Artikel zuletzt aktualisiert am 02.07.2020

Was sind Metalldampflampen?

Metalldampflampen sind Gasentladungslampen. Fast alle Gasentladungslampen nutzen Gemische aus einem Edelgas mit Natrium oder Quecksilber. Ausnahmen sind spezielle Xenon-Lampen die als Lichtquelle in Kinoprojektoren eingesetzt werden und Krypton-Bogenlampen zur Anregung von Lasern. Beide enthalten keinen Metalldampf.

Metalldampflampen sind eine Familie von künstlichen Lichtquellen, die Licht erzeugen, indem sie eine elektrische Entladung durch ein ionisiertes Gas senden. Typischerweise verwenden solche Lampen ein Edelgas (Argon, Neon, Krypton und Xenon) oder ein Gemisch dieser Gase. Die meisten Lampen sind mit zusätzlichen Materialien wie Quecksilber, Natrium oder Metallhalogeniden gefüllt.

Im Betrieb wird das Gas ionisiert, und freie Elektronen, die durch das elektrische Feld im Rohr beschleunigt werden, kollidieren mit Gas- und Metallatomen. Einige Elektronen in den Orbitalen dieser Atome werden durch diese Kollisionen in einen höheren Energiezustand versetzt. Wenn das angeregte Atom in einen niedrigeren Energiezustand zurückfällt, emittiert es ein Photon mit einer charakteristischen Energie, was zu Infrarot-, Sicht- oder Ultraviolettstrahlung führt.

Gasentladungslampen bieten eine lange Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad, besitzen eine gute Energieeffizienz, sind aber komplizierter in der Herstellung als andere Leuchtmittel und erfordern Elektronik, die den richtigen Stromfluss durch das Gas gewährleistet. Es gibt vier Gruppen von Metalldampflampen – die Niederdruckentladungslampe, die Mitteldruckentladungslampe, die Hochdruckentladungslampe und Höchstdruckentladungslampe.

Wie funktionieren Metalldampflampen?

Metalldampflampen funktionieren im Wesentlichen wie alle Gasentladungsröhren. Das ist ein Kolben oder eine Röhre, meist aus Glas, in die mindestens zwei Elektroden eingesetzt sind, die evakuiert und mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt wurden. Alle diese Röhren haben die Eigenschaft, dass mit zunehmender Spannung an den Elektroden ein Punkt kommt, der als Zündspannung bezeichnet wird, an dem jede lokalisierte Ionisation des Gases einen lawinenartigen Prozess auslöst, der sich durch die Röhre ausbreitet. Die Spannung, bei der die Zündung auftritt, hängt von der Zusammensetzung und dem Druck des Gasgemisches sowie der Stärke des angelegten elektrischen Feldes ab.

Eine Gasentladungslampe wird dann zur Metalldampflampe, wenn dem Gasgemisch im Kolben bei der Herstellung Quecksilber oder Natrium beigefügt wird. Diese werden beim Startvorgang durch Erhitzen in einen gasförmigen Zustand (Dampf) versetzt und vermischen sich mit dem vorhandenen Gas. Durch den angelegten Strom werden Elektronen außerdem gezwungen ihre Gasatome zu verlassen. Diese bleiben zunächst positiv ionisiert, werden also Kationen, die durch das elektrische Feld beschleunigt, zur Kathode strömen, während die Elektronen zur Anode fließen.

Für das Herausschlagen der Elektronen wird Energie aufgewendet. Wenn die Atome Elektronen zurückerhalten, wird Energie freigesetzt, die als Strahlung abgegeben wird. Ein Teil dieser Strahlung liegt bei entsprechender Gasmischung im sichtbaren Spektrum, wird also in Form von Licht abgegeben. Je nachdem welche Metalle oder Metallverbindungen und Edelgase der Leuchtkörper enthält, entwickelt sich im entstehenden Lichtbogen eine typische Lichtfarbe.

Welche Typen von Metalldampflampen gibt es?

Die Niederdruckentladungslampen

Niederdruckentladungslampen haben einen Betriebsdruck, der deutlich niedriger ist als der Atmosphärendruck. Dazu gehören Natriumdampflampen (NDL) und Quecksilberdampf-Niederdrucklampen, wobei letzterer Name ungebräuchlich ist. Viel häufiger ist statt dessen von Leuchtstofflampen und Quarzlampen die Rede.

Natriumdampfentladungslampen

Diese sind der effizienteste Typ von Gasentladungslampen und produzieren bis zu 200 Lumen pro Watt. Das geht aber zu Lasten einer sehr schlechten Farbwiedergabe. Das fast monochromatische gelbe Licht ist nur für Straßenbeleuchtung und ähnliche Anwendungen geeignet. NDL Lampen zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und ausgezeichnete Energieeffizienz aus.

Leuchtstofflampen

Zu diesen gehören Leuchtstoffröhren- und -kreislampen sowie die kompakten Energiesparlampen. Bei allen wird das von einer Leuchtstoffröhre erzeugte Licht durch einen elektrischen Strom verursacht, der durch das Quecksilber und die Edelgase in der Röhre geleitet wird. Das Gas in der Röhre leuchtet mit ultraviolettem Licht. Dies wiederum regt eine weiße Phosphorschicht auf der Innenseite des Rohres an, die sichtbares Licht durch die gesamte Oberfläche des Rohres abgibt.

Leuchtstofflampen benötigen ein Vorschaltgerät, um den Betriebsstrom zu regeln und eine hohe Anlaufspannung zu erzeugen. Elektronische Vorschaltgeräte übertreffen den Standard und verbesserte elektromagnetische Vorschaltgeräte, indem sie mit einer sehr hohen Frequenz arbeiten, die Flimmern und Rauschen eliminiert.
Energiesparlampen lösten in der EU per Gesetz die herkömmlichen Glühlampen ab. Obwohl sich die Eigenschaften dieses Leuchtmittels immer weiter verbesserte, riß die Kritik an ihnen nie ab. Inzwischen werden sie von LED-Lampen abgelöst, die hinsichtlich ihrer Energieeffizienz weitaus besser abschneiden.

Quarzlampen

Mit Quarzlampen erzeugt man UV-Strahlung. Es handelt sich dabei um eine Quecksilberdampflampe, ähnlich oder gleich der Leuchtstofflampe, nur dass sie über keine innere Beschichtung verfügt. Quarzlampen werden zu kriminalistischen, wissenschaftlichen, medizinischen, therapeutischen, kosmetischen Zwecken eingesetzt. Die meisten Menschen sind ihnen vermutlich in den allerorts betriebenen Solarien begegnet. Die Höhensonne ist allerdings keine Niederdruck-Lampe, sondern gehört zu den Hochdruckentladungslampen deren Leuchten mit Quecksilberdampf angeregt wird.

Die Mitteldrucklampen

Mit Quecksilber arbeitende Mitteldrucklampen werden nicht für die Beleuchtung benutzt und spielen nur im industriellen Bereich eine Rolle. Sie werden zum Desinfizieren von Wasser sowie zum Trocknen und Aushärten von Lacken, Druckfarben und Klebstoffen eingesetzt. Die möglichen Wellenlängen des emittierten Lichts können dem jeweiligen Material und Aufgabengebiet angepasst werden.

Die Hochdrucklampen

Hochdrucklampen arbeiten unter etwas weniger bis mehr als dem Atmosphärendruck. Dazu gehören Halogen Metalldampflampen, Natriumdampf-Hochdrucklampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen. Die Halogen Metalldampflampen, Natriumdampf-Hochdrucklampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen sind auch als HID-Lampen (HID: High Intensity Discharge) bekannt.

Die Definition der Hochintensitäts-Entladung hängt mit dem speziellen Elektrodentyp zusammen, der in den Lampen verwendet wird. Im Vergleich mit anderen Lampentypen ist die Bogenleistung im Verhältnis zur Bogenlänge relativ hoch. HID-Lampen sind im Allgemeinen sehr energieeffizient und haben in der Regel die längste Lebensdauer aller Beleuchtungsarten. Sie können 75 bis 90 Prozent der Beleuchtungsenergie einsparen, wenn sie Glühlampen ersetzen.

HID-Lampen verwenden einen Lichtbogen, mit vergleichsweise hoher Bogenleistung im Verhältnis zur Bogenlänge, um intensives Licht zu erzeugen. Wie Leuchtstofflampen benötigen sie Vorschaltgeräte. Sie brauchen beim ersten Einschalten bis zu zehn Minuten, um Licht zu erzeugen, da das Vorschaltgerät Zeit benötigt, um den Lichtbogen herzustellen. Aufgrund des intensiven Lichts, das sie mit hoher Effizienz erzeugen, werden HID-Lampen häufig für die Außenbeleuchtung und in großen Innenräumen eingesetzt. Da der Start der Lampen eine Weile dauert, eignen sie sich am besten für Anwendungen, bei denen sie stundenlang eingeschaltet bleiben. Sie sind nicht für den Einsatz mit Bewegungsmeldern geeignet. Dies sind die drei häufigsten Arten von HID-Lampen:

Quecksilberdampf-Hochdrucklampen

Quecksilberdampf-Hochdrucklampen werden oft auch als Quecksilberdampflampen bezeichnet. Die ältesten Arten von Hochdruck-Entladungslampen werden hauptsächlich für die Straßenbeleuchtung eingesetzt. Sie liefern etwa 50 Lumen pro Watt und werfen ein sehr kühles blau-grünes bis weißes Licht.

Die meisten Quecksilberdampflampen in Innenräumen in Arenen und Turnhallen wurden inzwischen durch Halogen Metalldampflampen ersetzt. Diese haben eine bessere Farbwiedergabe und höhere Effizienz. Wie Natriumdampf-Hochdrucklampen haben Quecksilberdampflampen jedoch eine längere Lebensdauer, immerhin 16.000 bis 24.000 Stunden, als Halogen Metalldampflampen.

Erhebliche Energieeinsparungen sind durch den Austausch alter Quecksilberdampflampen durch neuere Natriumdampf-Hochdrucklampen möglich.

Halogen-Metalldampflampen

Halogen-Metalldampflampen erzeugen ein helles, weißes Licht mit der besten Farbwiedergabe unter den hochintensiven Beleuchtungsarten. Sie werden zur Beleuchtung großer Innenbereiche wie Turnhallen und Sportplätze und Außenbereiche wie Autoplätze eingesetzt.

Halogen-Metalldampflampen sind in Aufbau und Aussehen den Quecksilberdampflampen ähnlich. Die Zugabe von Metallhalogenid-Gasen zu Quecksilbergas innerhalb der Lampe führt zu einer höheren Lichtleistung, mehr Lumen pro Watt und einer besseren Farbwiedergabe als bei Quecksilbergas allein.

Halogen-Metalldampflampen haben eine kürzere Lebensdauer, von etwa 5.000 bis 20.000 Stunden, im Vergleich zu Quecksilberdampf- und Natriumdampf-Hochdrucklampen.

Die Natriumdampf-Hochdrucklampe

Die Beleuchtung mit der Natriumdampf-Hochdrucklampe gehört zur häufigsten Art der Illuminierung im Außenbereich. Die Natriumdampf Hochdrucklampe hat eine Energieeffizienz von 50-140 Lumen pro Watt, also einen Wirkungsgrad, der nur von Niederdruck-Natriumlampen (NDL) übertroffen wird. Sie erzeugen ein warmweißes Licht. Wie die Quecksilberdampflampe hat die Natriumdampf Hochdrucklampe eine schlechtere Farbwiedergabe als Halogen Metalldampflampen, aber eine längere Lebensdauer, von 16.000 bis 24.000 Stunden.

Bei der Entsorgung von HID-Lampen ist es wichtig zu beachten, dass alle HID-Lampen, zu denen Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, Metallhalogenid- und Natriumdampf-Hochdrucklampen gehören, quecksilberhaltig sind und dementsprechend recycelt werden müssen.

Die Höchstdrucklampen

Höchstdrucklampen haben massive Wolframelektroden und enthalten meist große Mengen Quecksilber. Das gilt auch für die Xenonleuchten in Autoscheinwerfern.

Die wichtigsten Metalldampflampen und ihre Nutzung

Halogen Metalldampflampen

Seit den 1960er Jahren wird die Halogen Metalldampflampe als brauchbare Lichtquelle für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt, von der Beleuchtung von Sportplätzen über Parkplätze und Straßenbeleuchtung bis hin zur allgemeinen Innenbeleuchtung von Einzelhandelsgeschäften und Fabriken. Ihre Fähigkeit, ein lebhaftes weißes Licht abzugeben, ihre lange Lebensdauer und ihre dreimal so hohe Lichtausbeute im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen machen sie seit Jahren zur ersten Wahl.

Was ist eine Halogen Metalldampflampe?

Halogen Metalldampflampen sind Hochdruckentladungslampen. Wenn ein Lichtbogen durch eine Gasmischung geht, wird das Licht erzeugt. Bei einer Halogen Metalldampflampe beinhaltet dieses Gasgemisch normalerweise Quecksilber, Xenon oder Argon und eine Vielzahl von Metallhalogeniden. Metallhalogenide entstehen durch chemische Bindungen von Elementen der siebten Hauptgruppe, den sogenannten Halogenen, mit einem Metall. In Halogen Metalldampflampen werden normalerweise Metalle verwendet, die mit Jod oder Brom verbunden sind. Die Art der verwendeten Metallhalogenide bestimmt die Farbtemperatur des emittierten Lichts.

Die Lampe selbst besteht aus zwei Hauptteilen – dem Außenkolben und dem Innenbogenrohr. Mit dem inneren Brenner geschieht das Wunder. Wenn die Lampe ausgeschaltet wird, ruhen die Quecksilber- und Metallhalogenide kondensiert im Inneren des Brenners. An beiden Enden des Bogenrohrs befinden sich zwei Elektroden – wenn die Halogen Metalldampflampe mit Spannung versorgt wird, fließt ein Strom der von einer Elektrode zur nächsten übergeht. Das Quecksilber erwärmt sich dabei, wodurch es verdampfen kann, und den elektrischen Strom ansteigen lässt. Die Dinge erhitzt sich nun, so dass die Metallhalogenide in Gas umgewandelt werden. Die Metallhalogenid-Atome beginnen, sich vom Lichtbogen zu entfernen, wobei weißes Licht entsteht.

Da dieser gesamte Prozess ziemlich intensiv ist, benötigt die Lampe Materialien, die dem standhalten. Aus diesem Grund besteht der innere Brenner aus Keramik oder Quarz. Der Außenkolben besteht aus Borosilikatglas und minimiert die Menge der UV-Strahlung, die beim Einschalten einer Halogen Metalldampflampe entsteht. Einige Lampen weisen eine Phosphorbeschichtung auf dem Außenkolben auf, um dies zu erleichtern.

Geschichte der Halogen-Metalldampflampe

Die Basis für diese Lampen begann bereits 1912, als ein Forscher namens Charles P. Steinmetz, eine Quecksilberdampflampe nahm und Halogenid-Salze probierte, um ein besseres, farbiges Licht zu erzeugen. Obwohl er die gewünschten Farben erhielt, war es ihm nicht möglich, einen konstanten elektrischen Strom in der Lampe zu erhalten.

Erst 1962 nahm der Wissenschaftler Robert Reiling die Arbeit von Steinmetz auf, baute und produzierte schließlich die ersten zuverlässigen Halogen Metalldampflampen. Es war Reiling, der sich für einen inneren Quarzbrenner entschied, da die hohen Temperaturen und Drücke einer Halogen Metalldampflampe ein solches Material erforderten.

Obwohl die Lampe 1962 einsatzbereit war, hielten hohe Preise die meisten Verbrauchern vom Kauf ab. Doch bald waren sie sehr beliebt und verzeichneten deutliche Umsatzsprünge.

Vor- und Nachteile der Halogen-Metalldampflampen

Wie bei jeder Lösung für die Beleuchtung gibt es Vor- und Nachteile beim Einsatz.

Hier die Vorteile:

Innen & Außen

Da die Umgebungstemperatur keinen Einfluss auf den Betrieb einer solchen Lampe hat, kann sie sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden, was sie sehr vielseitig macht.

Längere Lebensdauer

Im Allgemeinen halten sie etwa zehnmal länger als herkömmliche Glühlampen, in der Regel zwischen 15.000-20.000 Stunden.

Viele Farben

Als Leuchtmittel erzeugen zunächst ein viel weißeres, natürlicher wirkendes Licht. Mit der Möglichkeit, verschiedene Metallhalogenide zu verwenden, können sie jedoch in einer Vielzahl von Farben und Farbtemperaturen geliefert werden.

Energieeffizienz

Im Vergleich zu Glühlampen und anderen älteren Technologien für die Beleuchtung verbrauchen sie weniger Energie und haben eine höhere Lichtausbeute.

Und hier die Nachteile:

Aufwärmzeit

Durch ihre Funktionsweise kann sie beim Einschalten nicht automatisch Licht auszusenden – sie benötigt eine Aufwärmzeit, die zwischen einer und 15 Minuten dauert.

Abkühlzeit

Wenn die Lampe aus irgendeinem Grund ausfällt, benötigt sie eine Zeitspanne von fünf bis zehn Minuten, bevor sie wieder neu gestartet werden kann.

Lichtbogenröhren-Bruch

Wenn sich die Lampe dem Ende ihrer Lebensdauer nähert, verschlechtert sich der Zustand der Lichtbogenröhre – sie kann sich verfärben oder mehr Wärme erzeugen als sie sollte. Aus diesem Grund besteht die Gefahr, dass der Brenner bricht, was auch zum Bruch des äußeren Glaskolbens führen kann.

Farbverschiebung

Ein weiteres Problem für alternde Lampen ist die Farbverschiebung – die Farbe des Lichts, das sie erzeugt, wird ungleichmäßiger.

UV-Strahlung

Wie bereits erwähnt, emittieren sie UV-Licht, das für die Umwelt schädlich sein kann.

Quecksilber

Das Innere der der Leuchtkörper enthält eine kleine Menge Quecksilber, das giftig ist. Das bedeutet, dass sie entsprechend entsorgt werden muss.

Natriumdampf-Hochdrucklampe

Die Natriumdampf-Hochdrucklampe ist eine allgegenwärtige Lampe, bekannt durch die Straßenbeleuchtungen in aller Welt. Sie wird typischerweise für die Außenbeleuchtung, wie die städtische Beleuchtung von Gebäuden und Verkehrswegen sowie als Beleuchtung für Höfe, Gärten, Parks und Hallen eingesetzt. Nicht zu vergessen ist ihre Bedeutung bei der Pflanzenzucht in Innenräumen, dazu folgt ein noch ein eigenes Kapitel. Die Lampe ist eine qualitative Verbesserung gegenüber der Natriumdampf Niederdrucklampe, da sie eine akzeptable Farbwiedergabe mit der hohen Effizienz der Natriumlampe vereint. Die bessere Farbwiedergabe ist mit einem gewissen Leistungsverlust verbunden, sie hat als Leuchtmittel eine geringere Effizienz als der Natriumdampf Niederdrucklampe. Die erste Lampe wurde 1964 von General Electric auf den Markt gebracht.

Was ist eine Natriumdampf-Hochdrucklampe?

Die Natriumdampf Hochdrucklampe besteht aus einem schmalen Bogenrohr, das von einem Rahmen in einem Kolben getragen wird. Der Brenner hat einen hohen Innendruck für einen höheren Wirkungsgrad. Natrium, Quecksilber und Xenon werden in der Regel im Brenner verwendet. Der Brenner besteht aus Aluminiumoxidkeramik, die gegen die korrosive Wirkung von Alkalien wie Natrium beständig ist.

Die Lampe ist in Variationen erhältlich, aber die gebräuchlichste Art, die Lampe zu starten, ist ein Impulsstart. Im Vorschaltgerät ist ein Zündgerät eingebaut, das einen energetischen Impuls mit Hochspannung durch die Bogenröhre sendet. Dieser Impuls startet einen Lichtbogen durch das Xenon-Gas. Die Lampe wird himmelblau, wenn das Xenon leuchtet. Der Lichtbogen erwärmt dann das Quecksilber und der Quecksilberdampf leuchtet auf und verleiht der Lampe eine bläuliche Farbe. Die Lampe erwärmt sich und das Natrium ist das letzte Material, das verdampft. Der Natriumdampf trifft auf einen Lichtbogen von über 240° Celsius. Das Natrium wird mit anderen Elementen gemischt, um ein weißeres Licht zu erzeugen. Das Quecksilber hilft, dem reinen Gelb des Natriums ein blaues Spektrum hinzuzufügen.

Die Aufrechterhaltung eines Vakuums ist schwierig, Sauerstoff und andere Gase können mit der Zeit eindringen. Ein integrierter Abscheider hält ein stabiles Vakuum aufrecht, indem er verbleibenden Sauerstoff und unerwünschte Gase absaugt. Das Natrium lagert sich beim Abkühlen an den Enden des Brennerrohres ab, während es bei der Natriumdampf Niederdrucklampe in den Vertiefungen an der Seite des Brennerrohres abgelagert wird.

Entsorgung

Das Natrium in diesen Lampen ist eine leicht flüchtige Substanz. Bei Kontakt mit Luft kann das Natrium explodieren. Die Natriumdampflampe darf nicht im normalen Rahmen der normalen Müllbeseitigung entsorgt werden. Es gab viele Fälle von Müllwagen, die Feuer fingen, als die Glühbirnen im Hintergrund brachen. Natriumdampflampen enthalten auch Quecksilber. Die neueren LPS-Lampen enthalten weniger Quecksilber als bisher, was sich jedoch negativ auf die Leistung ausgewirkt hat.

Geschichte der Natriumdampf-Hochdrucklampe

Schon die ersten Erfinder der Natriumlampe wussten, dass mit einem höheren Druck im Brenner ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden konnte. Das Problem war, dass es kein Material gab, das den hohen Drücken und Temperaturen sowie korrosiven Eigenschaften von Natrium standhält.

Im Jahr 1955, 35 Jahre nach der Erfindung der Natriumdampflampe wurde schließlich ein ideales Material für die Herstellung einer Natriumdampf Hochdrucklampe entdeckt. Ein Forscher namens Robert L. Coble, entwickelte ein Material namens Lucalox. Das war ein kommerzieller Begriff für die neuartige Keramik aus Aluminiumoxid. Diese Entwicklung half den Weg für die Erfindung der NDL-Lampe zu ebnen.

Neun Jahre später, im Jahr 1964 fanden die Entwickler, wie man eine Bogenröhre herstellt, die Röhre evakuiert und Elektroden einsetzt, die den aggressiven Bedingungen im Inneren der Röhre standhalten. Die Markteinführung der Lampe erfolgte noch im selben Jahr. In den 1980er Jahren verbesserten die Ingenieure von General Electric die Lebensdauer und den Wirkungsgrad der Lampe weiter.

Vor- und Nachteile der Natriumdampf-Hochdrucklampe

Zunächst die Vorteile:

Energieeffizienz

Gute Effizienz Lumen pro Watt

Kompaktheit

Kleinere Größe als LPS oder fluoreszierend, das HPS passt in viele Gerätetypen.

Kompatibilität

Kann in die älteren Armaturen von Quecksilberdampflampen eingesetzt werden.

Haltbarkeit

Längere Lebensdauer als LPS-Lampen

Und hier die Nachteile:

Farbwiedergabe

Hat eine im Vergleich zu Metallhalogenid- und Halogenlampen schlechte Farbwiedergabe.

Vorschaltgerät

Benötigt ein verlustbehaftetes Vorschaltgerät, das eine niedrige Lichtbogenspannung von 52-100 Volt betreibt. Dies reduziert den tatsächlichen Wirkungsgrad der Lampe, wenn man das gesamte System zusammenzählt.

Gasentladungslampen in der Pflanzenzucht

Lampen im Einsatz für die Pflanzenzucht
Lampen im Einsatz für die Pflanzenzucht

Wenn Sie hochwertige Nutzpflanzen durch Innen- oder Außengärtnerei anbauen möchten, sind ausreichendes und richtiges Licht sowie die Wahl des richtigen Leuchtmittels wichtige Element, die unbedingt beachtet werden müssen.

Lesetipp: Sie interessieren sich für Pflanzenbeleuchtung mit LED-Leuchtmitteln? In unserem Ratgeberartikel finden Sie viele wichtige Informationen für Ihre Pflanzenbeleuchtung.

Die beiden gebräuchlichsten Arten der Beleuchtung, die bei der Aufzucht von Pflanzen verwendet werden, sind zwei Arten der Hochdruckentladungslampen – zum einen Halogen-Metalldampflampen (HMD Lampen) und zum anderen Natriumdampf-Hochdrucklampen, letztere auch kurz NDL Lampe genannt. Beide sind in der Lage sind, Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums durch einen Lichtbogen zwischen den im Brenner angeordneten Elektroden zu erzeugen. Gehen wir diese beiden Varianten zur Beleuchtung von Pflanzen im Detail durch.

Wachstumslicht aus Halogen-Metalldampflampen

HMD-Zuchtlampen werden aufgrund des breiten Lichtspektrums für den Pflanzenanbau im Innenbereich eingesetzt. Sie sind vergleichbar mit Quecksilberdampflampen, enthalten aber eine zusätzliche Metallhalogenid-Verbindung im Quarzbrenner, was die Effizienz und Farbwiedergabe des emittierten Lichts verbessert. Eine HMD-Leuchte enthält eine Mischung aus Quecksilber, Argon, Xenon und verschiedenen Metallhalogenid-Verbindungen, vornehmlich Brom und Jod, im Inneren des kompakten Bogenrohrs aus Quarzglas oder Keramik.

Das Prinzip der Lichterzeugung ist weiter oben ausführlich beschrieben, hier nochmal in Kürze: Bei Anlegen der Spannung werden die Gase ionisiert. Dadurch entsteht Wärme und die lässt Quecksilber und Metallhalogenide verdampfen. Abhängig von der Mischung wird Licht in seinem jeweiligen Spektrum erzeugt. HMD-Lampen haben eine hohe Lichtausbeute von etwa 75-100 Lumen pro Watt und erzeugen intensives weißes Licht.

Das von Metallhalogeniden erzeugte Licht fällt in den blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, das von Jungpflanzen in ihrem vegetativen Zustand benötigt wird. Das blaue Lichtspektrum eignet sich am besten für Pflanzen in frühen Entwicklungsstadien sowie zur Förderung von kompaktem Wachstum und starkem Wurzelsystem.

Die einzigartigen Eigenschaften von Metallhalogenid-Leuchten sind:

Lange Haltbarkeit

Die durchschnittliche Lebensdauer reicht von 15.000 bis zu 20.000 und mehr Stunden.

Hervorragende Lichtqualität

Die Leistung kommt dem natürlichen Sonnenlicht näher.

Gestaltbare Farbe

Entwickelt, um fast jede Farbtemperatur zu erzeugen, die im Bereich von 2.700K bis 20.000K bevorzugt wird. Sonderfarben wie Aqua, Cyan und Pink können ebenfalls produziert werden.

Außergewöhnliche Farbwiedergabe

Ein Farbwiedergabeindex von 65 bis 90 von 100.

Kompakte Größe

Erzeugt Licht aus einer kompakten Lichtquelle.

Flexibilität

Umfangreiche Leistungsoptionen, unabhängig von der Umgebungstemperatur

Hohe Effizienz

Erzeugt 65-115 Lumen pro Watt, höher als Glüh-, Leuchtstoff- oder Quecksilberdampflampen.

Positive Umweltauswirkungen

Geringere Umweltbelastung durch geringeren Stromverbrauch.

Wachstumslicht aus NDL Lampen

Natriumhochdrucklampen (NDL Lampen) arbeiten unter einem häufigen Phänomen der Anregung von Metall, das wiederum Energie in Form von Photonen oder sichtbarem Licht freisetzt. Wie der Name schon sagt, besteht eine Lichtquelle auf HPS-Basis aus einer Legierung aus metallischem Natrium und Quecksilber (Amalgam), die in einem Bogenrohr eingeschlossen ist.

Bei der Montage dieses Brenner wird Aluminiumoxid verwendet und das Amalgam wird unter hohem Druck gepresst. Eine bestimmte Menge Natriumgas reagiert mit Strom und lädt die Atome anschließend auf. Diese geladenen Atome verlieren dann ihre Energie in Form von Lichtwellen und die Wellenlänge dieser Lichtwellen imitiert das natürliche Sonnenlicht, das für ein optimales Wachstum der Pflanzen am besten geeignet ist.

Züchter auf der ganzen Welt verwenden in ihren Gewächshäusern zur optimalen Beleuchtung unter Berücksichtigung der Energieeffizienz NDL Lampen, um das Knospenwachstum zu verbessern, das Wachstum zu steigern sowie ein künstliches Anbaugebiet zu schaffen und um die Produktion außerhalb der Saison zu gewährleisten.

NDL Lampen arbeiten in Verbindung mit Metallhalogeniden, insbesondere Quecksilber, und erzeugen Licht, das in der Regel von dunklem rosa bis zu intensiven rosa-orange des elektromagnetischen Spektrums reicht. Die Farbe variiert mit der Intensität der von Natrium aufgenommenen Wärmeenergie.

Ein weiteres charakteristisches Merkmal von Licht aus Natrium Hochdrucklampen ist sein Potenzial, bläulich-weißes Licht sofort zu erzeugen, wenn das beigemischte Quecksilber eine Bogenentladung kurz vor der Natriumverdampfung erreicht. Obwohl die Emissionslinien der Atome sowohl aus Quecksilber als auch aus Natrium bestehen, wird die charakteristische Farbe von der Natrium-D-Linienemission dominiert.

Ein so breites Spektrum an Licht liefert den Pflanzen Energie, die sie für die verschiedenen physiologischer Prozesse, wie Chlorophyllsynthese, Photosynthese, Blütenproduktion, Fruchtbildung und Reifung, benötigen.

Vorteile der Verwendung von HDL Lampen in der Pflanzenzucht

Energieeffizienz

Obwohl relativ teuer als Leuchtstofflampen, sind sie viel energieeffizienter als Leuchtstofflampen. Sie verfügen über eine hohe Lichtausbeute, können auf ungünstige Lichtverhältnisse eingestellt werden und ihre Energieeffizienz kann durch den Einbau eines Timers in das Vorschaltgerät noch weiter verbessert werden.

Langlebigkeit

Sie sind haltbar, langlebig und leicht zu transportieren. Die Glühbirnen wiegen weniger und die angebrachten Halterungen lassen sich ebenfalls problemlos entfernen, austauschen und modifizieren. Alle diese Eigenschaften senken die Wartungskosten weiter.

Indoor-Eignung

Die Leuchten sind besonders für Pflanzen geeignet, die in Gewächshäusern angebaut werden. Sie werden als ergänzende Beleuchtung für das natürliche Sonnenlicht verwendet, da das von ihnen abgegebene Lichtspektrum besonders beim Knospen, Blühen und der Fruchtbildung von Pflanzen hilft.

Zusammenfassung für die optimale Beleuchtung

NDL sind HMD Lampen in Bezug auf Energieeffizienz, Langlebigkeit und Qualität im hydroponischen Gartenbau überlegen. Um jedoch die besten Ergebnisse zu erzielen, installieren Sie Konversionslampen. Das heißt, verwenden Sie HMD in der vegetativen Phase und wechseln Sie dann während der Blütezeit auf NDL.

Hinweis zum folgenden Absatz

Der folgende Absatz widmet sich dem Einsatz von Hochdruckentladungslampen für den Anbau von Cannabis. Wir möchten an dieser Stelle ausdrücklich darauf hinweisen, dass wir ein Portal für Informationsvermittlung sind und in keiner Weise zum illegalen Anbau von Betäubungsmitteln aufrufen wollen. Das Thema Cannabisanbau ist allerdings sehr eng mit dem Komplex der Metalldampflampen verknüpft, insofern gebietet es unser Anspruch an eine umfassende redaktionelle Aufbereitung des Themas, auch diesen Bereich mit abzudecken.

Die Hochdruckentladungslampe für den Anbau von Cannabis

Cannabis-Pflanze mit ausgeprägten Blüten im fortgeschrittenen Reifestadium
Cannabis-Pflanze mit ausgeprägten Blüten im fortgeschrittenen Reifestadium

Natriumdampf-Hochdrucklampen (NDL) und Halogen-Metalldampflampen (HMD) sind zwei beliebte Arten, die für die Beleuchtung im Cannabisanbau verwendet werden. Beide haben eine hohe Lichtausbeute, aber produzieren viel Wärme, daher ist es wichtig, dass bei ihrer Verwendung gut gelüftet wird.

Welche Hochdruckentladungslampe für welche Wachstumsphase?

HMD-Lampen sind aufgrund des sehr hohen Blauanteiles des Lichts in der vegetativen Wachstumsphase von Cannabis beliebt. NDL-Lampen verwenden Natrium, um Licht zu erzeugen und werden aufgrund des hohen Anteils an rotem Licht für die Zeit der Blüte bevorzugt.

Für den kleinräumigen Privatanbau von Cannabis-Kulturen reichen Leuchtmittel mit einer Leistung von 150 bis 400 Watt. Gewerbliche Züchter, die Großkulturen produzieren, bevorzugen Lampenleistungen von 600 bis 1000 Watt.

Moderne Leuchtmittel haben statt einer Glasröhre eine aus Keramik. Das extrem heiße Keramikrohr ionisiert die enthalten Gase und Halogenide. Diese produzieren ein Licht, das dem der Sonne sehr ähnlich ist. Sie strahlen auch mehr Rot ab als herkömmliche HMD-Lampen, so dass mehr Licht für die Photosynthese geliefert wird.

Beleuchtungsprobleme beim Anbau von Cannabis

Die Lichtsättigung ist die Grenze dafür, wie viel Energie von einem Blatt verarbeitet werden kann. Eine Beleuchtung, die intensiver ist, als das Blatt zu bewältigen vermag, kann zu einer Photoinhibition führen, bei der die Photosynthese durch das übermäßige Licht gehemmt wird. Durch das Bleichen werden die Chloroplasten weiß, so dass die Blätter ihre grüne Farbe verlieren. Pflanzen können auch verbrannt werden.

Einfluss von Licht auf die THC-Produktion

In einer Studie wurden Leistungen von NDL-Lampen zwischen 250 und 1000 Watt pro Quadratmeter für den Anbau der Cannabissorten Early Pearl, Hindu Kush, Super Skunk, White Widow, Wappa, White Berry und G1 untersucht. Die Erträge wurden in Gramm pro Quadratmeter (g/m2) und Gramm pro Watt (g/W) gemessen.

Licht und Laub

Die Studie ergab, dass Licht keinen Einfluss auf die Laubmasse hatte. Bei Cannabisblüten nahm die Masse der Blüten bei erhöhter Lichtstärke zu. Ebenso erhöhte auch das Verhältnis von Blüten zu Laub. Die Gesamtmenge an THC, die in den Pflanzen gebildet wurde, stieg mit zunehmender Lichtstärke.

Insgesamt zeigte die Untersuchung, wie sich die Lichtqualität auf die Qualität der Cannabispflanze auswirken kann. Obwohl Bestrahlungsstärken von über 300 Watt nicht zum Gesamtgewicht und Volumen der Pflanzenstoffe beitragen, können sie die THC-Potenz erhöhen.

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