Hybrid-Modus (Supplemental LED im Gewächshaus)
Kurzdefinition
Hybrid-Modus verbindet kostenloses Sonnenlicht (Gewächshaus) mit präziser LED-Ergänzung bei DLI-Defizit. Ökonomischer Break-even liegt bei natürlicher DLI ≥10–15 mol/m²/d (Mai–September für 45–50°N). Gewächshauser sparen 60–75% Energie vs. Indoor. CO₂-Anreicherung verdoppelt das PPFD-Sättigungslimit und macht supplemental LED erst voll effizient.
Wissenschaftliche Beschreibung
DLI-Jahresverlauf und Supplemental-Bedarf (50°N)
| Monat | Außen-DLI (mol/m²/d) | Gewächshaus-DLI (60% Transm.) | Defizit zum Ziel 43,2 |
|---|---|---|---|
| Dezember | ~5 | ~3 | ~40 |
| März | ~20 | ~12 | ~31 |
| April | ~30 | ~18 | ~25 |
| Juni | ~50 | ~30 | ~13 |
| September | ~25 | ~15 | ~28 |
Supplemental LED PPFD-Berechnung
Formel: PPFD_supplement = (DLI_Ziel − DLI_Gewächshaus) / (Belichtungsstunden × 0,0036)
Beispiel April (50°N): - DLI_Gewächshaus: ~18 mol/m²/d - Defizit: 43,2 − 18 = 25,2 mol/m²/d - Belichtungsstunden: 12h - PPFD_supplement = 25,2 / (12 × 0,0036) = 583 µmol/m²/s → Realistische supplemental LED-Installation; Sonne deckt großen Teil des Tages.
Dezember (50°N): PPFD_supplement = 40 / (12 × 0,0036) = 926 µmol/m²/s → Nahezu Indoor-Vollbeleuchtung; reine Indoor-Kultivierung wirtschaftlicher.
CO₂-Anreicherung als Multiplier
| CO₂-Konzentration | PPFD-Sättigungsgrenze | Auswirkung supplemental LED |
|---|---|---|
| ~410 ppm (ambient) | ~500 µmol/m²/s | LED-Leistung >500 µmol kaum ausgenutzt |
| 800–1.200 ppm | ~1.000 µmol/m²/s | LED-Leistung bis 1.000 µmol effizient |
| 1.200–1.500 ppm | ~1.500 µmol/m²/s | Maximale LED-Ausnutzung |
Schlussfolgerung: CO₂-Enrichment ist Voraussetzung für vollständige supplemental LED-Effizienz. Ohne CO₂ ist LED >500 µmol/m²/s im Gewächshaus Energieverschwendung.
Energievergleich Gewächshaus vs. Indoor
| System | kWh/m²/Jahr (geschätzt) | Ersparnis vs. Indoor |
|---|---|---|
| Indoor (HPS/LED) | 2.050–4.450 | — |
| Gewächshaus Hybrid | 380–1.300 | 60–75% |
| Outdoor | <200 | >90% |
IESO Ontario: Indoor ~2.000–4.000 kWh/kg, Gewächshaus ~500–1.500 kWh/kg → Differenz: CAD 195–325/kg bei 1.000 kg/Jahr-Betrieb.
LED-Spektrum für Hybridmodus
- Full-Spectrum weiß (3000–4000 K): Ergänzt natürliches Tageslichts optimal.
- Rot/Blau-LED: Erzeugt unerwünschte Morphologie (Streckung bei zu viel Rot ohne natürliches Gegenspektrum).
- UV-A/UV-B supplemental: Empfehlenswert bei Polycarbonat-Eindeckung (UV-blockend).
Anbau-Relevanz
- Break-even Mai–September: In diesem Zeitfenster ist Hybrid-Betrieb in 45–55°N wirtschaftlich.
- Tiefwinter-Strategie: Produktionspause oder Indoor-Betrieb; Gewächshaus-Betrieb im Dezember/Januar nur mit vollständiger LED-Ausstattung (= kein Energievorteil).
- CO₂ als Paket mit LED: Beide Investitionen zusammen, nicht einzeln — synergistischer ROI.
Verwandte Begriffe
- gewaechshaus-eindeckung — Eindeckung und PAR-Transmission
- energieeffizienz-indoor — Energievergleich Indoor vs. Gewächshaus vs. Outdoor
- lichtmangel-stress — Auswirkungen unzureichender DLI auf Cannabis
Quellen
- GrowItWithJane: DLI Cannabis (43,2 mol/m²/d Blüte-Zielwert)
- Royal Queen Seeds: Lighting Considerations for Growing Cannabis in a Greenhouse
- IESO Cannabis Backgrounder Ontario: Energieverbrauch Gewächshaus vs. Indoor
Quellen
- https://doi.org/10.3390/agronomy12071492
- Danziger N & Bernstein N (2022): Crop management and abiotic factors -- cannabis cultivation. Agronomy 12(7):1492. doi:10.3390/agronomy12071492