Im Laufe der Jahre hat sich die Beleuchtung von Riffaquarien von Leuchtstoff über VHO zu Metallhalogenid zu Kompaktleuchtstoff bis hin zu (endlich) Leuchtdioden (LEDs) entwickelt. Wenn ein neues Produkt auf den Markt kommt, ist es normalerweise relativ teuer (jemand muss für die Forschung und Entwicklung bezahlen). Die Preise sinken, wenn das Produkt eine Nachfrage entwickelt und der Wettbewerb einsetzt, wenn mehr Unternehmen beginnen, das neue Produkt anzubieten. Anfangs wurden die LED-Leuchten nur als Mondlichter angeboten, die zu bestehenden Leuchten hinzugefügt wurden, um nur nachts verwendet zu werden. Als ihre Popularität zunahm und ihre Kosten sanken, begannen die Hersteller, Leuchten in einer Vielzahl von Größen und Formen anzubieten.
Die ersten LEDs waren nicht annähernd das, was ein Salzwasser-Riffaquarium in Lumen, ähnlicher Farbtemperatur (CCT) und/oder Farbwiedergabeindex (CRI) benötigen würde. Die LED-Entwicklung hat in den letzten Jahren bemerkenswert zugenommen, sowohl was die verfügbaren Farben als auch was die Lichtintensität betrifft. Es gibt jetzt 8000K Tageslicht- und aktinische LEDs, die in der Aquarienbeleuchtung verwendet werden. In Kürze werden 14000K-LEDs verfügbar sein. Vergleichen Sie die Preise für LED-Leuchten für Meerwasseraquarien.
Wie LEDs funktionieren
Die mit P markierte linke Seite hat positive Blasen (Protonen); die mit N markierte rechte Seite hat negative Blasen (Elektronen); Der mittlere Bereich zeigt, wo sich Protonen und Elektronen treffen, wobei Pfeile an dieser Stelle die Box verlassen und mit Light gekennzeichnet sind. Junction (Verarmungsgebiet) ist über dem N-Abschnitt markiert. Elektronen fließen durch einen Draht, der den P-Abschnitt mit dem Pluspol einer Batterie verbindet, und durch einen anderen Draht, der den Minuspol der Batterie mit dem N-Abschnitt verbindet.
LEDs unterscheiden sich von herkömmlichen Lichtquellen in der Art und Weise, wie sie Licht erzeugen. In einer Glühlampe wird ein Wolframfaden durch elektrischen Strom erhitzt, bis er glüht oder Licht abstrahlt. In einer Leuchtstofflampe regt ein Lichtbogen Quecksilberatome an, die ultraviolette (UV) Strahlung abgeben. Nach dem Auftreffen auf die Leuchtstoffbeschichtung auf der Innenseite von Glasröhren wird die UV-Strahlung umgewandelt und als sichtbares Licht emittiert.
Eine LED hingegen ist eine Halbleiterdiode. Es besteht aus einem Chip aus halbleitendem Material, das behandelt wurde, um eine Struktur zu schaffen, die als pn-Übergang (positiv-negativ) bezeichnet wird. Beim Anschluss an eine Stromquelle fließt Strom von der p-Seite oder Anode zur n-Seite oder Kathode, aber nicht in umgekehrter Richtung. Ladungsträger (Elektronen und Elektronenlöcher) fließen von Elektroden in den Übergang. Wenn ein Elektron auf ein Loch trifft, fällt es in ein niedrigeres Energieniveau und setzt Energie in Form eines Photons (Licht) frei.
Die spezifische Wellenlänge oder Farbe, die von der LED emittiert wird, hängt von den Materialien ab, die zur Herstellung der Diode verwendet werden.
Rote LEDs basieren auf Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs). Blaue LEDs werden aus Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) und grüne aus Aluminium-Gallium-Phosphid (AlGaP) hergestellt. „Weißes“ Licht wird durch Kombinieren des Lichts von roten, grünen und blauen (RGB) LEDs oder durch Beschichten einer blauen LED mit gelbem Leuchtstoff erzeugt.
*Beschreibung der Funktionsweise von LEDs mit freundlicher Genehmigung des US-Energieministeriums. Vergleichen Sie die Preise für LED-Leuchten für Meerwasseraquarien.
Grafik mit freundlicher Genehmigung des US-Energieministeriums
Typische Lichtausbeute und Farbeigenschaften aktueller weißer LEDs
Wie schneiden derzeit verfügbare weiße LEDs in Bezug auf Farbeigenschaften und Lichtausbeute im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen ab? Herkömmliche A-Glühlampen liefern etwa 15 Lumen pro Watt (lm/W) mit einer ähnlichsten Farbtemperatur (CCT) von etwa 2700 K und einem Farbwiedergabeindex (CRI) von fast 100. ENERGY STAR-qualifizierte Kompaktleuchtstofflampen (CFLs) produzieren ca. 50 lm/W bei 2700-3000 K mit einem CRI von mindestens 80. Typische Wirkungsgrade derzeit verfügbarer LED-Geräte der führenden Hersteller sind oben dargestellt. Verbesserungen werden regelmäßig von der Industrie angekündigt. Bitte beachten Sie, dass die unten aufgeführten Wirkungsgrade keine Treiber- oder Wärmeverluste enthalten.
* Die obige Tabelle ist jetzt etwas veraltet, da LEDs im Bereich von 8000 K und darüber jetzt verfügbar sind.
* Quellen: Herstellerdatenblätter u. a. Cree XLamp XR-E, Philips Lumileds Rebel, Philips Lumileds K2. Vergleichen Sie die Preise für LED-Leuchten für Meerwasseraquarien.
LED-CRI-CCT-Diagramm
Grafik von Stan Hauter
Vorteile von LEDs
Was sind also die Vorteile der LED-Riffbeckenbeleuchtung? Sicherlich sind die niedrige Wattzahl und die lange Lebensdauer der LED-Lampen (einige Hersteller geben bis zu 50.000 Stunden an) klare Verkaufsargumente. LED-Benutzer haben auch von der geringen Wärmeentwicklung geschwärmt, die dazu beiträgt, die Wassertemperaturen im Tank niedrig zu halten, sowie von dem „schimmernden“ Effekt, der von den LEDs erzeugt wird.
Was sind die Nachteile? Eine Möglichkeit ist der Anschaffungspreis, aber wenn Sie die lange Lebensdauer der Leuchtmittel und den geringen Strombedarf für den Betrieb der Leuchten berücksichtigen, sparen Sie auf lange Sicht sogar bares Geld. Die Lichtintensität kann ein weiterer Nachteil für ein Riffaquarium mit Hartkorallen sein.
Ein Vergleichsbeispiel wäre das 24-Zoll-Marineland Pro Lighting 24-Stunden-Beleuchtungssystem mit insgesamt 246 Watt (1 150-W-14.000-K-HQI-Lampe, 4 24-Watt-T-5-Lampen) und 2 1-Watt-Mond-LEDs. Vergleichen Sie die Preise für etwa 560 $ und die 23″ ecoxotic Panorama LED mit 54 weißen 8.000°K LEDs und 18 Actinic Blue 460nm LEDs mit insgesamt 73 Watt im Vergleichspreis für etwa 760 $.
Die LEDs halten bis zu 50.000 Stunden) (11 Jahre bei 12 Stunden Beleuchtung/Tag), während die HQIs und T-5s etwa 1 Jahr halten. Die Austauschkosten für die HQI-Ersatzbirnen betragen etwa 60 US-Dollar und die Austauschkosten für die T-5-Lampen betragen jeweils etwa 16 US-Dollar (64 US-Dollar pro Jahr). Selbst wenn Sie die Kosten für die Energieeinsparung nicht berücksichtigen, ist das LED-Paket über drei Jahre hinweg mit der HQI- und T-5-Leuchte gerade noch rentabel.
Viele Benutzer von LED-Leuchten haben eine fast sofortige Verringerung des lästigen Algenwachstums in ihren Tanks festgestellt.
Die Zukunft für LEDs
Derzeit gibt es nicht allzu viele LED-Lampen, die speziell für die Verwendung in Riffaquarien entwickelt wurden. Was normalerweise passiert, ist: Eine Glühbirne mit bestimmten Eigenschaften (CRI, CCT) wird für eine andere Verwendung entwickelt, als für den Einsatz in Aquarien übernommen. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels gibt es LED-Lampen im 8000K-Bereich, die für die Beleuchtung von Riffbecken verwendet werden. Es besteht kein Zweifel, dass in naher Zukunft leistungsstärkere Lampen entwickelt werden, die für Aquarien noch besser funktionieren werden. Vergleichen Sie die Preise für LED-Leuchten für Meerwasseraquarien.
