Zusammenhang zwischen Beckenhöhe und Beleuchtungsintensität

[imkermeister]

Hallo,
ich bin auf der Suche nach einer neuen Beleuchtungslösung für ein 360l Becken mit einer Höhe von 60cm. In dem Zusammenhang bin ich hier auf den komfortabelen Lichtintensitätsrechner gekommen. Was mich in diesem Zusammenhang etwas irritiert ist die unabhängig von der Beckenhöhe pauschale Angabe von lm/l bzw. W/l.

Die Beckenhöhe müßte doch einen entscheidender Faktor für die Lichtmenge sein, die bei den Pflanzen letztendlich ankommt. Mal salopp ausgedrückt würde ich mein Becken drehen können, dann hätte ich eine Höhe von 1,2m und eine Grundfläche von 0,5 x 0,6m bei gleicher Lichtintensität? Ich kann mir das schlecht vorstellen........

Leider finde ich dazu überhaupt keine Angaben. Kann mir hier jemand helfen?

 

[Roby]

Hallo du "Hallo"

Der Lichtrechner ist nur eine grobe Abschätzung.
Die ganze Sache hängt ja auch noch stark vom Abstrahlwinkel der Lichtquelle ab.
Sollte die Quelle (dank Reflektor, bzw. Linsenoptik) einen nahezu parallele Abstrahlung vorweisen, so ist die Beckenhöhe tatsächlich irrelevant (unterschiedlich Lichtabsorption durch Höhenunterschied vernachlässigbar klein).
LED's ohne Optik/Reflektor strahlen aber z.B. typischerweise 120° ab, hier spielt die Beckenhöhe, Montagehöhe der Leuchte natürlich eine deutliche Rolle.

Dann wäre da noch die Sache mit den Lux vs. Lumen, Wikipedia macht dich schlau ...

LG Robert

 

[Lixa]

Hallo,
Die Formel Lumen/Liter ergibt schon ab 150 L sehr hohe Werte. Darüber wird es noch extremer.
Nimm Lumen/Fläche also Lux. Sofern noch viel Licht daneben geht, passen 10 000 Lux. Klares Wasser hilft natürlich bei großer Höhe.

Viele Grüße

Alicia

 

[Andrej]

Hallo Robert,

Sollte die Quelle (dank Reflektor, bzw. Linsenoptik) einen nahezu parallele Abstrahlung vorweisen, so ist die Beckenhöhe tatsächlich irrelevant (unterschiedlich Lichtabsorption durch Höhenunterschied vernachlässigbar klein).

ist doch nicht Dein Ernst?
Gerade bei Aqua-Beleuchtung im Vergleich zum Sonnenlicht ist das schon fast extrem unterschiedlich.

Seitdem ich 1x HeliaLux Spectrum + 1x "LED-Streifen" statt T5-Balken über meinen Becken habe, habe ich keine Glasscheiben gereinigt.
Soviel zu 120 Grad Abstrahlwinkel...

 

[Roby]

Hi Andrej

Ein T5 Strahlt über 360° bei rundherum gleicher Intensität, das wird natürlich durch den Reflektor besser,
aber das Licht welches bei der T5 waagrecht zur Wasseroberfläche strahlt ist genauso stark wie jenes das senkrecht ins Wasser trifft ...

schon fast extrem unterschiedlich

Was soll extrem unterschiedlich sein, ob man nun 50cm oder 60cm Höhe hat?

ist doch nicht Dein Ernst?

Steht ernsthaft in praktisch jedem LED Datenblatt.

120° bedeutet 2x60°, nachdem das Wasser das Licht auch noch zum Lot bricht wird der Winkel im Wasser nochmal kleiner.
Von daher würde das schon passen, das deine Scheiben nicht getroffen werden.

AAAAAber:
Typ 120° Abstrahlwinkel, was bedeutet das die halbe Intensität in diesem Winkelbereich abgestrahlt wird, die andere Hälfte im verbliebenen Bereich von 180°-120°.

Wer es nicht glaubt werfe einen Blick in ein Datenblatt:
Samsung

LG Robert

 

[Wuestenrose]

'N Abend...

Typ 120° Abstrahlwinkel, was bedeutet das die halbe Intensität in diesem Winkelbereich abgestrahlt wird, die andere Hälfte im verbliebenen Bereich von 180°-120°.

Nö. Als (fast idealer) Lambert-Strahler (siehe Diagramm auf Seite 15 des Datenblatts) strahlt eine LED innerhalb ihrer Halbwertsbreite rund 87 % ihres Gesamtlichtstroms ab. Aber auch das ist erst die halbe Wahrheit. Genauer habe ich das da und dort im Forum schon mal ausgeführt.


I.d.S.
Robert

 

[Roby]

Typ 120° Abstrahlwinkel, was bedeutet das die halbe Intensität in diesem Winkelbereich abgestrahlt wird,

Ich korrigiere, 120° Spec. bedeutet im Vergleich zum 0° Mittelstrahl hat der Strahl bei (+/-) 60° die halbe Intensität.
Was dann davon dann auf einer planen Fläche wie auftrifft siehe freundlicher Namenskollege.

LG Robert.

 

[Andrej]

Hi Robert,

Was soll extrem unterschiedlich sein, ob man nun 50cm oder 60cm Höhe hat?

Ja.

Steht ernsthaft in praktisch jedem LED Datenblatt.

So weit ich mich errinere, geht es oft um die Tiefen bis zu 40cm. Aber auch das stimmt nicht. Und wenn man Torf, Medikamente o.ä. hat, dann sowieso nicht. Die Aussage kommt aus der T8- und Pflanzen mit wenig Lichtbedarf Zeiten.
Es kommt immer darauf an, was man pflegt. Aber Unterschied ist nicht zu vernachlässigen.

 

[Roby]

Ja.

Nein, lediglich wenige % Unterschied zwischen 50cm und 60cm wenn es sich um klares Wasser und paralleles Licht handelt.
Ja, wenn viele Farb- und Trübstoffe vorhanden. Wenn es eine dunkle Brühe ist macht es natürlich einen deutlichen Unterschied.
Ja, wenn wir von vielen Metern wie beim tauchen sprechen.

LG Robert

 

[omega]

Hi,

Ja.

jeder kommt auf andere Zahlen.
Krause soll angeblich 50% bei 40cm gegenüber Wasseroberfläche angeben (habe das Buch "Aquarientechnik" nicht).
JBL kommt zwischen 10cm und 50cm auf ca. 33% Restlicht.
Und die Datz wieder auf andere, je nach Leuchte.

Je weitwinkliger eine Leuchte abstrahlt, desto näher liegt die Abnahme der Beleuchtungsstärke am Abstandsgesetz 1/r², desto mehr mehr wird aber auch mit zunehmender Tiefe von den Scheiben reflektiert, sofern sie denn blitzblank sind.
Je stärker eine Leuchte bündelt, desto weiter liegt sie von 1/r² entfernt und desto weniger bis gar nichts wird von den Scheiben reflektiert.

Die Zahlen/Graphen hinter all den hier aufgeführten Links zeigen, daß mit zunenehmender Wassertiefe die Abnahme der Beleuchtungsstärke abnimmt. Dafür verantwortlich sind wohl Reflexionen von den Scheiben.
Die Zahlen wurden mit einzelnen, langen und schmalen Leuchten über einem dafür viel zu großen Aquarium ermittelt. Für eine volle und ausreichend starke Ausleuchtung müßten je nach Leuchte allerdings 2-6 Stück montiert werden. Das ergibt über- oder auch erst unter Wasser Überlappungung und erheblich stärkere Reflexionen von den Scheiben. Am Boden kommt bei z.B. 4 Leuchten dann nicht die 4-fache Beleuchtungsstärke an sondern mehr.

Und Roby-Robert stimme ich zu: bei parallel einfallendem Licht (z.B. Sonne) und klarem Wasser kann man die Abnahme der Beleuchtungsstärke zwischen 50 und 60cm Tiefe vernachlässigen.

Dort hat jemand auch gemessen, unter Sonnenlicht. Dort ist angegeben, daß die Beleuchtungsstärke nicht nach 10, 20 oder 40 Zentimetern um die Hälfte abnimmt, sondern nach 10 Metern!

Grüße, Markus

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Je weitwinkliger eine Leuchte abstrahlt, desto näher liegt die Abnahme der Beleuchtungsstärke am Abstandsgesetz 1/r², …

Nö. Da die Fläche immer mit dem Quadrat des Abstands zunimmt, unabhängig vom Abstrahlwinkel der Leuchte, gilt auch das quadratische Abstandsgesetz unabhängig vom Abstrahlwinkel.

Dort ist angegeben, daß die Beleuchtungsstärke nicht nach 10, 20 oder 40 Zentimetern um die Hälfte abnimmt, sondern nach 10 Metern!

Bei der Sonne wäre der doppelte Abstand erst nach weiteren 150 Mio. Kilometern erreicht. Daher sind bei Sonnenlicht rein Dämpfung und Streuung für den Rückgang verantwortlich.


Viele Grüße
Robert

 

[Andrej]

Guten Morgen,

Nein, lediglich wenige % Unterschied zwischen 50cm und 60cm wenn es sich um klares Wasser und paralleles Licht handelt.

Bei 60cm wurde da nicht gemessen, aber alleine zwischen 40cm und 50cm sind es schon 33% weniger ! Und zwischen 10cm und 50cm sind es, laut der Messungen, bereits 90% weinger.

Robert & Markus, von welchen "Parallelstrahlung und Kristalklareswasser" spricht Ihr? Wir reden hier nicht von Laborbedienungen von der Firmen JBL & Co. Im Aquarium gibt es Pumpe die für Reflektionen auch zwischen Wasserschichten sorgt und es gibt auch IMMER gelöste "Farb"-Stoffe im Wasser. Sonst wäre es kein Aquarium.

Wenn es eine dunkle Brühe ist macht es natürlich einen deutlichen Unterschied.

Die gibts immer. Mal wesentlich mehr, Mal wesentlich weniger.

Ja, wenn wir von vielen Metern wie beim tauchen sprechen.

Du verwechselst 2 Dinge: 1 - Lichtmenge, bei der man sehen kann und 2 - Lichtmenge, die für Pflanzenwachstum ausreichend ist.
Hast Du schon Fotos / Videos unter Wasser aufgenommen? Das ist nähmlich ein grosser Unterschied was eine GoPro, mit gleichen Einstellungen, an (fast) Oberfläche und in ca. 50cm Tiefe (in der nähe von Äquator) aufnimmt. Für die Augen ist es gleich. Lediglich den Farbfilter braucht man bei der Tiefe (noch) nicht.

JBL kommt zwischen 10cm und 50cm auf ca. 33% Restlicht.

Alleine zwischen 50cm und 60cm fällt noch um 17% ab.

Auch JBL schreibt:

Sehr erfreulich für die Aquarienpflanzen ist die Tatsache, dass in 40 cm Wassertiefe immer noch 131 (bei 2700 K), 122 (bei 4000 K) und 150 PAR (bei 6700 K) messbar sind! Das sind wirklich hervorragende Werte, die den außergewöhnlichen Pflanzenwuchs bei den Aquarianern erklären!

Was meinst Du warum es keine Aquarien im "Consumer"-Bereich mit einer Tiefe mit mehr als 60cm (wobei im Wirklichkeit sind es kaum 50cm Netto) gibt?
Nicht weil man es nicht kann oder weil Silikon nicht hällt.

Und Roby-Robert stimme ich zu: bei parallel einfallendem Licht (z.B. Sonne) und klarem Wasser kann man die Abnahme der Beleuchtungsstärke zwischen 50 und 60cm Tiefe vernachlässigen.

Von Sonnenlich hat er nicht gesprochen. Die Sonne bringt so viel Energie, das selbst bei der Tiefe von z.B. 60cm, mehr an das Ziel ankommt, als beste bezahlbare LED-Leuchte heutzutage liefern kann. Deswegen kann man es auch vernachlässigen.

 

[Wuestenrose]

Mahlzeit…

Bei 60cm wurde da nicht gemessen, aber alleine zwischen 40cm und 50cm sind es schon 33% weniger ! Und zwischen 10cm und 50cm sind es, laut der Messungen, bereits 90% weinger.

Ja, wobei bei den lediglich 5 cm Abstand der Leuchte zur Wasseroberfläche das Abstandsgesetz schon recht gnadenlos zuschlägt. Zudem hat hier jeder Zentimeter Meßfehler beim Abstand erheblichen Einfluß auf das Ergebnis.

Ich habe da schon mal erläutert, daß es besser ist, eine stärker bündelnde Leuchte höher über's Aquarium zu hängen als eine schwächere niedriger.


Viele Grüße
Robert

 

[Andrej]

Mahlzeit Robert,

Zudem hat hier jeder Zentimeter Meßfehler beim Abstand erheblichen Einfluß auf das Ergebnis.

Klar, das hatte ich sogar ohne Wasser, wo ich die Leuchte zwischen 2 Stühlen für die Messung plaziert habe, gesehen.
Und trotzdem traue ich einem Hobby-Aquarianer aus dem Jahr 2011 mehr, als einer "Studie" die vom Händler unter Laborbedienungen durchgeführt / veranlasst wurde.

 

[Roby]

Hi Andrej

Parallelstrahlung

Das die Licht Absorption in dieser Situation kaum eine Rolle spielt hast du in deinen Vorpost ja bezweifelt.
Jetzt bestreitest du, dass es parallels Licht fürs Aquarium geben kann. Gibt es ansatzweise aber wohl (Linsen).

ist doch nicht Dein Ernst?

Kristalklareswasser

Mein AQ-Wasser ist annähend so klar wie Leitungswasser.

Für klares Wasser dürfte die Licht Absorption bei 50cm ca. 4,9%, bei 60cm ca. 5,8% betragen habe versucht das anhand des exponentiellen Absorptions-Gesetz zu überschlagen mit einem Absorptionskoeffizienten von ca. 0,1/m (sichtbares Licht / Wasser)

N(x) = N(0) * Exp(-µ x)
x = Tiefe in [m]
µ = Absorptionskoeffizienten in [1/m], ca. 0,1/m

Hoffe ich habe das Absorptions-Gesetz soweit richtig angewendet

Na ja, (einen klaren) Schnapps drauf - prost.

LG Robert