LED-Wärme: Wie viel Wärme erzeugt eine Grow-LED wirklich?

Wie viel der Energie tatsächlich zu Wärme wird

Eine LED wandelt einen Teil der elektrischen Energie in Photonen im nutzbaren Spektrum um, der überwiegende Rest wird zu Wärme. Wie groß dieser Anteil ist, hängt von der Effizienz der Leuchte ab, die in µmol Photonen pro Joule gemessen wird. Wichtig für die Praxis: Zwei Leuchten mit gleicher Effizienz erzeugen pro Photon auch gleich viel Wärme, unabhängig davon, ob es sich um eine LED oder eine Natriumdampflampe handelt. Der Unterschied liegt nicht in der Menge der Wärme, sondern darin, wohin sie geht.

Weil praktisch die gesamte aufgenommene elektrische Leistung am Ende als Wärme im Raum landet, entspricht die Wattzahl der Leuchte direkt der thermischen Last, die dein Zelt bewältigen muss – auch wenn ein Teil davon vorübergehend als Licht vorliegt, bevor Wände, Substrat und Blätter es absorbieren und ebenfalls in Wärme umwandeln.

Warum LED-Wärme anders wirkt als bei Natriumdampflampen

Natriumdampflampen arbeiten bei sehr hohen Temperaturen und geben deshalb einen erheblichen Teil ihrer Wärme als langwellige Strahlung in dieselbe Richtung ab wie das sichtbare Licht – also direkt Richtung Blätterdach. LEDs werden dagegen aus Haltbarkeitsgründen mit Kühlkörpern verbunden, über die ihre Abwärme durch natürliche oder ventilatorgestützte Konvektion von den Pflanzen weg nach oben und zur Seite abgeleitet wird.

Das zeigt sich in Modellrechnungen zur Blatttemperatur: Unter typischen Indoor-Bedingungen mit ausreichender Wasserversorgung senkt eine LED die Blatttemperatur gegenüber einer Natriumdampflampe um rund 1,3 °C – ein spürbarer, aber kein dramatischer Unterschied. Deutlich größer wird er unter ungünstigen Bedingungen: Bei wenig Luftbewegung oder eingeschränkter Wasserversorgung können Blätter 6 bis 12 °C über der Lufttemperatur liegen, mit der Rangfolge Natriumdampflampe am wärmsten, gefolgt von Gewächshaus, LED und freiem Sonnenlicht. Die Forschung betont dabei, dass der Wasserstatus der Pflanze und die Verdunstungskühlung über die Blätter einen größeren Effekt auf die Blatttemperatur haben als die Wahl der Lichtquelle selbst.

Was hohe Temperaturen für Lichtausbeute und Lebensdauer bedeuten

Wärme wirkt sich nicht nur auf das Raumklima aus, sondern auch auf die LED selbst. Mit steigender Sperrschichttemperatur – der Temperatur direkt am Halbleiterübergang der Diode – sinkt die Effizienz spürbar: Eine Übersichtsarbeit zur LED-Effizienz im Gartenbau beziffert den Verlust zwischen 25 °C und 85 °C auf etwa 10 %. Eine überhitzte LED liefert also bei gleichem Stromverbrauch weniger nutzbares Licht.

Langfristig zählt Temperatur zu den wichtigsten Faktoren für die Alterung von LEDs und für die Lebensdauer der Elektronik im Treiber. In der Elektronik wird häufig eine vereinfachte Faustregel herangezogen, nach der eine um 10 °C niedrigere Betriebstemperatur die Lebensdauer eines Bauteils ungefähr verdoppelt. Die Regel ist eine grobe Näherung und ersetzt keine genauen Angaben des Herstellers, macht aber deutlich, warum konsequente Kühlung mehr ist als eine kosmetische Maßnahme.

Wärmemanagement im Zelt: Kühlkörper, Lüfter und Abluft

Ein gut gekühltes System braucht drei Ebenen: einen ausreichend dimensionierten Kühlkörper direkt an den LED-Chips, aktive oder passive Konvektion, die diese Wärme in die Raumluft abgibt, und eine Abluftanlage, die die erwärmte Luft aus dem Zelt befördert. Wie sich die nötige Abluftleistung aus der Wattzahl der Leuchte überschlägig berechnen lässt, ist im Artikel zur LED-Leistung beschrieben; hier zählt vor allem, dass die Rechnung unabhängig vom Lampentyp funktioniert, weil sie auf der Gesamtleistung basiert.

Wichtig ist außerdem, dass Kühlkörpertemperatur und Blatttemperatur zwei unterschiedliche Dinge sind. Ein heißer Kühlkörper bedeutet nicht automatisch, dass auch die Pflanze darunter zu heiß wird – solange genug Abstand und Luftaustausch vorhanden sind. Wie du den passenden Abstand zur Pflanze einstellst, hängt aber auch von der Wärmeabgabe der Leuchte ab, ebenso wie von der Lichtstärke.

Typische Fehler und Fehldeutungen bei LED-Wärme

• „LED bedeutet kaltes Licht.“ LEDs erzeugen weniger Strahlungswärme Richtung Pflanze, aber keineswegs wenig Wärme insgesamt. Die gesamte aufgenommene Leistung muss trotzdem aus dem Zelt abgeführt werden.

• Kühlkörpertemperatur mit Blatttemperatur verwechseln. Ein heißer Kühlkörper ist normal und gewollt; entscheidend ist, was tatsächlich an den obersten Blättern ankommt.

• Abluft nach Lampentyp statt nach Wattzahl planen. Die benötigte Luftleistung richtet sich nach der aufgenommenen elektrischen Leistung, nicht danach, ob LED oder Natriumdampf im Einsatz ist.

• Hitzestress ausschließlich der Lampe zuschreiben. Fehlende Luftbewegung oder ein zu kleiner Wassertopf verstärken die Erwärmung der Blätter oft stärker als die Lichtquelle selbst; mehr dazu im Artikel zu Hitzestress.

• Wärmeentwicklung nur bei voller Leistung einplanen. Wer eine Leuchte dimmt oder in der Sämlingsphase gedrosselt betreibt, sollte die Abluft entsprechend mitregeln, statt dauerhaft für die maximale Wärmelast zu lüften.