PPF, PPE und PPFD bei Growlampen: Was ist der Unterschied?

Wer Growlampen miteinander vergleicht, stößt schnell auf Angaben wie PPF, PPE und PPFD. Die Begriffe sehen ähnlich aus und hängen miteinander zusammen, beschreiben aber drei unterschiedliche Eigenschaften einer Pflanzenlampe.

Vereinfacht gesagt:

PPF beschreibt, wie viel Pflanzenlicht eine Lampe insgesamt erzeugt.

PPE beschreibt, wie effizient die Lampe Strom in Pflanzenlicht umwandelt.

PPFD beschreibt, wie viel dieses Lichts tatsächlich auf einer bestimmten Fläche ankommt.

Für die Kaufentscheidung sind alle drei Werte wichtig. Erst gemeinsam geben sie ein gutes Bild davon, wie leistungsfähig und effizient eine Growlampe tatsächlich ist.
 

PPF, PPE und PPFD im Überblick

Was bedeutet PPF?

PPF steht für Photosynthetic Photon Flux.

Der Wert beschreibt, wie viele Photonen im photosynthetisch aktiven Strahlungsbereich eine Lampe insgesamt pro Sekunde erzeugt.

Die Einheit lautet:

µmol/s

Hat eine Growlampe beispielsweise einen PPF von:

800 µmol/s

erzeugt sie insgesamt 800 Mikromol photosynthetisch aktive Photonen pro Sekunde.

PPF ist damit vergleichbar mit der gesamten Lichtleistung für Pflanzen.

Wichtig ist: PPF sagt zunächst noch nichts darüber aus, wo dieses Licht landet.

Eine Lampe kann sehr viel Licht erzeugen, es aber auf eine große Fläche verteilen oder schlecht auf die eigentliche Anbaufläche bringen.

Warum ist PPF beim Kauf wichtig?

PPF ermöglicht einen wesentlich besseren Vergleich der tatsächlichen Pflanzenlichtleistung als die reine Wattzahl.

Zwei Growlampen können beispielsweise beide 300 Watt verbrauchen, aber unterschiedliche PPF-Werte erreichen.

Lampe A:

300 W → 600 µmol/s

Lampe B:

300 W → 840 µmol/s

Obwohl beide dieselbe elektrische Leistung aufnehmen, erzeugt Lampe B deutlich mehr photosynthetisch nutzbares Licht.

PPF beantwortet also die Frage: Wie viel Pflanzenlicht erzeugt die Lampe insgesamt?

Was bedeutet PPE?

PPE steht für Photosynthetic Photon Efficacy.

Der Wert beschreibt, wie effizient eine Growlampe elektrische Energie in photosynthetisch aktive Photonen umwandelt.

Die Einheit lautet:

µmol/J

Dabei steht:

µmol = Menge der Photonen

J = Joule eingesetzte Energie

Eine Growlampe mit:

2,8 µmol/J

erzeugt pro Joule elektrischer Energie 2,8 Mikromol photosynthetisch aktive Photonen.

Je höher der PPE-Wert, desto mehr Pflanzenlicht wird aus derselben elektrischen Energie erzeugt.

Warum ist PPE beim Kauf wichtig?

PPE ist einer der wichtigsten Werte, wenn die Energieeffizienz verschiedener Growlampen miteinander verglichen werden soll.

Beispiel:

Lampe A:

300 W
2,0 µmol/J

Lampe B:

300 W
2,8 µmol/J

Lampe B erzeugt bei gleicher Leistungsaufnahme wesentlich mehr Pflanzenlicht.

PPE beantwortet deshalb die Frage:

Wie effizient nutzt die Growlampe den eingesetzten Strom?

Wie hängen PPF und PPE zusammen?

PPF und PPE stehen direkt miteinander in Verbindung.

Vereinfacht gilt:

PPF = Leistungsaufnahme × PPE

Beispiel:

Eine Growlampe benötigt:

300 Watt

und erreicht:

2,8 µmol/J

Dann ergibt sich:

300 × 2,8 = 840 µmol/s

Der theoretische PPF liegt somit bei ungefähr:

840 µmol/s

Das funktioniert deshalb, weil ein Watt einem Joule pro Sekunde entspricht.

Umgekehrt lässt sich auch die Effizienz berechnen:

PPE = PPF ÷ Leistungsaufnahme

Beispiel:

840 µmol/s ÷ 300 W = 2,8 µmol/J

Diese Beziehung ist auch hilfreich, um technische Angaben verschiedener Lampen miteinander zu vergleichen.

Was bedeutet PPFD?

PPFD steht für:

Photosynthetic Photon Flux Density

PPFD beschreibt nicht, wie viel Licht eine Lampe insgesamt erzeugt, sondern wie viele photosynthetisch aktive Photonen tatsächlich auf einer bestimmten Fläche ankommen.

Die Einheit lautet:

µmol/m²/s

Ein PPFD-Wert von beispielsweise:

600 µmol/m²/s

bedeutet, dass auf einen Quadratmeter Fläche pro Sekunde 600 Mikromol photosynthetisch aktive Photonen treffen.

PPFD beantwortet damit die Frage:

Wie viel Pflanzenlicht erreicht die Pflanze an dieser Stelle tatsächlich?

Warum ist PPFD nicht dasselbe wie PPF?

Der Unterschied lässt sich einfach erklären.

Stell dir zwei Lampen mit jeweils:

800 µmol/s PPF

vor.

Beide erzeugen also insgesamt dieselbe Menge an Pflanzenlicht.

Lampe A konzentriert das Licht jedoch stark auf die Mitte.

Lampe B verteilt es gleichmäßiger auf eine größere Fläche.

Der PPF kann bei beiden Lampen identisch sein.

Die PPFD-Werte auf der Fläche können dagegen deutlich unterschiedlich sein.

PPF beschreibt also die gesamte Lichtproduktion.

PPFD beschreibt die Lichtdichte an einem bestimmten Ort.

Warum reicht ein einzelner PPFD-Wert nicht aus?

Hersteller nennen manchmal einen sehr hohen PPFD-Maximalwert.

Zum Beispiel:

1.500 µmol/m²/s

Dieser Wert kann direkt unter der Mitte der Lampe gemessen worden sein.

In den Ecken der Growbox können gleichzeitig nur:

400 µmol/m²/s

ankommen.

Der maximale PPFD-Wert alleine sagt deshalb wenig darüber aus, wie gut die gesamte Fläche beleuchtet wird.

Für einen sinnvollen Vergleich ist eine PPFD-Map deutlich hilfreicher.

Was ist eine PPFD-Map?

Eine PPFD-Map zeigt die gemessene Lichtintensität an mehreren Punkten innerhalb einer bestimmten Fläche.

Beispielsweise bei einer Fläche von:

100 × 100 cm

werden PPFD-Werte in:

der Mitte, an den Seiten und in den Ecken gemessen.

Dadurch lässt sich erkennen, ob die Lampe das Licht gleichmäßig verteilt.

Für die Kaufentscheidung ist deshalb nicht nur wichtig:

Wie hoch ist der maximale PPFD?

Sondern:

Wie gleichmäßig sind die PPFD-Werte auf der gesamten vorgesehenen Fläche?

Warum beeinflusst der Abstand den PPFD?

PPFD hängt stark davon ab, wie weit die Lampe von der Messfläche entfernt ist.

Wird der Abstand verändert, verändert sich normalerweise auch:

die Lichtintensität, die beleuchtete Fläche und die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung.

Deshalb sind PPFD-Werte nur sinnvoll vergleichbar, wenn auch bekannt ist:

bei welchem Abstand und auf welcher Fläche gemessen wurde.

Ein Hersteller könnte beispielsweise einen sehr hohen PPFD-Wert bei 20 cm Abstand angeben, während ein anderer Hersteller bei 40 cm misst.

Die Zahlen wären dann nicht direkt miteinander vergleichbar.

Kann eine Lampe hohen PPF haben, aber schlechte PPFD-Werte?

Ja.

Ein hoher PPF bedeutet lediglich, dass die Lampe insgesamt viel Pflanzenlicht produziert.

Wenn dieses Licht ungünstig verteilt wird, können trotzdem starke Unterschiede auf der Anbaufläche entstehen.

Beispielsweise:

sehr hohe Lichtintensität in der Mitte und deutlich niedrigere Werte an den Rändern.

Deshalb gehören PPF und PPFD immer zusammen.

Kann eine Lampe hohe PPE haben, aber trotzdem wenig Licht erzeugen?

Ja.

PPE beschreibt nur die Effizienz.

Eine kleine 100-Watt-Lampe kann beispielsweise:

3,0 µmol/J

erreichen.

Damit ergibt sich:

100 × 3,0 = 300 µmol/s PPF

Eine größere 400-Watt-Lampe mit etwas niedrigerer Effizienz:

2,7 µmol/J

erzeugt dagegen:

400 × 2,7 = 1.080 µmol/s PPF

Die kleinere Lampe ist also effizienter, erzeugt insgesamt aber deutlich weniger Licht.

Deshalb bedeutet:

höhere PPE ≠ automatisch leistungsstärkere Lampe

PPE beschreibt Effizienz.

PPF beschreibt Leistung.

Was ist für die Kaufentscheidung wichtiger: PPF oder PPE?

Beide Werte beantworten unterschiedliche Fragen.

Wenn zwei Lampen ähnlich viel PPF erzeugen, kann die PPE zeigen, welche Lampe dafür weniger elektrische Energie benötigt.

Beispiel:

Lampe A:

PPF: 800 µmol/s
PPE: 2,0 µmol/J

Lampe B:

PPF: 800 µmol/s
PPE: 2,8 µmol/J

Beide erzeugen ungefähr dieselbe Lichtmenge.

Lampe B benötigt dafür aber deutlich weniger elektrische Energie.

Für einen echten Produktvergleich sollten deshalb PPF und PPE gemeinsam betrachtet werden.

Was ist wichtiger: PPFD oder PPF?

Auch hier gibt es kein entweder oder.

PPF zeigt, wie viel Licht insgesamt vorhanden ist.

PPFD zeigt, wie dieses Licht auf der Fläche ankommt.

Für die Auswahl einer Growlampe sind deshalb beide Fragen wichtig:

Wie viel Licht erzeugt sie?

und

Wie gut verteilt sie dieses Licht auf meiner Fläche?

Was hat Watt mit PPF, PPE und PPFD zu tun?

Watt beschreibt die elektrische Leistungsaufnahme einer Growlampe.

Damit lassen sich die Werte gut voneinander abgrenzen:

Watt: Wie viel elektrische Leistung benötigt die Lampe?

PPE: Wie effizient wird diese Energie in Pflanzenlicht umgewandelt?

PPF: Wie viel Pflanzenlicht entsteht insgesamt?

PPFD: Wie viel davon erreicht eine bestimmte Fläche?

Diese vier Werte ergeben zusammen ein deutlich besseres Bild als die Wattzahl alleine.

Und was ist PAR?

PAR steht für:

Photosynthetically Active Radiation

Damit wird klassischerweise der Wellenlängenbereich von ungefähr:

400 bis 700 Nanometern

bezeichnet, der für die Photosynthese relevant ist.

PPF und PPFD beziehen sich traditionell auf Photonen innerhalb dieses PAR-Bereichs.

PAR selbst ist deshalb kein Wert wie PPF oder PPFD.

Es beschreibt vielmehr den betrachteten Spektralbereich.

Warum ist Lumen für diesen Vergleich weniger geeignet?

Lumen bewertet Licht danach, wie hell es für das menschliche Auge erscheint.

Das menschliche Auge reagiert jedoch auf verschiedene Wellenlängen anders als Pflanzen.

Deshalb können zwei Lampen mit ähnlichem Lumenwert sehr unterschiedliche PPF-Werte besitzen.

Für Growlampen sind daher:

PPF, PPE und PPFD

in der Regel wesentlich aussagekräftiger als Lumen.

Welcher Wert zeigt die beste Growlampe?

Keiner der drei Werte alleine.

Eine gute Growlampe sollte idealerweise:

einen ausreichend hohen PPF, eine hohe PPE und eine möglichst gleichmäßige PPFD-Verteilung auf der vorgesehenen Fläche besitzen.

Ein Beispiel:

Eine Lampe mit extrem hoher PPE kann zu klein für die gewünschte Fläche sein.

Eine Lampe mit hohem PPF kann das Licht schlecht verteilen.

Eine Lampe mit extrem hohem maximalem PPFD kann gleichzeitig sehr schwache Randwerte haben.

Deshalb sollten die Werte immer gemeinsam betrachtet werden.

PPF, PPE und PPFD als einfache Merkhilfe

PPF = Wie viel Licht produziert die Lampe?

PPE = Wie effizient produziert sie dieses Licht?

PPFD = Wie viel Licht kommt auf der Fläche an?

Das ist der wichtigste Unterschied zwischen den drei Begriffen.

Worauf sollte man beim Vergleich von Growlampen achten?

Für Cannvi würde ich diese Angaben gemeinsam darstellen:

Gerade bei PPFD sollte Cannvi nach Möglichkeit nicht nur einen einzelnen maximalen Wert speichern, sondern zusätzlich Messabstand, Fläche und idealerweise eine PPFD-Map berücksichtigen.

PPF, PPE und PPFD gehören zu den wichtigsten technischen Angaben bei modernen Growlampen.

PPF beschreibt die gesamte erzeugte Menge an photosynthetisch nutzbarem Licht.

PPE beschreibt, wie effizient die Lampe elektrische Energie in dieses Pflanzenlicht umwandelt.

PPFD beschreibt, wie viel des erzeugten Lichts tatsächlich auf einer bestimmten Fläche ankommt.

Für die Kaufentscheidung sollte deshalb kein Wert isoliert betrachtet werden.

Eine leistungsfähige Growlampe zeichnet sich nicht nur durch viel Licht aus, sondern durch eine gute Kombination aus hohem PPF, hoher Effizienz und gleichmäßiger PPFD-Verteilung.