Mehrwert durch eine Sekundäroptik?

Beim Anbau von Pflanzen entsteht in der Blühphase Harz und Blütenstaub, welcher sich über die Zeit auf Oberflächen absetzt. Zudem werden in der Pflanzenzucht Chemikalien wie z.B. Schwefel im Dünger oder bei der Schädlingsbekämpfung eingesetzt. Während Blütenstaub die Lichtausbeute der LED durch Verschmutzung verringert, greift Schwefel die internen Reflektoren von Mid Power LED an.

Vor allem Mid Power LED müssen vor diesen Einflüssen geschützt werden, um die angegebene Lebensdauer zu erreichen. In folgendem Artikel möchten wir Ihnen die unterschiedlichen technischen Möglichkeiten aufzeigen, um das Herzstück einer jeden LED Leuchte zu schützen.

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Ungeschützte LED

LED ohne jeglichen Schutz sind Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Chemikalien direkt ausgeliefert. Diese Faktoren lassen die LED rasch altern. Die eigentliche Lebensdauer der LED wird deutlich länger angeben, jedoch kann eine ungeschützte LED innerhalb eines Jahres mehr als 10% Ihrer Lichtleistung verlieren. Da das weiche Silikon der LED nahezu nicht gereinigt werden kann, ist dieser Lichtverlust irreversibel. Des Weiteren diffundieren Schwefel und andere Chemikalien durch den Silikon Verguss der LED hindurch. Sobald Schwefel im Kern der LED angekommen ist, zerstört es den LED internen Reflektor (siehe Abbildung links). Infolgedessen reduziert sich der Lichtoutput deutlich.

Vorteile:

  • Maximaler Lichtoutput der neuen LED
  • Keine Lichtverluste durch Abdeckungen/Schutz
  • Maximale Reduktion der Herstellungskosten

Nachteile:

  • Verluste durch Streulicht
  • Verluste durch Verschmutzung
  • Verluste durch Korrosion der internen Reflektoren
  • Kein Schutz der elektrischen Kontakte gegen Wasser und Feuchtigkeit
  • Verkürzte Lebensdauer, bzw. Lichtverlust nach wenigen Betriebsstunden

Schutz durch Beschichtung - "Coating"

Einige Hersteller schützen Ihre LED durch Silikon oder Polyurethan Coatings (Beschichtungen). Dies soll die LED und deren Kontakte ausreichend gegen Spritzwasser und Luftfeuchtigkeit schützen. Jedoch lassen sich diese Beschichtungen analog zu den LED schlecht reinigen. Gleiches gilt für die Diffusion des Schwefels durch das Silikon-Coating hindurch. Dies führt annähernd gleich schnell zu einer Alterung der LED wie bei ungeschützten LED. Aufgrund der geringen Schichtstärke geht wenig Licht durch das Coating an sich verloren.

Vorteile:

Maximaler Lichtoutput der neuen LED
Wenig Lichtverluste durch Abdeckungen/Schutz
Reduktion der Herstellungskosten
Schutz der elektrischen Kontakte gegen Wasser und Feuchtigkeit

Nachteile

Verluste durch Streulicht
Verluste durch Verschmutzung
Verluste durch Korrosion der LED internen Reflektoren
verkürzte Lebensdauer, bzw. Lichtverlust nach wenigen Betriebsstunden

Schutz durch zweidimensionale Abdeckung

Oft wird zum Schutz der LED eine flache, lichtdurchlässige Abdeckung über der LED angebracht. Die Abdeckung kann verschraubt, geklippt oder verklebt werden. Hierbei kommen Materialien, wie PMMA, PC oder Glas zum Einsatz. Je nach eingesetztem Material, sind die Verluste durch Transmission und Totalreflektion unterschiedlich. Beschichtetes Glas weist mit ca. 1% Lichtverlust die beste Performance auf, ist jedoch schwer und sehr kostenintensiv. Polycarbonat verursacht von der LED bis zum Lichtaustrittspunkt bis zu 12% Lichtverlust. Zusätzlich vergilbt das Material und mindert zusätzlich die Ausgangsleistung mittelfristig. Acrylglas (PMMA) zeichnet sich durch weniger Lichtverluste (ca. 8%) und deutlich bessere Langzeitstabilität aus. Zusammengefasst entstehen bei flachen zweidimensionalen Abdeckungen Verluste durch Transmission und Totalreflektion. Daher ist die Effizienz im Datenblatt solcher Leuchten meist schlechter als bei ungeschützten LED. Dennoch kann von einer längeren Lebensdauer als bei ungeschützten oder beschichteten LED ausgegangen werden.

Sofern die eingesetzten Abdeckungen die LED tatsächlich abdichten, bieten Sie ausreichend Schutz vor Feuchtigkeit und Chemikalien. Kritisch zu sehen ist jedoch die Kombination aus Aluminiumkühlkörper und Glas oder Kunststoffabdeckungen. Vor allem bei längeren (>500mm) Linear Leuchten (Light Bars), gibt es durch die unterschiedlichen Längenausdehnungen der Materialkombinationen häufig Probleme mit der Dichtheit der Verkapselung.

Vorteile von zweidimensionalen Abdeckungen:


Guter Schutz der elektrischen Kontakte gegen Wasser und Feuchtigkeit
Je nach Material ist die Abdeckung gut zu reinigen
Kein bzw. wenig Lichtverlust durch Verschmutzung (Reinigung der Abdeckung möglich)
Je nach Material entstehen geringe Herstellungskosten

Nachteile

Verluste durch Streulicht
Verluste durch Totalreflektion
Lichtverluste durch Transmission

Schutz durch dreidimensionale Sekundäroptik

Alle aktuellen SANlight Modelle sind mit einer Sekundäroptik aus PMMA ausgestattet. Bei der EVO-Serie ist diese Optik beispielsweise mit dem Kühlkörper verklebt und die LED ist dadurch komplett verkapselt und bestens vor äußeren Einflüssen geschützt. Das gewählte High Tech Material verursacht geringste Transmissionsverluste. Die Verluste, welche durch Totalreflektion entstehen, werden durch die dreidimensionale Gestaltung der Lichteintrittsfläche auf ein absolutes Minimum reduziert. Gesamt betrachtet, verursacht die SANlight Sekundäroptik lediglich 4% Lichtverluste. Angesichts des ausgeklügelten Designs der Optik wird das Streulicht der LED eingefangen und zu den Pflanzen gelenkt. Zusätzlich wird durch die Lichtlenkung das Licht effizient und homogen über die Kulturfläche verteilt. Im Allgemeinen werden die erzeugten Lichtverluste, welche die Optik verursacht, durch das Einfangen von Streulicht sowie der perfekten Lichtlenkung komplett kompensiert.

In der Praxis bedeutet dies, dass in unserem Datenblatt zwar nicht die besten Effizienz Werte angegeben werden können jedoch effektiv mehr Licht die Pflanzen erreicht als bei scheinbar (lt. Datenblatt) effizienteren Leuchten. Der Lichtoutput bleibt über Jahre konstant erhalten und angesichts der Möglichkeit die Optik zu reinigen, wird die angegebene Lebensdauer (LM90) erreicht.

Vorteile SANlight Sekundäroptik

Bester Schutz der elektrischen Kontakte gegen Wasser und Feuchtigkeit
Bester Schutz der LED vor Chemikalien, Wasser und Feuchtigkeit
Lichtverlust durch Transmission und Totalreflektion wird über Lichtlenkung vollständig kompensiert.
Kein bzw. wenig Lichtverlust durch Verschmutzung (Reinigung der Optik möglich)
Minimierte Verluste durch Streulicht
Homogene Lichtverteilung Nachteile
Höhere Herstellungskosten