Lebens(t)räume für Menschen, Tiere & Pflanzen
Gestaltungsbeispiele für naturnahe Lebensräume
Einrichtungsbeispiele.de-Logo
Neu
Login
Wir werden unterstützt von:

Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken

Lesezeit: ca. 8 Minuten
Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken
Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken - Foto 1

Ich habe mich dazu entschlossen in meinem Meerwasserbecken eine High Power LED Lösung ein zu bauen. Da dies relativ neu ist und es eigentlich nur ein oder zwei unpassende Modelle im Handel gibt, musste ich die Schaltung selbst entwerfen. Leider ist die Beratung der LED Händler nicht optimal und die Informationen im Netz nicht wirklich ausführlich und umfangreich. Anbei eine kurze Beschreibung wie ich es gelöst habe und ein paar Hintergrundinformationen zu LEDs, ich hoffe es hilft den Interessierten ein wenig weiter.

Wie funktioniert eine LED?

Eine Leuchtdiode besteht aus mehreren Schichten von halbleitenden Materialien. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung betrieben wird, wird in einer dünnen Schicht - dér aktiven Schicht - Licht erzeugt. Im Gegen- satz zu herkömmlichen Glühlampen, die ein kontinuierliches Spektrum aussenden, emittiert eine LED Licht in einer bestimmten Farbe oder Wellenlänge. Die Farbe des Lichts hängt vom verwendeten Material ab. Zwei Materialsysteme (AllnGaP und InGaN) werden benutzt, um LED mit hoher Helligkeit in allen Farben von Blau bis Rot und auch in Wei?? (Lumineszenzkonversion) zu erzeugen.

Wo liegt der Vorteil der LED?

Durch die Funktionsweise einer LED lassen sich bestimmte Farbtemperaturen zusammenstellen und individuell and die jeweilige Anforderung anpassen. Ein weiterer Vorteil liegt einfach darin, dass eine LED anders als bei zB Leuchtstoffröhren oder HQi Lampen das Licht fokussiert wird und keine unerwünschte Abstrahlung erfolgt, dh der gesamte Strahl geht direkt auf die gewünschte Fläche und die Effizienz verglichen auf Watt per Lumen im Sichtbaren Bereich gegenüber anderen Leuchtmitteln höher. Die LED ist damit effizienteste und gezielteste Methode um Licht zu erzeugen.

Wie viel Lumen und LEDs benötige ich für 100Liter Wasser?

Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken
Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken - Foto 2

Lumen haben nur indirekt mit der Helligkeit von Licht zu tun, im Grunde handelt es sich bei Lumen um einen statistisch errechneten Wert aufgrund des subjektiven Helligkeits-Empfindens einer repräsentativen Anzahl von Probanden. Beim objektiven Vergleich muss man also die emittierte Lichtmenge (Photonen) im sichtbaren und nicht sichtbaren Bereich vergleichen. Vergleicht man eine LED vom Lichtspektrum speziell im blauen oder roten Bereich mit einem konventionellen Leuchtmittel wird man feststellen, das eine cool white LED mit einer Farbtemperatur von 10000k im kaum sichtbaren Spektrum des menschlichen Auges fast 10x so stark leuchtet wie andere Leuchtmittel. Dies ist zB auch der Grund warum bei blauen LED nur die Wellenlänge des Lichtes angegeben wird und nicht in Lumen - in diesem Bereich ist die Aufnahmefähigkeit des menschlichen Auges nur sehr begrenzt, die LED emittiert aber weiter in voller Helligkeit in allen Blau-Bereichen. Als Faustregel kann man sagen, man benötigt 20 High Power LEDs pro 100 Liter Wasser und im Meerwasser 1 UV LED pro 20 LEDs bei einem Vorwärtsstrom von 350mA. Bei einem Vorwärtsstrom von 750mA könnte man durchaus auf 15 + eine UV LED reduzieren, muss aber dann unbedingt kühlen!

Farbtemperaturwahl bei LED?

Gerade die LED bringt uns einen signifikanten Vorteil in der Beleuchtung von photosyntheten Lebewesen. Einzig wichtig ist die richtige Wahl, das richtige Verhältnis der LED Farben. Licht welches im Meerwasser unerwünscht ist wie Rot, wird in die LED Leuchte einfach nicht integriert, gegenteiliges würde für das Sü??wasser gelten in dem Rottöne durchaus für das einleiten der Blütephase und dem Wachstum von Pflanzen wichtig sind. Um im Meerwasser auf eine gewünschte Farbtemparatur von16000k zu kommen eignet sich ein Mix von 1 zu 1 von hellem wei?? und blau bzw. Königsblau, wobei je Vorwärtsstromstärke pro 15-20 LEDs eine UV LED eingeplant werden sollte. Im Sü??wasser empfehlen sich eigentlich RGBW als Rot Grün Blau Wei?? LEDs und man kann mit einer RGBW Dimmer die gewünschte Farbtemperatur ganz leicht selber regeln. Da dies aber mehr Lötaufwand bedeutet, würde eine Farbmischung 2:1:3 (Rot, Blau, Wei??) aus meiner Sicht auch den optimalen Erfolg bringen.

Aquarienbeleuchtungsbeispiel wie ich es umgesetzt habe:

15x CREE XR-E R2 white

15x CREE XR-E blue

5x Konstanterstromquelle bei 350mA

1x Netzteil 24V / 4, 5A / 60W

3, 5g Wärmeleitkleber

KOSTENPUNKT ca. 310.- Euro

Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken
Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken - Foto 3

Benötigtes Werkzeug und Verbrauchsmaterial:

Kabel

Lötzinn

Lötpaste

Lötkolben

Cutter

Bei mir wird diese Beleuchtung nicht als Hauptbeleuchtung eingesetzt und ich habe mich entschlossen die LED als Platzsparende Zusatzbeleuchtung in meine Aquarienabdeckung zu integrieren. Die LED wurden direkt am Reflektor verbaut und werden passiv durch den Reflektor und aktiv durch Lüfter gekühlt. Aus diesem Grunde habe ich mich auch für eine 350mA KSQ entschieden, da die LED hier weniger wärme erzeugt als bei maximal zulässigen Vorwärtsstrom von 750mA. Maximale Leistungen von bis zu 800lm pro LED erreicht man nur bei einem Betrieb mit maximalen Vorwärtsstrom von 1000mA oder mehr - je nach Spezifikation der LED, erzeugt aber dabei auch um das mehrfache an Abwärme. Eine Kühlung könnte dann relative platzraubend werden oder muss eventuell auch eine aktive Komponente zB Lüfter enthalten.

Integrierte Schaltung der LED (siehe Schaltplan):

Die CREE LEDs sind 3, x Volt Emitter und werden hier zu je 6 Stk. in Serie geschalten, damit kann der Vorwärtsstrom je Reihe mit einem 350mA KSQ bei 24V betrieben werden. Eine LED dieser Type nimmt bei 350mA ca. 1, 25W. wir haben 5 Reihen also einen Verbrauch von ca. 1, 8A bei ca. 40W inklusive Verbrauch der KSQ. In dieser Konfiguration wäre auch ein Betrieb mit 500mA KSQ denkbar, aber an der grenze der Leistung des Netzteils und nurmit erhöhten Kühlaufwand möglich. In dieser Konfiguration mit 30 LEDs erreichen wir eine Lichtausbeute von ca. 3 x 39W T5 Röhren und sparen somit 2/3 der Energie ein.

Kühlung von LEDs:

Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken
Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken - Foto 4

Bei High Power LED Anwendungen im Maximalbetrieb geht nichts ohne Kühlung, dabei geht es aber nicht darum die Wärme möglichst schnell ab zu leiten, sondern eher darum die Wärme möglichst schnell zu verteilen. Eine aktive Kühlung ist somit in den meissten Fällen unnötig, einzig wichtig ist die Fläche und die unmittelbare Anbringung der Kühlung an die LED, damit die entstandene Wärme möglichst schnell von dem ca. 1mm2 gro??en Lichtpunkt verteilt wird. Umso höher der Vorwärtsstrom umso mehr Kühlung benötigt man auch, also sollte im Extrembetrieb schon ein sehr gro??er Kühlkörper genommen werden um die lange Lebensdauer der LED zu gewährleisten.

Lebensdauer einer LED und Leistungsverluste:

Die Lebensdauer einer LED liegt im Typbetrieb (hier 350mA) bei 100.000 Stunden bei bis 25% Leistungsverlust ab der 50.000ten Betriebsstunde. Dh. 11 Jahre volle Leistung und im 22 Jahr nur noch 75% bei einem täglichen Betrieb von 12 Stunden bis die LED schlie??lich nach unschlagbarer Lebensdauer defekt wird. Leistungsverluste ergeben sich auch aus schlechter Kühlung und damit verbundenen "Verdampfen" der LED, was schlie??lich relativ schnell zu einem Ausfall oder defekt führen kann. Als Faustregel gilt hier die unmittelbare Umgebung der LED sollte mit der Hand berührbar bleiben auch nach 16 Stunden Betrieb. Im Betrieb mit 350mA ist Wärme aber kein Thema, ein kleines Aluplättchen mit 5x5x0, 2cm reicht völlig zur Kühlung aus. Ein weiterer Grund für das frühe Ableben und Leistungsverluste ist eine nicht konstante Stromversorgung aufgrund ungenauer Netzteile und einem Betrieb ohne KSQ - es wird von allen Herstellern daher empfohlen LEDs unbedingt an einer KSQ zu betrieben.

Zusammenbau der LED Leuchte:

Die Anordnung erfolgt alternierend, dh eine blaue, eine wei??e, bei der zweiten Reihe beginnen wir mit einer wei??en, einer blauen usw.. Bei diesem Beispiel werden immer 6 LEDs in Serie geschalten und mit je einer KSQ verbunden, die KSQ wiederum wir direkt an das Netzteil angeschlossen. Natürlich könnte man die LED kostengünstiger mit einem Widerstand betreiben, allerdings sollte dann das Netzteil ziemlich genau arbeiten. Die LED werden mittels Wärmeleitkleber (die Dinger halten ja 20 Jahre, also was solls) direkt auf dem Kühlkörper (in diesem Fall auf den Reflektor) angebracht. Die Wärmeleitkleber-Schicht sollte dabei so dünn wie möglich sein, ein Tropfen reicht und die optimale Verteilung des Klebers erreicht man indem die LED mit kreisenden Bewegungen andrückt.

Das Ergebnis ist hervorragend (Kringeleffekt am Boden des Beckens, extrem viel Licht) und Ihr könnt auch an meinem Einrichtungsbeispiel sehen wie sich das Ganze in Zukunft entwickeln wird. Wenn es weiterführende Fragen gibt stehe ich euch natürlich gerne zur Verfügung, ansonst wünsche ich euch viel Erfolgt beim Nach-Basteln!

Autor*in: The_Lizardking

Userbild von The_Lizardking
The_Lizardking ist Moderator*in von EB und stellt 9 Beispiele vor.

In den Bereichen Südamerika, Mittelamerika, Amerikagesellschaftsbecken, Gesellschaftsbecken, Aquascaping, Meerwasser, Krankheiten, Wasserchemie, Fragen zu einrichtungsbeispiele.de steht er/sie den Usern bei Fragen kompetent als Anspechpartner zur Seite.

Titel: Bau einer Beleuchtung mit High Power LEDs für Meerwasserbecken (Artikel 2839)

Das könnte dich ebenfalls interessieren:

Meerwasseraquarium optimal beleuchten: Licht als Schlüssel für gesunde Korallen und stabile Riffaquarien

Meerwasseraquarium optimal beleuchten: Licht als Schlüssel für gesunde Korallen und stabile Riffaquarien

Technik

Die Beleuchtung gehört zu den wichtigsten technischen Grundlagen eines Meerwasseraquariums. Während sie im Süßwasseraquarium häufig vor allem dem Pflanzenwuchs und der natürlichen Wirkung dient, entscheidet sie im Meerwasseraquarium direkt über Wachstum, Färbung und Gesundheit vieler Korallen. Besonders Steinkorallen, viele Weichkorallen, Krustenanemonen und andere sessile Wirbellose leben in enger Verbindung mit symbiotischen Algen, die Licht zur Energiegewinnung benötigen. Wird ein Meerwasseraquarium optimal beleuchtet, wirkt es nicht nur farbintensiv und lebendig, sondern läuft meist auch stabiler, weil die Tiere besser mit Energie versorgt werden.

Aquariumabdeckung aus Aluminium: Stabil, langlebig und individuell anpassbar

Aquariumabdeckung aus Aluminium: Stabil, langlebig und individuell anpassbar

Technik

Eine Aquariumabdeckung aus Aluminium ist langlebig, stabil und vielseitig und lässt sich exakt an Becken, Beleuchtung und Technik gut anpassen. Eine gute Abdeckung erfüllt im Aquarium weit mehr Aufgaben, als lediglich die Wasseroberfläche zu verschließen. Sie verhindert das Herausspringen von Fischen, reduziert die Verdunstung, schützt Beleuchtung und Umgebung vor Spritzwasser und trägt zu einem aufgeräumten Erscheinungsbild des Aquariums bei. Besonders bei individuell geplanten Becken oder ungewöhnlichen Abmessungen stößt man mit fertigen Kunststoffabdeckungen allerdings schnell an Grenzen.

Die Top 5 Anemonen-Arten für dein Aquarium

Die Top 5 Anemonen-Arten für dein Aquarium

Arten

Anemonen sind faszinierende Meeresbewohner, die in vielen Aquarien auf der ganzen Welt gehalten werden. Sie bieten nicht nur eine atemberaubende Ästhetik, sondern auch eine Symbiose mit Clownfischen und anderen Wirbellosen. Wenn du ein Aquariumbesitzer bist und darüber nachdenkst, Anemonen in dein Setup aufzunehmen, bist du hier genau richtig! In diesem Artikel werden wir die fünf am häufigsten gehaltenen Anemonen-Arten vorstellen, um dir bei deiner Entscheidung zu helfen.

Wenn einmal der Strom ausfällt: Wie ist das Aquarium betroffen?

Wenn einmal der Strom ausfällt: Wie ist das Aquarium betroffen?

Technik

Ein Aquarium kann von einem Stromausfall auf verschiedene Weisen betroffen sein: Um die Auswirkungen eines Stromausfalls auf ein Aquarium zu minimieren, kann man einige Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Zum Beispiel kann man eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) verwenden, die bei einem Stromausfall für eine begrenzte Zeit weiterhin Strom liefert. Außerdem kann man in Erwägung ziehen, Batteriebetriebene Luftpumpen zu verwenden und das Aquarium während eines längeren Stromausfalls regelmäßig überprüfen, um ggf. manuell Maßnahmen zu ergreifen, um die Wasserqualität und die Lebensbedingungen der Tiere zu erhalten.

Wie kann ein Leuchtschriftzug am Aquarium angebracht werden?

Wie kann ein Leuchtschriftzug am Aquarium angebracht werden?

Technik

Wenn das Wort „Neon“ im Raum steht, denken Aquarianer in der Regel an die leuchtend bunten Zierfische aus Südamerika. Einige haben aber auch Gedanken an die Gestaltung des Aquariums und seiner näheren Umgebung. Hier werden auch mal gerne Neonleuchten installiert, die man sonst nur von Reklametafeln kennt.

Kreative Gestaltung im Aquarium: Aquariumpflanzen auf Wurzeln binden

Kreative Gestaltung im Aquarium: Aquariumpflanzen auf Wurzeln binden

Pflanzen

Aquarien sind nicht nur Lebensraum für Fische, sondern auch eine künstlerische Möglichkeit, die Natur in einem begrenzten Raum nachzubilden. Eine faszinierende Methode, um das Aquarium zu verschönern und den Pflanzen eine einzigartige Präsentation zu verleihen, ist das Aufbinden auf Wurzeln. Doch welche Aquariumpflanzen eignen sich am besten für diese kreative Gestaltung?