Wie Anbauer die LED-Effizienz und Energieeffizienz beim Cannabisanbau maximieren können

Wenn ich mit Landwirten über Wirksamkeit spreche, beginnt das Gespräch in der Regel mit einer einfachen Frage: Was bedeutet das eigentlich? In der Welt der Gartenbaubeleuchtung – insbesondere beim Cannabisanbau – ist die Effizienz die Effizienz, mit der elektrische Energie in für die Pflanze nutzbares Licht umgewandelt wird. Aber es geht um viel mehr als nur um eine Zahl auf einem Datenblatt. Die Effizienz wirkt sich auf die Energiekosten, den Ertrag und letztlich auf die Rentabilität aus.

Warum Wirksamkeit wichtiger denn je ist

Die Energiekosten steigen weltweit. Durch die steigende Netzlast aufgrund von Elektrofahrzeugen, Rechenzentren, KI-Infrastruktur und allgemeiner Elektrifizierung werden Landwirte weiterhin unter dem Druck höherer Stromrechnungen stehen. Beleuchtung und Klimaanlagen machen zusammen den Löwenanteil der Betriebskosten einer Anbauanlage aus. Deshalb zählt jedes Photon.

Von Effizienzsteigerungen zu intelligenteren Systemdesigns

Vor einem Jahrzehnt vollzog die Branche den Sprung von Natriumdampf-Hochdrucklampen (HPS) zu LEDs – und das aus gutem Grund. LEDs boten erhebliche Effizienzsteigerungen, reduzierten die Wärmeabgabe und verbesserten die Umweltkontrolle. Die Erzeuger konnten mehr Energie in produktives Licht statt in Abwärme umwandeln und gleichzeitig die Belastung der HLK-Anlagen verringern. Im Laufe der Zeit führten diese frühen Umstellungen zu großen Einsparungen – aber die niedrig hängenden Früchte sind bereits gepflückt. Die Diodentechnologie in LEDs ist unglaublich ausgereift, und die jährlichen Effizienzsteigerungen, die wir einst sahen – 2 bis 3 Prozent gegenüber dem Vorjahr – haben sich auf etwa 1 Prozent oder weniger verlangsamt. Die Branche hat einen Plateau bei der Rohdiodeneffizienz erreicht. Diese Veränderung hat die Diskussion verändert. Es geht nicht mehr nur darum, wie effizient eine einzelne Diode sein kann, sondern wie intelligent das gesamte System – Spektrum, Steuerungen und Einsatzstrategie – ausgelegt ist, um aus jedem Watt das Maximum herauszuholen. Der nächste Sprung in Sachen Effizienz wird nicht auf Komponentenebene erfolgen. Er wird davon abhängen, wie wir Licht einsetzen.

Die Beziehung zwischen Spektrum und Wirksamkeit

Das Spektrum spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Wirksamkeit einer Leuchte. Rote LEDs sind von Natur aus effizienter als weiße, da sie Licht direkt emittieren, während weiße LEDs auf Phosphorbeschichtungen angewiesen sind, die beim Umwandlungsprozess Energie absorbieren. Eine Leuchte mit hohem Rotanteil kann 3,5 µmol/J oder mehr erreichen, während eine breitweiße Leuchte bei etwa 2,7 µmol/J liegt. Allerdings ist eine Umgebung mit hohem Rotanteil nicht immer die beste Wahl. Übermäßiges rotes Licht kann die Arbeit des Personals in dem Raum erschweren und, was noch wichtiger ist, das Risiko von Photobleaching erhöhen – also von „weißlichen Spitzen” an den Knospen, die die Gesamtqualität der Blüten und ihren Marktwert mindern. Photobleaching kann von der Sorte abhängen und durch andere Umweltfaktoren beeinflusst werden. Das Ziel ist ein Gleichgewicht: Maximierung der Effizienz ohne Beeinträchtigung der Produktqualität.

Effizienz und Kapitalbeschränkungen in Einklang bringen

Cannabis ist nach wie vor ein kapitalintensiver Markt. Da die Legalisierung auf Bundesebene in den USA noch nicht erfolgt ist, haben Anbauer keinen Zugang zu denselben kostengünstigen Finanzierungsmöglichkeiten wie die traditionelle Landwirtschaft. Daher zählt jeder Dollar an Investitions- und Betriebskosten. Eine effizientere Leuchte hat oft einen höheren Kaufpreis, daher hängt die richtige Entscheidung von Ihrer finanziellen Situation, den lokalen Energiepreisen und den verfügbaren Rabattprogrammen ab. Einige Versorgungsunternehmen knüpfen die Förderungsberechtigung oder den Auszahlungswert direkt an die Effizienz der Leuchten – das bedeutet, dass Leuchten mit höherer Effizienz einen Großteil ihrer Anschaffungskosten ausgleichen können. In einigen Fällen können die Rabatte bis zu 1.000 Dollar oder mehr pro Leuchte betragen, wodurch sich eine Hochleistungsbeleuchtung zu einer nahezu kostendeckenden Investition entwickelt. Letztendlich gibt es keine allgemeingültige Antwort. Landwirte müssen die Anschaffungskosten gegen die langfristigen Energieeinsparungen und potenziellen Fördervorteile abwägen. Der richtige Beleuchtungspartner sollte Ihnen dabei helfen, diese Rechnung ehrlich zu machen.

Woher kommen die nächsten Gewinne?

Da die Effizienz von Dioden stagniert, suchen Beleuchtungshersteller nach anderen Innovationsmöglichkeiten – wie wir das Licht liefern, wo wir es liefern und wann. Bei Fluence konzentriert sich unser Forschungsprogramm auf die Optimierung von Spektrum, Intensität und Lichtplatzierung, um den Energieverbrauch zu senken und gleichzeitig Ertrag und Qualität zu steigern. Dynamische, einstellbare Beleuchtung ist eines der vielversprechendsten Instrumente. Durch die Anpassung der Spektralzusammensetzung während des Wachstumszyklus der Pflanzen können Landwirte mehr rotes Licht einsetzen, wenn dies unbedenklich ist, und es zurücknehmen, wenn die Pflanzen empfindlich auf Lichtbleiche reagieren. Unser neues RAPTR 2 Top Light verkörpert diese Flexibilität. Dank seines einstellbaren T48-Spektrums können Landwirte den Rotanteil zwischen 40 und 80 Prozent variieren und so eine Effizienz von bis zu 3,5 µmol/J erreichen, während gleichzeitig eine präzise Umweltkontrolle gewährleistet ist. Wir kombinieren diese Technologie mit Unterstützung im Gartenbau – unser Wissenschaftsteam arbeitet direkt mit Landwirten zusammen, um Beleuchtungspläne zu entwerfen, die maximale Energieeinsparungen und eine optimale Pflanzengesundheit gewährleisten.

Jenseits des Blätterdachs: Eine „Red Sandwich“-Strategie

Eine weitere Grenze der Wirksamkeit liegt unterhalb des Blätterdachs. Unsere Forschungen haben gezeigt, dass die Beleuchtung unterhalb des Blätterdachs einen viel höheren Rotanteil ermöglicht, ohne dass das gleiche Risiko einer Photobleiche besteht wie bei Licht, das von oben einfällt. Durch die Verteilung von Photonen sowohl oberhalb als auch unterhalb des Blätterdachs – was wir als unsere Rote Sandwich-Beleuchtungsstrategie– wir können Ertrag, Gleichmäßigkeit und Qualität steigern und gleichzeitig die Energieeffizienz weiter verbessern. Dies ist ein elegantes Beispiel dafür, wie Pflanzenwissenschaft und Ingenieurwesen zusammenwirken, um die Leistungsgrenzen zu erweitern.

Die richtige Entscheidung für Ihren Anbau treffen

Wenn Sie neue LEDs evaluieren, sollten Sie einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen:

• Wählen Sie Ihre Partner mit Bedacht aus. Arbeiten Sie mit einem Beleuchtungsunternehmen zusammen, das Ihre spezifischen Anforderungen hinsichtlich Ihrer Pflanzen, Ihrer Anlagenkonzeption und Ihrer finanziellen Rahmenbedingungen versteht.
• Prüfen Sie Anreize. Rabatte können die Wirtschaftlichkeit Ihrer Investition erheblich verändern.
• Testen Sie, bevor Sie sich festlegen. Führen Sie parallele Versuche durch. Überprüfen Sie die Ergebnisse selbst.
• Denken Sie langfristig. Die heutigen Investitionen in die Beleuchtung werden Ihren Betrieb für die nächsten 5 bis 10 Jahre prägen.

Bei Fluence betrachten wir jede Kundenpartnerschaft als Zusammenarbeit. Ihr Erfolg ist unser Erfolg. Das bedeutet, dass wir Ihnen dabei helfen, das richtige Gleichgewicht zwischen Wirksamkeit, Spektrum und Kosten zu finden, um Ihre Produktionsziele zu erreichen – und nicht nur eine Leuchte zu verkaufen. Denn letztendlich geht es bei der Wirksamkeit nicht nur um Mikromol pro Joule. Es geht darum, jedes Photon, jedes Watt und jede Ernte zu maximieren.

Daniel Pilsworth

Leiter Produktmarketing