebung, Kurzbeschreibung

Als Testbecken dient ein Aquarien mit dem Grundmaß 50x80cm. Beckenhöhe beträgt 30cm.
Beleuchtet wird mit High Power LED’s der Firma CREE, Typenbezeichnung XM-L. Leuchtfarbe dieser wird mit 5700-6500 Kelvin angegeben.
Als Bodengrund wird Soil für Wasserpflanzen eingesetzt.
Düngung wird realisiert über das Estimate Index Prinzip. Zusätzlich wird Eisen Volldünger hinzugeführt. Versorgung mit CO² kommt über Druckgas.
Geringfilterung und Garnelen als Besatz bilden den Rest der Testumgebung.

 

Testumgebung, Ausführlich

Da es in diesem Test Primär um die Beleuchtung geht steht diese Im Vordergrund der Planung.
Das Prinzip ist das LEDs bei verschiedener Bestromung unterschiedlich Hell sind, bzw bei höherem Strom mehr Lumen abgeben.
XM-L haben einen Mindeststrom von 100mA, der Maximalstrom liegt bei 3 Ampere. Laut Datenblatt liegt der Referenzstrom (100%) bei 700mA. Hierbei liefern sie 280lm im eingesetztem T6 Binding. Durch Optiken lassen sich diese auf kleine Fläche Bündeln und somit durch den Lichtkegel und dem darin befindlichem Wasser ein Rückschluss auf das lm/L Verhältnis ziehen.
Durch die eingesetzten 30° Optiken ergibt sich bei 20cm eine Ausleuchtungsfläche von 10,7cm. Bei 35cm  eine Fläche von 18,8cm. Durch die Beckenhöhe von 30cm und eine LED Montage höhe von 10cm Über dem Becken, sowie dem Eingesetzten Bodengrund sind diese beiden Flächen die Referenze für die Literberechnung. Eine LED Beleuchtet ca. eine Fläche von 14,8cm. Bei einer Wasserhöhe von 28cm und Ohne Bodengrund ergeben sich so 7,8Liter pro LED.
Um Überschneidungen der Leuchtkegel zu vermeiden werden die LEDs 15cm auseinander aufgehängt. Auf die Größe der Grundfläsche ergeben sich so eine Maximal Anzahl von 3 LEDs in der Tiefe (45cm ausleuchtung) und 5 LEDs Nebeneinander.
Im Test sollen Lumenwerte von 15-60lm/L getestet werden. Somit ergeben sich 5lm/L Schritte bei 10 LEDs. Die mittlere Reihe wird daher mit 2×25, 1x 20 und 2x30lm/L konstant beleuchte das diese werte als Gängig gelten. Die hintere Reihe wird je eine LED von 60-40lm/L abdecken, die Vordere Reihe 2×35, 1×20, 2x15lm/L abdecken.
CO² wird von Anfang an mit 30mg/L sichergestellt, Die Düngung wird nach Herstellerangaben von Aquasabi Automatiesiert zugeführt.

 

Bepflanzung

Da grade Rote Pflanzen auf Licht reagieren werden mehrere Stengel Ludwigia „Rubin“ pro LED eingesetzt. Zusätzlich sollen noch eine andere Gattung hinzu kommen um Zufälle aus zu schließen.
Um den Bodengrund zu Beplanzen wird Hemianthus callitrichoides „Cuba“ eingesetzt, da dies eine Hohe Beliebtheit hat sowie Fissidens fontanus um ein Moos mit ein zu bringen welches geringe bis hohe Lichtansprüche hat.

 

Technikspezifizierung

Um die gewünschten Lumenmengen die Benötigt werden gezielt zu erreichen werden KSQ mit 300mA bis 1200mA eingesetzt. Die Steuerung morgens und abends erfolgt über einen Controller mit Echtzeit Uhr. Dieser Steuert auch die Tägliche Düngemenge in mehreren Intervallen über den Tag verteilt. Desweiteren wird die Temperatur darüber gesteuert.
Als Filter kommt ein Außen Filter mit Geringfilterung zum Einsatz. CO² wird über Außenreaktor ein gewaschen am Filterauslass.

 

Umsetzung

Projektstart des Testes soll der 10.6.2012 sein. Ab da soll eine Wöchentliche Protokollierung der Entwicklung und Bilder zum Wachstum erfolgen. Diese sollen öffentlich den Usern von Flowgrow.de zur Verfügung gestellt werden sowie auf meiner Privaten Homepage hinterlegt werden. Dauer des Projektes ist noch nicht ab zu sehen. Nach 3 und 6 Monaten sollen aber neben den Wochenberichten Teilabschluss berichte und resultierendes Fazit entstehen. Ab dem dritten Monat sollen zusätzlich Wöchentlich gängige Wasserwerte anhand von Photometer gemessen werden und Protokolliert.

Zu der Allgemeinen Pflege des Beckens werden neben Wöchentlichen Wasserwechseln und regelmäßiges Zurückschneiden der Pflanzen nur gelegentliches anpassen des Düngers erfolgen. Der Pflanzenwachstum soll so gut wie möglich nicht beeinflusst werden um evt resultierende Verfälschungen zu vermeiden.

 

Ein Kommentar auf “Wieivel Lumen dürfen es sein?

  1. Hallo Moritz, klingt nach einem interessanten Experiment – bin mal gespannt was dabei rauskommt.
    Ich weiss zwar nicht welche LED Optik du verwendest, allerdings sind die angegebenen Öffnungswinkel immer so definiert, dass der Lichtstrom beim Grenzwinkel (in deinem Falls also +-15°) noch genau halb so groß ist wie im optischen Zentrum der LED. Je nach Optik kann auch noch nennenswerte Strahlung außerhalb abgegeben werden. Um das zu vermeiden solltest du evtl. über den Einsatz einer Lochblende in eine paar cm Abstand zu LED nachdenken. Dann hast du wirklich einen klar definierten Bereich.
    Was die beleuchtete Wassermenge angeht – bitte nicht die Lichtbrechung an der Wasseroberfläche vergessen. Dadurch verkleinert sich der Winkel des Kegels doch erheblich. Aus den 30° Öffnungswinkel an der Luft bleiben im Wasser lediglich rund 22,5° übrig.
    Gruß Dietmar

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.