Vor- & Nachteile von Meerwasser LED Beleuchtung

Eine der wichtigsten Grundlagen für eine gute Entwicklung eines Meerwasseraquariums ist die Beleuchtung. Um die idealen Bedingungen für anspruchsvollere Korallen zu schaffen gilt es hierbei verschiedene Faktoren zu beachten, denn immerhin beziehen diese ihre Nährstoffe vorallem aus dem ihnen zur Verfügung stehenden Licht.

1. Fluoreszenz- Proteine
   Inzwischen ist bekannt, dass Korallen Fluoreszenz- Proteine erzeugen, welche nach Bedarf das vorhandene Licht reflektieren oder emittieren können, wobei bestimmte Eigenschaften des Lichtes die Produktion der Fluoreszenz- Proteine stimuliert. Bei einer zu geringen Lichtmenge werden diese Proteine nicht mehr hergestellt und deren Dichte vermindert, wodurch die braune Färbung der Zooxanthellen immer sichtbarer wird und die Korallen beginnen an Leuchtkraft zu verlieren. Bei einer Wellenlänge von ungefähr 450nm können die Korallen das Licht ideal absorbieren und deren Frabintensivität und Leuchtkraft wird bestmöglich verstärkt. Hierfür eignent sich blaue LED Beleuchtung, da das blaue Frabspektrum von Leuchtröhren nicht in diesem Bereich liegt und so für die Korallen weniger wertvoll ist.

Biologen wissen mittlerweile, dass Korallen Fluoreszenz-Proteine erzeugen, die in ihrem Inneren auch Zooxanthellen beherbergen. Anthony Calfo führt im Artikel “Magnificient Fluorescence! Aquaristic Perspectives” im Reefkeeping Magazin vom 2005/11 weiter, dass die Fluoreszenz-Proteine zum Teil dazu benutzt werden, Licht je nach Bedarf zu reflektieren oder zu emittieren. So wie einige Pigmente, die die Korallen farbig erscheinen lassen, dazu dienen, überschüssiges Licht von Korallen der Flachwasserzonen „wegzureflektieren“, so mögen die Fluoreszenz-Proteine dieselbe Aufgabe nicht auf dem Wege der Reflexion, sondern auf dem Wege der Fluoreszenz erledigen. In Tiefen, in denen Korallen wenig Licht zur Verfügung steht, erweitert die Fluoreszenz die für die Zooxanthellen nutzbare Menge an Licht, da das auftreffende, energiereichere – und damit für die Photosynthese nicht brauchbare – Licht durch die Fluoreszenz in energieärmeres Licht transformiert wird und so der Photosynthese zur Verfügung steht. Diesen Prozess beschreibt Calfo mit dem Ausdruck „Licht-ernten“ („light-harvester“).

Für die Richtigkeit dieser Annahmen spricht, so Calfo, dass Korallen, die aus den hellen Flachwasserzonen stammen und im Labor bei geringerer Lichtintensität und geringer UV-Belastung gehalten werden, ihre Farbe verlieren können: Das Fehlen des ursprünglich in der Natur vorhandenen Lichts führe dazu, dass keine Fluoreszenz-Proteine mehr hergestellt werden. Bei Korallen der tieferen Zonen trete ein Farbverlust auf, wenn sie im Aquarium zu hell gehalten werden. Hier ist die Produktion „Licht-erntender“ Fluoreszenz-Proteine überflüssig geworden, da ja genügend Licht vorhanden ist. Eine Verringerung der Dichte der Fluoreszenz-Proteine führe dann dazu, dass die braune Färbung der Zooxanthellen immer sichtbarer wird. Zwar seien dies nicht die einzigen Gründe, aus denen Korallen ihre Farbe verlieren, aber es seien Einflüsse, die oftmals eine Rolle spielen.

Ganz gleich welche, falls überhaupt eine, der genannten Funktionen der Fluoreszenz-Farbstoffe – Reflexion von überschüssigem Licht oder „Licht-Ernter“ – zutreffen, gilt gewiss, dass bestimmte Eigenschaften des Lichts die Produktion der Fluoreszenz-Proteine stimulieren.

1. Geringerer Stromverbrauch
   Kostenersparnis von bis zu 50%: LEDs erzeugen bei geringerer Stromaufnahme mehr Licht im Vergleich zu den alternativen Aquarien-Beleuchtungsmitteln.
2. Hohe Lichtausbeute
   Durch die effiziente 1W High Power LED sind mittlerweile ausgezeichnete 130 Lumen pro Watt möglich, wodurch T8, T5, HQI, sowie SMD-, COB- und 3W-LED-Lampen in den Schatten gestellt werden.

1W High Power LED weisen im Vergleich zu T8, T5, HQI, sowie SMD-, COB- und 3W-LED-Beleuchtung diverse Vorteile auf. Nicht nur, dass diese wesentlich weniger Wärme entwickeln, während HQI- Beleuchtung im Sommer ein ernsthaftes Problem darstellen kann. Zudem erzeugen sie bei geringerer Stromaufnahme mehr Licht, sodass 1W High Power LED nur 50% der Leistung benötigen, mit welcher die anderen Modelle betrieben werden, um auf eine vergleichbare Leuchtkraft zu kommen.

1. Amortisation
   Für alle, die ohnehin eine neue Lampe für ihr Aquarium benötigen, lohnt es sich ab dem ersten Moment an unsere Lampen zu verwenden. Die die Anschaffungskosten für alternative Beleuchtungssysteme liegen sehr häufig über dem Preis für eine Lösung mit unseren Produkten.
   Wir geben weiterhin unser bestes um Ihnen ein exzellentes Preis/Leistungsverhältnis im Vergleich zu anderen Meerwasser-Lampen bieten zu können. Bei einer Umrüstung hat sich die Anschaffung bereits meist nach 2 Jahren bezahlt gemacht.
2. Wärmeentwicklung
   Die Lampen können durch ihr selbstkühlendes Gehäsuedesign nah an der Wasseroberfläche montiert werden, da die Wärmeentwicklung kein großes Problem darstellt. Wer kennt nicht das Problem, dass die HQI Lampe die Wassertemperatur im Sommer soweit aufheizt, dass man sich wünsche, sein Aquarium lieber im Keller aufgebaut zu haben. Sie können also getrost auf Ventilatoren verzichten und verkürzen außerdem auch die Strecke, die das Licht zwischen Wasseroberfläche und Lichtquelle zurücklegen muss. Dadurch geht kein wertvolles Licht verloren – es verpufft nicht so viel Licht, wie z.B. T5 Röhren, die ja auch einen Teil des Lichtes erst nach oben ausstrahlen, das dann teilweise wieder nach unten reflektiert wird, nachdem ein Großteil des Lichtes schon absorbiert wurde.
3. Geringer Wartungsaufwand
   Unsere LED Lampen leuchten nach erfolgreicher Testabnahme in unserem technischen Labor bis zu 50000h, bevor Sie signifikant an Leuchtkraft verlieren. Durch die ebenen Glasscheiben, die vor den LEDs sitzen, um sie vor Wasser zu schützen, können die Lampen mit einem Wisch gereinigt werden, falls wieder mal ein paar Salzreste von Wasserspritzern an den Lampen zurückgeblieben sind.
4. Kringeleffekt
   Wer auf den Kringeleffekt nicht verzichten möchte, ist mit unseren Produkten auf der sicheren Seite. Unsere LED-Lampen verfügen über ausreichen Lichtleistung um selbst in tiefen Becken für den gewünschten Effekt zu sorgen. Für alle, die noch mehr “Kringel” haben möchten, empfehle ich einfach für eine erhöhte Oberflächenbewegung durch Strömungspumpen zu sorgen. In diesem Video ist der Kringeleffekt besonders gut zu beobachten:
5. Entwicklung der LED ist ausgereift
   Unser interesse an der LED-Technik wurde schon vor vielen Jahren geweckt. Nach ausgiebiger Marktbeobachtung und vielen Experimenten im Labor und im Praxistest direkt über dem Aquarium war für mich Anfang 2010 klar, dass der Markt reif ist um alternative Leuchtmittel bald abzulösen. Blaue T5 Aquariumröhren können die Korallen ohnehin nicht so gut zum leuchten und fluoreszieren bringen wie das Spektrum unserer blauen LEDs, die auf das Absorbtionsmaxium der Korallen bei 450nm Wellenlänge ausgelegt sind.
6. Umweltfreundlichkeit
   In unseren Lampen befinden sich keine umweltschädlichen Stoffe wie z.B. Quecksilber, das in Leuchtstoffröhren und bei Metalldampflampen verwendet wird.
7. Hohe Lebensdauer
   Mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von 50000 Stunden, können unsere LEDs über ein ganz Jahrzehnt, genauer gesagt 12,3 Jahre bei 12 Stunden täglicher Beleuchtung, Ihr Becken zuverlässig mit Intensiven und vor allem Effektivem Licht versorgt werden.

Fazit
Wer auf Preis/Leistung und Effizienz hohen Wert legt ist mit den LED Produkten von ECO Marine auf der sicheren Seite. Die Anschaffungskosten sind im Vergleich zu T5 und HQI nahezu Identisch, mit dem Unterschied, dass nicht in regelmäßigen Abständen neue Leuchtmittel gekauft werden müssen, da durch Ablagerungen der Elektroden von Leuchtstoffröhren und HQI Lampen die Lichtwerte immer weiter in den Keller gehen. Die schönste Lichtstimmtung bekommt man nur mit LED hin.

Viele Kriterien sind entscheidend für ein gesundes Korallenwachstum und ein schönes Meerwasserauqarium, dass effizient betrieben wird. Hier werden die vier entscheidensten Faktoren erläutert:

1. Lichtleistung
   Auf Grund der speziellen Nahrungsaufnahme vieler, in der Aquaristik beliebter, Korallen gilt grundsätzlich, dass alle Meerwasserbecken ein leistungsstarkes Beleuchtungssystem benötigen. Denn Korallen versorgen sich hauptsächlich von den Erzeugnissen der Algen, welche in deren Gewebe eingelagert sind. Demnach leben sie in Symbiose mit diesen sogenannten Zooxanthellen, wobei diese Algen über Photosynthese Zucker, Aminosäuren und Sauerstoff erzeugen, was der Koralle dann als Nahrung dient. Durch eine hohe Lichtleistung wird die Photosynthese der Zooxanthellen angeregt und es werden letztendlich mehr Nährstoffe für die Koralle produziert. Für Aquarien mit einer Wasserhöhe von bis zu 70 cm empfehlen wir deshalb 0,4W pro Liter Bruttovolumen um sämtlichen Korallenarten auf allen Ebenen sehr gut wachsen zu lassen. Mit den 1W High Power LED in unseren Produkten bekommen Sie also die höchste Lichtausbeute im Vergleich zum Stromverbrauch. SMD, 3W, 5W & 10W High Power und COB LED mit 50W auf einem Chip werden in den Schatten gestellt, da auf der extrem kleinen Diodenfläche die Wärme nicht sehr gut abgeführt werden kann. Dies wiederum wirkt sich negativ auf die maximale Helligkeit aus, sodass schließlich 30% mehr Strom verbraucht werden, um auf die gleiche Helligkeit wie mit 1W High Power LEDs zu kommen.
2. Wassertemperatur
   Dennoch gilt es bei solch sensiblen Lebewesen noch weitere Faktoren als die Lichtmenge zu beachten, wie etwa die Wärme. In Meerwasseraquarien sollte eine Wassertemperatur von 29°C nicht überschritten werden, wo besonders in der wärmeren Jahreszeit viele Steinkorallenliebhaber auf Schwierigkeiten stoßen. Sollte die Wassertemperatur zu hoch ansteigen, wirkt sich dies auf die Zooxanthellen aus, welche die hohen Temperaturen nicht vertragen und absterben. Wenn dies geschieht wird ebenfalls die Nahrungsaufnahme der Koralle beeinträchtigt, wodurch auch sie eingehen kann.

LED- Beleuchtung hat eine geringere Wärmeentwicklung als beispielsweise HQI und ist bei uns komplett mit passiv kühlendem Gehäusedesign erhältlich, bei welchem die Wärme über einen Aluminiumkörper direkt abgeleitet wird, anstatt sich unter der Lampe anzustauen und damit das Wasser zu erhitzen.

1. Effizienz
   Unter Berücksichtigung dieser Kriterien stellt sich LED-Beleuchtung im Vergleich zu HQI oder Leuchtstoffröhren als vielversprechendste heraus, da leistungsfähige 1W High Power LED mit bis zu 130 Lumen pro Watt äußerst effizient sind und somit 50% weniger Leistung benötigen, um eine vergleichbare Helligkeit von T5-Röhren oder HQI-Lampen zu erzielen.

Dementsprechend gilt die früher weit verbreitete Regel, dass 1 Watt pro Liter Leistung auf einen Liter Wasser kommen muss nicht mehr. Bei 1W High Power LED-Beleuchtung beträgt dieser Wert gerade mal die Hälfte, also 0,4 Watt pro Liter. Darüber hinaus ist der Wechsel von Ersatzleuchtmitteln unnötig.

Ferner kann die Energie bei guten LED-Beleuchtungssystemen durch optische Linsen oder Spiegeloptiken, welche das Licht bündeln und nach unten abstrahlen, noch effizienter umgesetzt werden, ähnlich wie bei herkömmlichen Beleuchtungsarten der Gebrauch eines Reflektors empfohlen wird.

1. Farbspektren
   Speziell bei blauer Beleuchtung ist der Einsatz von LED vorteilhaft, da bei herkömmlichen Produkten, also vor allem bei T5-Leuchtstoffröhren, genau in diesem Spektralbereich ein erheblicher Lichtverlust durch blaue Leuchtmittel entsteht. Bei blauen Leuchtstoffröhren wird das Spektrum auch nicht so gut getroffen um die Fluoreszenz der Korallen zu fördern. Die ideale Wellenlänge liegt bei 450nm und wird von unseren blauen LEDs ideal abgedeckt.

Blaulicht entspricht dem Sonnenlicht in bis zu 30 Metern Wassertiefe, wo das Farbspektrum schon stark gefiltert ist und es als energiereichster Anteil des sichtbaren Spektrums vordringt. Dort fördert es die Fluoreszenz der Korallen, welche bei der Photosynthese der Zooxanthellen entsteht.

Die Koralle reagiert auf die blauen Wellenlängen im Wellenlängenbereich von 445-465nm mit einer erhöhten Produktion von GFP. Hierbei handelt es sich um ein Protein, welches grün fluoresziert, sobald blaues Licht auf es trifft. Es gibt einige modifizierte Variationen dieses Proteins wie CFP (cyan) oder YFP (yellow), welche dann in einer anderen Farbe fluoreszieren und dementsprechend benannt wurden.

Hierdurch strahlen die Korallen nicht nur besonders schön, sondern die Zooxanthellen können auch unter den besten Bedingungen Stickstoff, Phosphoranteile und Kohlenstoff in die, für Korallen nährstoffreichen, organischen Verbindungen zersetzen und dadurch schneller wachsen.

Des Weiteren entsteht durch die Fluoreszenz eine ideale Wellenlänge, um das Wachstum der Korallen zu fördern und die Bildung des Fluoreszenzproteins anzuregen.