Keramische Metallhalogenidlampen (CMH-Lampen)

In der Welt des Cannabisanbaus unter künstlichem Licht passiert immer etwas. Von Zeit zu Zeit wird etwas Neues und Besonderes entdeckt, was das Spiel verändert und schon längst beantwortete Fragen erneut auf den Tisch bringt. Im folgenden Artikel werde ich Ihnen eine Technologie vorstellen, die das Gesagte unterstreicht: Keramische Halogen-Metalldampflampen (CMHs). Bedeutet diese fast dreißig Jahre alte „Neuigkeit“ die Zukunft des Pflanzenanbaus unter künstlichem Licht?

Keramik in Lampen

Wer von uns glaubt, die LED-Technologie auf dem Gebiet des des Cannabisanbaus unter Kunstlicht würde sich schnell gegen herkömmliche HID-Lampen (Hochdruck-Gasentladungslampen) durchsetzen, wird noch ein Weilchen warten müssen, denn HIDs haben nicht so leicht aufgegeben. Derzeit wird ein großer Wirbel um wiederentdeckte CMH-Lampen veranstaltet. Diese Technologie wurde bereits in den frühen 80er Jahren von Philips entwickelt. CMH-Lampen nutzen die gleiche Technologie wie Metallhalogenidlampen, mit dem Unterschied, dass bei ihnen eine Quarzbogenröhre durch eine Keramikbogenröhre ersetzt ist, wie sie auch in Natriumlampen verwendet wird. Metallhalogenidlampen enthalten, wie der Name schon sagt, Metallhalogenide oder Salze, und deren Gehalt und Zusammensetzung beeinflussen die Farbe des emittierten Lichtspektrums. Durch die Verwendung der Keramikbogenröhre ist es möglich, wesentlich höhere Temperaturen zu erreichen als mit Quarzglas. Die Temperaturen sind in der Tat so hoch, dass Quarzglas unter solchen Bedingungen zu schmelzen beginnen würde. Da gewöhnliche Metallhalogenidlampen keine höheren Temperaturen erreichen konnten, hatten die Entwickler nur begrenzte Möglichkeiten bei der Wahl des Lichtspektrums. Metallhalogenidlampen (MHs) beispielsweise waren im blauen Spektrum effektiver als Natriumdampf-Hochdrucklampen (NDLs), doch im roten Spektrum ließen sie einiges vermissen. Also waren MH-Lampen beim Cannabisanbau nur für die Wachstumsphase oder als ergänzende Lichtquelle geeignet. Werden sie während der Blühphase eingesetzt, geraten die Blütenstände ziemlich mickrig und die Ernte wird weniger ergiebig. Deshalb verwenden wir Natriumlampen für die Blütezeit. Und CMH-Lampen waren viele Jahre lang für den Pflanzenanbau nicht geeignet, da sie nicht leistungsstark genug waren. Erst zu Beginn des neuen Jahrhunderts sahen sich die Entwickler in der Lage, eine CMH-Lampe mit einer Leistung von mehr als 150 Watt zu konstruieren - was den Weg für viele neue Einsatzmöglichkeiten bereitete. Derzeit gibt es viele CMH-Lampen auf dem Markt, aber nicht alle sind für den Pflanzenanbau geeignet, und nicht alle sind so konstruiert, dass man mit ihnen überhaupt Pflanzen anbauen kann. Dennoch basieren sämtliche auf einer der drei Modelle von Philips-Lampen mit einer Leistung von 315 W: CMD Elite Agro, CMD Elite 930 und CMD Elite 942. Für den Pflanzenanbau ist die erste am effektivsten, weil sie die meiste Elektrizität in Licht des Bereichs der photosynthetisch aktiven Strahlung umzuwandeln vermag. CDM Elite Agro kann während des gesamten Wachstumszyklus eingesetzt werden. Die zweiteffektivste ist die Elite 942 mit einer gleichen Farbtemperatur von 4200 K - sie ist besonders für die Wuchsphase geeignet und hat mehr Blaulicht als die beiden anderen Modelle. Am besten für die Blühphase ist die CDM Elite 930 geeignet, aber sie lässt sich ebenso für die Wachstumsphase verwenden. Viele Unternehmen produzieren Imitate von CDM Elite 930 Lampen in unterschiedlicher Qualität und mit unterschiedlichen Lichtspektrumeinstellungen. Wenn Sie Geld in CMH investieren wollen, seien Sie besonders vorsichtig bei verdächtig billigen chinesischen Produkten. Wählen Sie nur Modelle mit Keramikentladungsgefäß, das durch zwei Glasschichten geschützt ist. Auf diese Weise wird ein Teil der UV-Strahlung gefiltert, und es bedeutet mehr Sicherheit, falls eine in einem offenen Reflektor installierte Keramikröhre beschädigt ist. Die Modelle mit nur einer Glasschicht sind für den Einsatz mit geschlossenen Reflektoren vorgesehen, die ihr eigenes Glas haben. Keramiklampen sind als CMH (Ceramic Metal-halide), CDM (Label von Philips) oder LEC (Light Emitting Ceramic) gekennzeichnet. [caption id="attachment_8755" align="alignnone" width="780"] Spektralkurve der CMD Elite Agro 315 W.[/caption] Die Leistung von 315 W (für HID-Leuchten ungebräuchlich) hat einen gewissen Vorteil - man kann die Lampe näher an die Pflanzen hängen und das Licht gleichmäßiger verteilen. Die Kosten für zwei 315 W CMH-Lampen sind jedoch viel höher als für eine 600-W-NDL und fast ebenso teuer wie ein hochwertiges 400-W-LED-Modul. Sie können auch auf CMH-Lampen mit einer Leistung von 630 W oder 945 W treffen. Diese Modelle bestehen aus zwei oder drei 315-W-CMH-Lampen, die in einer Röhre eingeschlossen sind.

Warum es mit CMH versuchen?

Falls Sie jetzt zum ersten Mal von CMH-Lampen gehört haben, fragen Sie sich vielleicht, warum man die altbewährten Natriumdampflampen (NDLs) durch sie ersetzen soll? Die Antwort: höhere Effektivität als bei Plasma-Lichtquellen, höherer Gehalt an blauem Licht und auch eine moderate Dosis an UV-A- und UV-B-Strahlung. Und es ist gerade der Bereich Blau und UV, an welchem es bei Natriumlampen mangelt. Das Vorhandensein von blauem Licht und UV-Strahlung hat einen großen Einfluss auf die morphologische Struktur der Pflanzen, verbessert ihre Stabilität und die Produktion von Sekundärmetaboliten, d.h. Cannabinoiden und Terpenen. Stängel und Zweige sind kräftiger, die Pflanzen überhaupt kraftvoller, und im Hinblick auf die Wirkstoffe ist die Ernte ergiebiger - und das ist es natürlich, was die meisten Grower sich wünschen. CMH-Lampen sind hervorragend bei der Nachahmung von Sonnenlicht, sie sind effektiver als MH-Lampen, aber immer noch etwas weniger effektiv als NDLs. Und wie fällt der Vergleich zwischen CMH-Lampen und LEDs aus? Zu dieser Frage gibt es viele unterschiedliche Meinungen. Werden die finanziellen Investitionen einkalkuliert, sind CMH-Lampen die etwas billigere Option als eine qualitativ hochwertige LED-Lichtquelle. Andererseits ist die Effizienz der Umwandlung von Strom in photosynthetisch aktive Strahlung bei der LED-Technologie höher. Das bedeutet, mit CMHs ist es im Gegensatz zu LEDs nicht möglich, Menge und Kosten des verbrauchten Stroms zu senken. Dennoch haben die Anhänger der CMH-Technologie auch einige Argumente gegen LEDs parat: Sollte etwas in der LED-Lichtquelle ausfallen oder kaputtgehen, ist beim einfachen Austausch oder der Reparatur des beschädigten Teils mit Problemen zu rechnen; höchstwahrscheinlich muss die ganze Lichtquelle ersetzt werden. Wenn irgendetwas im CMH-System nicht mehr funktioniert, ist es einfach, die Lampe, den Reflektor oder das Vorschaltgerät auszutauschen, was die Reparaturkosten gewaltig senkt. Man könnte allerdings argumentieren, dass es einige LED-Module auf dem Markt gibt, deren Dioden in austauschbare Abschnitte unterteilt sind, was die Reparatur eines solchen Moduls ebenfalls ziemlich einfach und kostengünstig macht. [caption id="attachment_8759" align="alignnone" width="780"] Spektralkurve der Metalhalid-Lampe Osram Powerstar 400 W.[/caption] Um eine stabile Leistung der Lichtquelle zu gewährleisten, ist es ratsam, die CMH-Lampe einmal im Jahr auszutauschen. CMH-Lampen kosten das Zwei- bis Dreifache einer gleichwertigen NDL-Lampe, aber unter dem Aspekt der Lebensdauer ist die LED-Technologie eindeutig die beste Wahl. Gut gefertigte Modelle mit entsprechendem Kühlkörper, der die Wärme von den Mikrochips wegnimmt, haben eine Lebenszeit von mindestens 50.000 Betriebsstunden. Dies sind fast sechs Jahre Dauerbetrieb, fast siebeneinhalb Jahre bei 18 Stunden Nutzung/Tag und mehr als elf Jahre bei zwölf Stunden Nutzung/Tag. Natriumlampen können etwa 25.000 Stunden effektiv arbeiten, was etwa drei Jahre entspricht, aber für optimale Ergebnisse müssen sie alle zwei Jahre ausgetauscht werden. Trotz der Tatsache, dass sich die LED-Technologie ständig weiterentwickelt und ihr Einsatz beim Pflanzenanbau immer beliebter und effektiver wird, sind HID-Lampen in den meisten Anbauräumen immer noch zu Hause. In diesem Zusammenhang kommt CMH-Lampen eine große Bedeutung zu, da bei ihnen die Zusammensetzung des Lichtspektrums für den Pflanzenanbau besser geeignet ist als bei NDL-Lampen, während die Effizienz und Lebensdauer viel höher ist als bei MH-Lampen. CMH-Lampen sind zwar teurer als NDL- und MH-Lampen, aber dennoch preisgünstiger als ein hochwertiges LED-System. Für viele Grower haben HID-Lampen Eigenschaften, die bisher von keiner anderen Technologie ernsthaft herausgefordert werden konnten. Die Blütenstände werden unter HIDs wirklich groß und hart, und die Lampen selbst schaffen es, den Anbauraum auch in Gebieten mit niedrigeren Durchschnittstemperaturen (wo man im Winter externe Heizelemente heranziehen muss) zu erwärmen - an solchen Orten spart man mit energiesparenden LED-Modulen eigentlich keine Energie mehr, weil sie fast keine Wärme produzieren. Der Übergang von NDL- zu CMH-Lampen ist jedoch nicht so einfach. Man kann nur Reflektoren des originalen Systems verwenden (und selbst der Reflektor muss mit einem neuen Reduzierstück für einen speziellen Schraubverschluss ausgestattet werden). Doppelendlampen haben die gleichen Schraubsockel. Bei der Arbeit mit CMH-Lampen muss man eine andere Art von Vorschaltgerät verwenden als bei HPS und MH. [caption id="attachment_8757" align="alignnone" width="2000"] CMH-Lampe mit einer Schicht Glas für geschlossene Reflektoren.[/caption] Einige Experten meinen, die CMH-Technologie sei eine sinnvolle Ergänzung zu bestehenden MH- und NDL-Lichtsystemen, könne diese aber nicht zufriedenstellend ersetzen. Der Preisunterschied zwischen NDL und CMH ist nicht unerheblich, und große Pflanzungen würden kaum davon profitieren, ausschließlich CMH-Lampen zu verwenden - auch wegen ihrer relativ kurzen Lebensdauer. Ich bin ganz dieser Meinung. Für kleinere Anbauräume muss dies aber keine große Investition bedeuten und bringt mehr Vor- als Nachteile mit sich.

CMH oder LED?

CMH-Lampen werden von vielen als etwas Einigartiges gepriesen. Ich würde sagen, dies ist etwas zu dick aufgetragen, typischer Hype. Derzeit liegt die maximale Effizienz der Stromumwandlung in Licht bei etwa 2 μmol/Joule sowohl bei NDL als auch bei CMH. Soweit ich weiß, liegt die berechnete Effizienz in der LED-Technologie bei 4,6 bis 5,1 μmol/Joule; die praktische Effizienz liegt bei knapp 3 μmol/Joule. Sie bietet jedoch eine weitaus größere Auswahl an Lichtspektren und hat nur eine geringe Wärmeabstrahlung. Außerdem gehen Experten davon aus, dass die LED-Module in wenigen Jahren 3,5 μmol/joule erreichen werden, was für HIDs nicht wahrscheinlich und höchstwahrscheinlich nicht einmal möglich ist. Die Preise für LED-Systeme sinken andauernd und die Unterschiede zwischen HID und LED werden immer kleiner. Und wenn Sie Ihre Rechenaufgaben richtig machen, kommen Sie zu dem Schluss, dass die lange Lebensdauer der LED frühzeitig den Kostenunterschied der Anfangsinvestition ausgleicht, also im Vergleich zum Kauf einer HID. Ein weiterer Vorteil von LED ist der ständig wachsende Druck, die Kosten des Stromverbrauchs im Pflanzenanbau zu senken - bei allen Pflanzen, egal, wo sie angebaut werden. Bis die LED-Technologie die Gärtnereibranche erobert hat, wird es aber noch mindestens zehn Jahre dauern. Ja, HID-Lampen haben in unseren Anbauräumen noch viel Arbeit vor sich - und Keramische Metallhalogenidlampen werden ihnen dabei sicher behilflich sein. Mr. José / info@mrjose.eu