Was muss eine Aquarienbeleuchtung können und wieviel Licht braucht ein Aquarium?
Im ersten Teil wurde beschrieben, wie Sonnenlicht zusammengesetzt ist und was die Kennzahlen Lumen, Lux, CRI, Farbtemperatur und Effizienz bedeuten. Dann wurden die Unterschiede von LED und Leuchtstoffröhren aufgezeigt. Nun soll gezeigt werden, wie man Kennzahlen einsetzen kann um zu bewerten, wie viele und welche Leuchtmittel für das Aquarium sinnvoll sind!
- Was erwartet man von einer Aquarienbeleuchtung?
- Hell soll das Aquarium sein und gut ausgeleuchtet!
In Bepflanzen Aquarien geben die gepflegten Pflanzen vor, wie hell das Aquarium sein muss, denn sie benötigen für ihr Wachstum eine bestimmte Mindestmenge an Licht. Auch lieben die meisten Betrachter ein “strahlend helles” Aquarium. Fische dagegen würden sich häufig in einem weniger hell erleuchteten Aquarium wohler fühlen …
Die folgenden Angaben für den Lichtbedarf von Aquarien gelten unter der Annahme, dass keine weiteren Wuchsfaktoren (CO2, Nährstoffe) das Pflanzenwachstum begrenzen!
Für T5 (16 mm Durchmesser) und T8 (26 mm Durchmesser) Leuchtmittel gibt es eine Faustregel, die bei der Entscheidung hilft, wieviel Leuchtstoffröhren über einem Aquarium anzubringen sind (Paffrath, 1978):
Nötiger Energieeinsatz (Watt/Liter Aquarium) für unterschiedliche Pflanzen und Leuchtstoffröhren (mit Reflektoren ausgestattet!)
Ein Berechnungsbeispiel für ein 200 Liter Standartaquarium (100*40*50cm) mit Pflanzen, die einen mittleren Lichtbedarf haben:
T8 Leuchtstoffröhre: 0,4 Watt pro Liter nötig, also insgesamt 80 Watt. Standardröhren für dieses Aquarium (90 cm) haben 30 Watt -> rechnerisch 2,6 Röhren nötig; Also besser drei als zwei T8 Leuchtstoffröhren für solch ein Aquarium.
T5 Leuchtstoffröhre: 0,4 Watt pro Liter; Es sind hier zwei Standardröhren (850mm: 39 Watt, 895 mm: 45 Watt) ausreichend.
Inzwischen schwankt die Effizienz der Leuchtstoffröhren je nach Hersteller deutlich (also wieviel Licht ich pro Watt bekomme; siehe auch Beispieltabelle weiter unten!), so dass diese Werte nur grobe Anhaltspunkte darstellen können. Spätestens wenn man wissen möchte, wieviel LED Leuchtmittel für ein Aquarium benötigt werden, taugt diese Tabelle nichts mehr. LED Leuchten sind in der Regel effizienter als T5 und T8 Leuchtstoffröhren. Für LED Leuchtmittel hat es sich durchgesetzt, den Lichtbedarf der Pflanzen in “Lumen pro Liter” als Anhalts Wert für die Leuchtmittelwahl zu nehmen. Die Ansicht was wenig und was viel Licht ist (in Lumen pro Liter) schwankt. Was für ein Aquascape “wenig” ist, kann für einen “Normalaquarianer” schon zu viel sein …! In der weiter unten folgenden Tabelle habe ich mittlere Werte angegeben.
Auf den Leuchtmittelverpackungen sollte die Lichtleistung (Lumen) immer vermerkt sein. Manche LED Herstellern geben zudem die Beleuchtungsstärke (Lux = Lumem/m²) in bestimmten Abständen vom Leuchtmittel an. Fast nirgendwo findet man Angaben zur photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR), die ein Leuchtmittel generiert. Ähnlich der Beleuchtungsstärke gibt die PAR an, wieviel pflanzennutzbare Strahlung (Wellenlängenbereich von 400- 700 nm) in bestimmten Abständen vom Leuchtmittel gemessen werden kann. Diese Grösse wäre eigentlich für Pflanzenaquarianer am aussagekräftigsten.
Ich halte es für sinnvoll, auch die Lichtleistung von T8 und T5 Leuchtmittel nach diesen Kriterien zu bewerten. Die Beleuchtungsstärke der Leuchtstoffröhren ist immer auf der Verpackung angegeben. Wie schon in den letzten beiden Teilen der LED Reihe (Worin unterscheiden sich LED und Leuchtstoffröhre) gezeigt wurde, wird auch bei Leuchtstoffröhren mit Reflektoren nahezu alles Licht in das Aquarium umgeleitet- das heißt ebenso wie bei den LED´s “landet” die gesamte Lichtleistung der Leuchtmittel im Aquarium. Die Angaben zur Lumenleistung von LED und Leuchtstoffröhren kann man also direkt miteinander vergleichen.
Wieder ein Beispiel für die Berechnung (100*40*50cm Aquarium, 200 Liter):
Bei dem Beispielaquarium ist eine zweiflammige Ausstattung mit Leuchtstoffröhren üblich. Die Tabelle zeigt anhand von zwei Herstellern, welche Werte (Watt/Liter und Lumen/Liter) damit erreicht werden. Die farbige Hinterlegung zeigt, für welchen Lichtbedarf die Leuchtmittel dann nach obigen Tabellen ausreichen.
Zunächst sieht man hier deutlich, dass Leuchtstoffröhren mit gleicher Wattzahl eine sehr unterschiedliche Lichtleistung haben! Das hängt weniger am Hersteller, sondern an der Lichtqualität (Vollspektrum/3-Banden Röhre).
Aber auch abhängig davon, ob man nach der Angabe für “Watt pro Liter” oder “Lumen pro Liter” bewertet, kommen unterschiedliche Ergebnisse heraus. Auch wenn es mit dem Thema LED Beleuchtung nicht direkt etwas zu tun hat, möchte ich als Zwischenergebnis festhalten:
- “Watt pro Liter” als Hilfe bei der Leuchtmittelwahl ist auch bei T5/T8 Technik nicht geeignet- schon aufgrund der starken Effizienzunterschiede von Leuchtmitteln unterschiedlicher Hersteller!
- T5 beleuchtete Aquarien sind oftmals viel zu hell für Pflanzen mit geringem und mittlerem Lichtbedarf! Das kann Algenprobleme zur Folge haben …
Nun ein paar Zahlenbeispiele für verschieden Hersteller von LED Lichtbalken:
Eine Erklärung zu den Kürzeln M und R bei der Beleuchtungsstärke wurde im letzten Beitrag bereits gegeben. Hier wird zwischen Lumen Messwerten (M Wert) und rechnerisch ermitteltem Lumenwerten (R-Wert) unterschieden. Sera und Fluval haben die fertig montierte LED vermessen (Ulbricht Kugel) und geben diesen realen Lumen Messwert an.
Die Lichtleistung der LED Balken verschiedener Hersteller ist deutlich unterschiedlich! Es lohnt sich also die Lumenangaben auf der Verpackung zu beachten. Ob es sich dabei um einen Realwert oder Messwert handelt ist leider nur durch Nachfrage beim Hersteller zu klären …
Hell genug sind LED Beleuchtungen also mit Sicherheit- manchmal zu hell. In diesem Fall sollte unbedingt die Möglichkeit bestehen, das Licht zu dimmen. Entweder mit einem geeigneten Controller oder mit Schwimmpflanzen- nicht ökonomisch aber hübsch!
190l Aquarium mit zwei Eheim power LED´s (30 Lumen/l): Ohne Schwimmpflanzendecke hatte ich Algenprobleme trotz gutem Pflanzenwachstum! Inzwischen gibt es für diese LED auch einen Dimmer.
Noch eine Bemerkung zu “viel” und “wenig” Licht: Ich habe mein 720 Liter Amazonas Aquarium mit einer LED Beleuchtung versehen, die nur 5 Lumen pro Liter Lichtleistung erbringt. Trotzdem bin ich mit dem Lichteindruck und auch Pflanzenwachstum zufrieden!
Amazonas Aquarium, mit nur 5 Lumen pro Liter beleuchtet (3 Leuchstoffröhren-Ersatz LED der Firma Rebie; leider werden diese nicht mehr produziert)
Nun zum zweiten Punkt, der von einer Aquarienbeleuchtung erwartet wird:
Fische und Pflanzen sollen schöne Farben haben!
Ein und derselbe Fisch kann unter unterschiedlicher Beleuchtung blass und bunt aussehen. Das liegt am Farbwiedergabeindex des Leuchtmittels, zum Teil aber auch an der Lichtfarbe und spektralen Zusammensetzung.
Die vorgestellten T8 und T5 Leuchtmittel haben durchweg den Farbwiedergabeindex 90+ (1A oder “sehr gut”), bei den LED´s schwankt er zwischen CRI 80 (1B) und 94 (1A). Die Farbwiedergabeeigenschaft ist damit auch noch “sehr gut”, bleibt aber im Schnitt ein wenig unter der von Leuchtsoffröhren. Das aber Fische unter reinen Weißlicht LED´s fast immer etwas blasser wirken als unter Leuchtstoffröhrenlicht, hängt meiner Meinung nach mit der spektralen Zusammensetzung des generierten Lichtes zusammen. Wie schon erwähnt, betonen Leuchtstoffröhren durch ausgeprägte Peaks (im roten- grünen und blauen Spektralbereich) bestimmte Farben (Rot, Grün und Blau). Auch geht das Spektrum bei einigen Leuchtstoffröhren etwas weiter in den Tiefroten Bereich (> 650 nm) und Türkisbereich (475 – 500 nm) hinein als bei Weisslicht LED.
Ein weiter Punkt beim Lichteindruck ist die Farbtemperatur des Leuchtmittels. Hier ist es so, dass man in der Regel bei Leuchtstoffröhren eine “warme” Lichtfarbe (ca. 3000-4000 K) mit einer “kühlen” Lichtfarbe (5000-9000K) kombiniert. Bei LED´s gibt es unterschiedliche Strategien der Hersteller. Die einen arbeiten nur mit Weißlicht LED´s – zum Teil mit mehreren Weisstönen, die anderen kombinieren zusätzlich zu den Weisslicht LED´s “bunte” LED´s. Inzwischen scheint der Trend bei den Lichtfarben von Weisslicht LED auch eher zu Neutralweiss (5000 – 6000 Kelvin) zu gehen. Dieses Licht wirkt nicht so kühl auf den Betrachter wie Kaltweiss (7000 – 9000 Kelvin).
Wie schon erwähnt, sehen Pflanzen das Licht ja anders als Menschen- sie benötigen eine gewisse Lichtintensität bestimmter Wellenlängen zum Wachstum. Das LED Licht diesen Anforderungen genügt, wird inzwischen nicht mehr angezweifelt. Es ist vielmehr sogar so, dass das Spektrum von Weisslicht LED´s dem der Sonne viel ähnlicher ist, als das herkömmlicher 3- und 5-Banden Röhren! Und das sonnenlichtähnlich am natürlichsten ist, leuchtet ein.
Nun wieder Zahlenbeispiele zu Farbwiedergabeindex und Lichtfarbe von LED Leuchtmitteln verschiedener Hersteller:
Auch hier also wieder ähnliche Werte, wie bei den Leuchtstoffröhren!
Abschliessend kann also gesagt werden, dass LED Licht für die Aquaristik absolut geeignet ist! Wer es gerne ausgeprägt” bunt” haben möchte, greift bei Leuchtstoffröhren gerne neben einer Tageslichtröhre zu einer farbbetonenden Röhre (z.B. JBL Ultra Color). Beim Umstieg auf LED sollte dann konsequenterweise auch eine solche gewählt werden, die neben Weisslicht auch Farb LED´s hat. Ideal ist es, wenn man dann auch noch die einzelnen Farbkanäle einzeln ansteuern kann. So ist der Farbeindruck – innerhalb gewisser Grenzen- dem Geschmack des Betreibers anpassbar!
Quellen: www.heimbiotop.de, www.seneye.com, www.jbl.de, www.dennerle.de, www.eheim.com
