LED Abstrahlwinkel und Diffusion verbessern

Hallo,

Daniel
gerne, du hast es aber auch schon passend formuliert. Die Wärme, welche bei den LEDs entsteht muss irgendwo hin. Und bestehende T5-Leuchten bieten hier einfach schlechte Bedingungen. Je wärmer das Umfeld, desto höher das Ausfallrisiko. Möglicherweise arbeitet diese LED-Röhren (je nach Umfeld) an gewissen Grenzen und es funktioniert noch so gerade eben. Uns war die ganze Geschichte damals jedenfalls zu heiß...

CeiBaer
ich habe damals sogar einen fertigen Alukörper für so eine LED-Röhre machen lassen. Hier kam dann bei Temperaturtests raus, das man max. 25 Watt pro Meter an LED-Leistung in ein so kleines Profil packen kann. Dabei hatten wir schon Temperaturen von 45-50 Grad am Alukörper gemessen. Die LED-Junktion Temperatur am Chip selber ist erfahrungsgemäß ca. 30 Grad höher und war damit bei 80 Grad, was noch völlig ok ist. Dieses Aluprofil hing jedoch bei 20 Grad waagerecht in der Luft und die Wärme konnte frei nach oben aufsteigen (Konvektion). Baut man die gleiche LED-Röhre in einem Kasten(Leuchtenkörper), wo sich dann die Wärme über Stunden auf 50-60 Grad hochschaukelt, stößt man früher oder später definitiv an kritische Grenzen. Dann hat man schnell 110-120 Grad an den LED statt 80 Grad. Da funktionieren die LEDs zwar noch, aber laut Datenblätter der LED-Hersteller bewegt man sich hier definitiv an einer kritischen Grenze. Im sommer kann das ganze dann schnell ein "heißes Eisen" werden.

Ich mach mir aber auch mal den Spaß und hole mir mal so eine LED-Röhre, wenn der Hersteller so mutig ist und damit wirklich auf den Markt kommt. Wenn sie das technisch alles wirklich gelöst haben, ziehe ich meinen Hut. Aufgrund unserer Erfahrungen und wenn ich mir so die Bilder anschaue (mit dem zusätzlich isolierenden Plastikhautdie 3/4 die Leuchte umschließt) befürchte ich jedoch nichts Gutes.

Bei den Osram LED-Röhren ist es aber auch etwas anderes. Hier hat man nur 12-15 Watt pro Meter LED-Röhre und damit gleich viel weniger Wärmeentstehung. Man bleibt also bewusst von kritischen Grenzen weg. Hinzu kommt noch das in der "normalen" Anwendung (Hausgebrauch) man nur 1-2 LED-Röhren irgendwo einbaut und nicht 6-8 Röhren, wie wir es oft in T5-Leuchten machen. Das sind alles Dinge, die den Unterschied ausmachen...

Gruß
Oliver

..wie Ihr dem Artikel entnehmen könnt, ist auch bereits SERA auf den Zug aufgesprungen

https://www.sera.de/en/product…-x-change-tubes-5957.html

Zitat von CeiBaer

gut, also doch eher ernüchternd? dafür dann viel zu teuer?

...das werden jetzt die diversen Tests und Erfahrungen (wie bei allen neu auf den Markt kommenden Produkten) zeigen müssen.

Sicher wird es auch hier Nachteile und Grenzen in der Anwendung geben, wie überall....

Aber trotz allem eine interessante Entwicklung. Das eigentlich spannende daran finde ich die Kombinationsmöglichkeit T5 / LED und das eben dann auf ganzer Länge.

Mal schauen wo die Reise hingeht...

Sowohl der Threadstarter (was ich verlinkt hatte) als auch unsere bekannten Messgurus, werden sich sicher der e5 früher oder später annehmen, zumal ja noch mehr Farben auf den Markt kommen sollen.

Gruss

Immo

aber auch der kringeleffekt verschwindet mit verwendung von folie...

und für den preis der e5 röhre bekomme ich auch 3 gute t5 röhren.

Zitat

Bleibe ich bei T5 laufe ich Lichttechnisch immer an der Grenze.

Das ist (bei guten T5-Leuchten) eigentlich überhaupt nicht so. Hast du mal PAR-Messugen in deinem Becken gemacht ? Wer sein Becken flächig mit T5 ausleuchtet läuft an keiner Grenze. Eher das Gegenteil. Bei 80cm x 55cm kannst du auch locker 8 Röhren drüber machen. Unsere 8-fach Sunpower ist z.B. 44cm breit. Klar, die länge von 80cm ist etwas unglücklich, da man bei 90cm Länge auf die 39 Watt Röhren wechseln könnte, aber eine flächige und intensive Beleuchtung deiner Korallen bekommt man mit T5 allemal hin, was auch tausendfach schon bewiesen ist.
So sind z.b. bei der "Tank of the Month" -Liste im größten englischen Forum (ultimte Reef) über 50% mit T5-beleuchtet:
http://www.ultimatereef.net/TOTM/2014_oct/
http://www.ultimatereef.net/TOTM/2014_february/
http://www.ultimatereef.net/TOTM/2014_sept/
http://www.ultimatereef.net/TOTM/2013_november/
Die Liste könnte man unendlich fortsetzen.

Man darf aber übrigens nicht den Fehler machen und ein 1,8x1,8 großes Schaubecken mit einer Grundfläche von immerhin 3,2 qm einfach 1:1 auf kleinere typische Aquariengrößen übertragen. Man hat bei der extrem großen Grundfläche automatisch ganz andere Voraussetzungen um Korallen allseitig zu bestrahlen. Das ist reine Physik und hat nicht nur etwas mit der Art der Leuchte zu tun. Hier kommen also nach andere Faktoren ins Spiel. Wenn ich über eine große Grundfläche einen riesigen leuchtenden Himmel habe, können Korallen hierdurch automatisch viel besser auch seitlich angestrahlt werden, als wenn man z.B. nur ein 50cm breites Becken mit wenigen Röhren hat. Hier mal eine Grafik zur Verdeutlichung:

Zitat

jedoch habe ich das Gefühl, dass es für das Wachstum besser wäre wenn noch zwei Lampen zusätzlich drüber wären.

Und da liegst du vermutlich gar nicht so verkehrt.
Mal ein kleiner Rückflug zu diesem Thema:
Als wir vor 16 Jahren angefangen haben mit der T5-Beleuchtung war die erste Entwicklung ein T5-Doppelbalken.
Allerdings hatte ich die T5-Doppelbalken gleich am Anfang so konstruiert, das die Reflektoren lückenlos aneinander liegen. Denn nur so bekomme ich genügend T5-Röhren über den Becken um einen geschlossenen, leuchtenden Himmel und eine ausreichende Lichtintensität zu bekommen. Der Röhrenabstand war damals schon nur 7,5-8cm. Überprüf mal deinen aktuellen Röhrenabstand.

Später haben wir dann einen T5-Powerbalken rausgebracht um den Röhrenabstand auf 5cm zueinander zu verkleinern. Durch den geringeren Abstand der T5-Röhren zueinander konnten dann Lichtintensitäten erzeugt werden, die ca. 50-60% höher waren als mit Doppelbalken. Das war der eigentliche Durchbruch von T5 in der Meeresaquaristik, die bis dato von HQI dominiert wurde. Du hast leider Leuchtbalken mit einem deutlich größeren Röhrenabstand über dein Becken und bist daher weit unter den Möglichkeiten von T5. Ein weiterer Nachteil des großen Röhrenabstandes ist die schlechtere Farbmischung. Man hat dann dicht unter der Wasseroberfläche immer Zonen wo die Lichtfarbe der jeweiligen T5-Röhre dominiert.

Wir sind daher später dazu übergegangen solche Leuchtbalken gar nicht mehr zu produzieren, da Sie eben viele Kompromisse für ein typisches Aquarium bedeuten.

Die Entwicklung war also: T5-Doppelbalken (7,5cm Röhrenabstand) ---> T5-Powerbalken (5 cm Röhrenabstand) ---> Sunpower (5cm Röhrenabstand + aktiver Kühlung +Silberreflektoren).
Die letzte Entwicklungsstufe erzeugt ca. 100% mehr Licht pro Fläche als die erste.

Gruß
Oliver

Hallo Oliver,

Vielen dank für die ausführliche Erklärung. Genau aus diesem Grund habe ich über meinem derzeitigen Becken auch eine 6x39W T5 Sunpower auf eine Fläche von 90x50(x34), allerdings nur mit 60% Leistung . Für die Ausleuchtung natürlich Top .

Was ich mich aber hier aktuell frage . Ich stehe kurz vor dem Röhrenwechsel und man soll ja eigentlich einige Tage / Wochen auf 100% einbrennen . Wie sollte man das in so einem Fall machen ? Der Stress für die Korallen wäre ja viel zu hoch, neue Röhren + von 60 auf 100%.

Würde mich über eine Antwort freuen.

LG
Michael

Hallo zusammen,

Sehr interessante Diskussion hier...
Einen wesentlichen Aspekt vermisse ich aber schon, da bei der Ausleuchtungsdiskussion immer die Grenzfläche Luft-Wasser mit zu berücksichtigen ist, was nicht getan wird ! Und da ist es nun mal so dass man bei der Aquarienbeleuchtung von einem optisch dünnen Medium (Luft, n=1) ins optisch dichtere Medium Wasser (n=1,34) geht. Das hat zur Folge dass ein einfallender Lichtstrahl zum LOT hin gebrochen wird d.h. der Einfallswinkel verringert sich, und das nicht zu knapp! Nimmt man den Extremfall eines streifenden Lichteinfalls an (d.h. Einfallswinkel 90°), dann ist der Strahl im Wasser nur noch ca. 50° abgelenkt. Eine seitliche Beleuchtung von Korallen durch direkte Bestrahlung von oben geht also auch bei flächiger Beleuchtung nur bis da. 40°. Ein kleines Bild zur Illustration :

Eine richtige seitliche Beleuchtung geht also nur sehr eingeschränkt.

Die schöne Illustration von Oliver zum Unterschied der Beleuchtungsbereiche von schmalen vs. Breiten Lampen zeigt unter Einbeziehung der Brechung dann die Problematik noch viel deutlicher.

In diesem Zusammenhang :

@ Sandy (Beitrag #11)
Totalreflexion geht nur beim Übergang vom optisch dichten ins optisch dünne Medium ! Bei Luft ins Wasser gibt es keineTotalreflexion und bei LED Öffnungswinkeln von 90° (d.h. Einfallswinkel 45°) ist der Öffungswinkel unter Wasser nur noch ca. 60°

Beste Grüße
Bernhard

und das ändert sich auch nicht durch eine bewegte wasseroberfläche?

wie verhält es sich bei diffusem licht? dort kommen die strahlen, anders als bei einer gerichteten lichtquelle, praktisch fast aus allen winkeln.

p.s. die grafik ist nicht sichtbar.

uups, kämpfe noch etwas mit dem editor....

Hoffe jetzt klappts.

Oberflächenwasserbewegung hilft natürlich schon, da dann ja der Einfallswinkel kleiner wird. Aber so große Wellen hat wohl kaum jemand im Becken.
Diffuses Licht das von oberhalb der Wasseroberfläche kommt ändert erstmal nichts. Dort ist aber die Intensität unter größeren Einfallswinkeln eben relativ gesehen größer. Interessant ist wenn im Wasser durch Streuung diffuses Licht erzeugt wird, dann gibt es Bestrahlung aus allen Richtungen. Und das passiert ja auch wohl im Meer (Schatten werden mit zunehmender Tiefe diffuser).

Beste Grüße
Bernhard

Hallo,

Michael
es genügt völlig, wenn Du die Röhren 2 Tage bei 100% einbrennst. Du kannst das ja auch durchaus auf 2 Kanäle aufteilen. Also erst zwei Tage einen Kanlal neue Röhren rein und die auf 100% stellen und danach dann den nächsten Kanal mit den entsprechenden Röhren neu bestücken und bei 100% einbrennen lassen. So ist der Übergang am geringsten.
Das "Einbrennen" bei 100% macht man übrigens nur um die Lampe zu stabilisieren, damit Sie auch bei niedrigen Dimmzuständen noch sauber zündest. Wenn deine neuen Röhren direkt sauber zünden und langsam hochdimmen, kann man auch auf das Einbrennen verzichten. Bei Röhren bis 54Watt ist dies zu 99% aus unserer Erfahrung der Fall.

Bernhard
schön das du hier dein Wissen mit einbringst. Ich habe bisher aus Gründen des einfachen Verständnisses auf eine genauere Illustration, die auch die Lichtbrechung zum Lot beinhaltet, verzichtet. Aber natürlich wird die Problematik hierdurch noch weiter verstärkt oder der Nutzen von großflächigen Leuchten in Bezug auf eine seitliche Bestrahlung von Korallen noch erhöht. Besten Dank jedenfalls für deine ergänzenden Grafiken.

CeiBaer

Zitat

und das ändert sich auch nicht durch eine bewegte wasseroberfläche?

Der natürliche Wellengang im Meer führt natürlich zu einer ständig anders ausfallenden leichten Lichtablenkung. Daher ja auch die tanzenden Kringel im flachen Wasser. Nur können wir natürlich keinen Wellengang wie im Meer bei uns abbilden.
Das Licht wird aber auch auf dem Weg durch das Wasser durch kleinste Partikel leicht abgelenkt und hierdurch immer diffuser. Licht verhält sich im Medium Wasser ganz anders als in der Luft. Daher ist es ja auch in 5-10 Meter Meerestiefe wesentlich diffuser. Und das auch bei Sonnenschein. Und genau aus diesem Grund müssen wir mit unseren Leuchten ein wenig "tricksen",um unseren Korallen ein Licht-Szenario zu bieten, welches Sie auch aus der Natur kennen. Daher kamen schon immer meine Hinweise auf die "flächige Bestrahlung" oder wie hier auf grundsätzliche Dinge zum Thema schmale Becken vs. breite Becken.

Bernhard sagt übrigens hier etwas ganz entscheidendes:

Zitat

...Dort ist aber die Intensität unter größeren Einfallswinkeln eben relativ gesehen größer.

Bei diffusem Licht fällt insgesamt (relativ gesehen) mehr Strahlung mit einem größeren Einfallswinkel auf das Wasser, was wiederum dazu führt das mehr Photonen das seitliche Korallengewebe treffen können und somit photosynthtisch nutzbar werden. Es besteht also eine höhere biologische Verfügbarkeit, wenn die Strahlungsausrichtung diffuser ist. Die nach oben wachsenden Äste von Acros, können dann z.B. auch mit Ihrem gesamten seitlichem Gewebe (Epidermis) viel mehr Licht absorbieren.
Oder anders ausgedrückt. Eine Koralle kann mit Ihrer gesamten Oberfläche bei diffuserem Licht wesentlich mehr Licht aufnehmen und als Energiequelle nutzen. Sehr gerichtetes Licht verringert die Möglichkeit der Koralle das Licht mit Ihrem Gewebe zu nutzen. Das ist über Wasser völlig anders und auch der Grund warum Landpflanzen es teilweise gelernt haben Ihre Blätter zum sehr gerichtetem Sonnenlicht auszurichten.

Gruß
Oliver

ich habe mal unter die x1 ne diffusionsfolie gemacht.

der unterschied der lichtverteilung ist schon enorm. allerdings müsste aber auch mit mehr leistung gefahren werden und die lampe könnte viel tiefer. sieht man auf den bildern sehr gut. schön auch an der wand zu erkennen, dass das licht breiter verteilt wird und verloren geht. jetzt müssten wohl wieder reflektoren genutzt werden.

ohne folie:

mit folie:

CeiBaer
schöner Versuch. Man sieht gut wieviel seitliches Streulicht nicht zum Ziel, sondern in der Wohnung (Wände) verteilt wird. Ähnlich verhält es sich übrigens wenn man die Reflektoren abschraubt. Auch da geht zuviel seitliches Streulich ungenutzt verloren. Viele denken ja, das es ohne Reflektoren besser sei. Tatsächlich verliert man dann locker 30% an Intensität in einem breiten Bereich unterhalb der Leuchte, was die Effizienz der Leuchte erheblich mindert. Wir haben das intensiv in unserem Labor getestet.
Unsere Reflektoren sind übrigens genau so berechnet, das sie das extrem seitliche Streulicht (100 -160 Grad Abstrahlwinkel) einfangen und ins Aquarium lenken. Hierdurch wird dieses sonst verlorene Licht wieder genutzt und geht nicht ungenutzt verloren. Unter dem Strich wird so einfach mehr Energie zum Ziel (Aquarium) gelenkt. Geblendet wird man dadurch übrigens auch weniger. Trotzdem ist der Abstrahlwinkel bei unseren Reflektoren aber so groß (ca. 90-100 Grad) das man noch eine gute Flächenausleuchtung hat und keine "Hotspots" entstehen, wie es früher häufig bei der Verwendung von Linsen der Fall war.

Es kommt also immer auf die exakte Aufgabe eines Reflektors an und wie dieser berechnet ist. Daher kann man nicht pauschal sagen das Reflektoren schlecht seien, wie es in letzter Zeit teilweise immer wieder behauptet wird.

Entferne aber bitte die Diffusionsfolie wieder von der Sirius, da das Plexiglas hierdurch zu heiß werden könnte.

Gruß
Oliver

ist bereits geschehen. also das entfernen.

es geht wirklich ne menge licht verloren durch die diffusion.

Hallo Zusammen,

sehr interessantes Thema, finde das Licht meiner AI über meinem 50L Becken recht "hart" (Schattenkanten) und überlege dies mit einer Diffusionsfolie abzumildern. Genug zusätzliche Power sollte ja vorhanden sein, kann sie leider nicht höher hängen als die aktuellen 10cm.

Wäre dies sinnvoll und wenn ja welche Folie könnt ihr empfehlen?

MfG nils