LED-Alterung: Wie schnell lässt die Lichtleistung einer Grow-LED nach?

Was LED-Alterung eigentlich bedeutet

LEDs altern anders, als die meisten es von klassischen Leuchtmitteln kennen: Statt plötzlich durchzubrennen, geben sie über Jahre hinweg langsam an Lichtleistung ab. Die Lichttechnik nennt das Lumendepreciation, im Gartenbau spezifischer Photonenflussdepreciation, weil dort nicht die für das menschliche Auge gewichteten Lumen zählen, sondern die tatsächliche Zahl der Photonen im nutzbaren Spektrum.

Zur Einordnung dienen standardisierte Kennzahlen. Die klassische Definition B50/L70 beschreibt den Zeitpunkt, zu dem die Hälfte einer Leuchtenpopulation unter 70 % ihres ursprünglichen Lichtstroms gefallen ist. Für Gartenbauleuchten hat sich davon abgeleitet die Bezeichnung Q90 etabliert: Sie verlangt von Industrienormen gelisteten Produkten einen Photonenfluss von mindestens 90 % des Ausgangswerts nach mindestens 36.000 Betriebsstunden, gemessen im photosynthetisch aktiven Bereich von 400 bis 700 nm. Diese Werte stammen aus standardisierten Prüfverfahren, in denen einzelne LED-Pakete oder ganze Leuchten über mehrere tausend Stunden vermessen und die Ergebnisse rechnerisch auf die volle Laufzeit hochgerechnet werden.

Was die Alterung beschleunigt

Zwei Faktoren stehen bei der LED-Alterung im Vordergrund: die Sperrschichttemperatur – die Temperatur direkt am Halbleiterübergang – und der Betriebsstrom. Je heißer und je stärker eine LED betrieben wird, desto schneller lässt in der Regel ihre Lichtleistung nach. Das erklärt, warum konsequente Kühlung und ein nicht überzogener Betriebsstrom nicht nur die kurzfristige Effizienz verbessern, sondern auch die langfristige Alterung verlangsamen, wie im Artikel zur LED-Wärme beschrieben.

Wie stark sich Alterung zwischen Produkten unterscheidet, hängt stark vom Hersteller und der verwendeten LED-Qualität ab; die Bandbreite ist deutlich größer als bei etablierten Leuchtmitteln wie Leuchtstoffröhren. Eine Übersichtsarbeit zur LED-Effizienz im Gartenbau weist ausdrücklich darauf hin, dass Alterungsraten zwischen Herstellern stark schwanken können – ein pauschaler Wert für „die“ Alterungsgeschwindigkeit von LEDs existiert deshalb nicht.

Auch die Dimmung spielt indirekt eine Rolle: Wer eine Leuchte dauerhaft am oberen Limit betreibt, um mit möglichst wenigen Chips eine hohe Lichtstärke zu erreichen, arbeitet näher an der Belastungsgrenze der Dioden als bei moderatem Betrieb mit mehr Chips oder etwas geringerer Dimmstufe. Das ist kein Grund, auf hohe Lichtstärken zu verzichten, aber ein Argument dafür, Leuchten nicht dauerhaft am äußersten Rand ihrer Spezifikation zu fahren, wenn eine leistungsfähigere Alternative zur Verfügung steht.

Woran sich Alterung in der Praxis zeigt

Weil der Lichtverlust über Jahre verteilt und graduell verläuft, ist er mit bloßem Auge praktisch nicht wahrnehmbar. Die einzige verlässliche Methode ist eine wiederholte PPFD-Messung an derselben Stelle, bei gleicher Höhe und Dimmstufe wie beim ersten Messwert. Ein spürbarer Rückgang über mehrere Jahre – etwa deutlich mehr als die in Normen tolerierten 10 % – ist ein sachlicher Hinweis auf Alterung, während einzelne, punktuell schwächer wachsende Pflanzen meist andere Ursachen haben.

Ein zusätzlicher, seltener beachteter Effekt betrifft das Spektrum: In Leuchten, die mehrere Diodentypen kombinieren, etwa weiße Chips mit zusätzlichen roten Dioden, können einzelne Farbkanäle unterschiedlich schnell altern. Reliabilitätsuntersuchungen an LED-Leuchten beschreiben genau diesen Effekt als Ursache für einen langsamen Farbversatz über die Betriebsdauer. Wie relevant das für das Pflanzenwachstum ist, lässt sich mit den vorliegenden Daten nicht seriös beziffern.

Treiber vor LED-Chip: Was zuerst versagt

Alterung betrifft nicht nur die Lichtausbeute der Chips, sondern die ganze Leuchte. Belastungstests an LED-Leuchten zeigen übereinstimmend, dass katastrophale Ausfälle einzelner LED-Chips selten sind, während der Treiber deutlich häufiger vollständig versagt – meist durch gealterte Kondensatoren. Für die Praxis heißt das: Eine Leuchte, deren Licht über Jahre nur langsam schwächer wird, kann trotzdem plötzlich ganz ausfallen, weil nicht die LEDs, sondern die Elektronik der Stromversorgung an ihr Lebensende kommt.

Typische Fehler und Irrtümer bei der Einschätzung von LED-Alterung

• Alterung mit plötzlichem Ausfall gleichsetzen. LEDs werden in aller Regel langsam schwächer statt plötzlich auszufallen; ein abrupter Komplettausfall deutet eher auf den Treiber hin.

• Schwächeres Pflanzenwachstum vorschnell der LED-Alterung zuschreiben. Nährstoff-, Klima- oder Bewässerungsprobleme sind weitaus häufiger die Ursache als ein über Jahre kaum merklicher Lichtverlust.

• Eine hohe Wattzahl mit langsamer Alterung verwechseln. Wattzahl sagt nichts über die Qualität der verbauten Chips, des Treibers oder der Kühlung aus, die tatsächlich über die Alterungsgeschwindigkeit entscheiden.

• Auf sichtbaren Lichtverlust warten, statt zu messen. Weil sich das Auge sehr gut an langsame Helligkeitsänderungen anpasst, fällt ein Rückgang von 10 % oder mehr ohne Messgerät praktisch nicht auf.

• Alterungswerte aus allgemeinen LED-Lampen auf Gartenbauleuchten übertragen. Betriebsbedingungen, Kühlung und Anspruch an die Farbtreue unterscheiden sich deutlich von Haushaltslampen, weshalb sich Lebensdauerangaben nicht direkt vergleichen lassen. Mehr zum Umfeld dieser Kennzahlen in der Kategorie LED-Beleuchtung.