- Ursprüngliche Anschaffungskosten
- Elektrizitätskosten (Beleuchtung sowie Kühlung)
- Lichtverlust
- Wartungskosten
berücksichtigen.
Wir werden hierbei ebenso eine herstellerunabhängige Rentabilitätsberechnung durchführen und uns auf die wesentlichen Merkmale dieser beiden Lampenarten konzentrieren.
Investitions-Rahmenbedingungen Innenanbau
Es gelten die folgenden Rahmenbedingungen, die der Rentabilitätsberechnung zugrunde gelegt werden:
Merkmal | Merkmalswert |
|---|---|
Pflanze | Cannabis |
Anbaufläche | 900 Quadratmeter (45 m * 20 m) |
Pflanzendichte | 1 Pflanze pro Quadratmeter |
Ziel PPFD | 800 µmol/m²/s |
LED Spezifikationen | |
|---|---|
Durchschnittlicher PPFD | 799 µmol/m²/s |
Watt pro Lampe | 645 W |
Anzahl Lampen | 506 Stück |
Aufhängehöhe | 0,6 m oberhalb der Pflanzenkrone |
MHL / NDL Spezifikationen | |
|---|---|
Durchschnittlicher PPFD | 822 µmol/m²/s |
Watt pro Lampe | 1000 W |
Anzahl Lampen | 462 Stück |
Aufhängehöhe | 1,2 m oberhalb der Pflanzenkrone |
Anschaffungskosten
Sie haben es wahrscheinlich auch schon gehört, daß LED Leuchten ursprünglich höhere Anschaffungskosten verursachen als MHL / NDL. Bei einem direkten Vergleich von LED Leuchten und MHL / NDL stellen Anschaffungskosten jedoch nur einen Teil der Rentabilitätsberechnung Ihrer Investition dar.
Bitte berücksichtigen Sie jedoch hierbei, daß in Deutschland bestehende Technologieförderprogramme, die bis zu 20% der Anschaffungskosten übernehmen, in diesem Aufsatz nicht berücksichtigt werden. Weitergehende Details zur Bundesförderunng für effiziente Gebäude können Sie hier entnehmen.
Es ergeben sich folgende Anschaffungskosten:
LED | MHL / NDL | |
|---|---|---|
Anzahl Lampen | 506 | 462 |
Stückpreis Lampe | 766 EUR / Stück | 268 EUR / Stück |
Gesamtkosten (vor Förderprogramm Rabatt) | 387.596 EUR | 123.816 EUR |
Die ursprünglichen LED Anschaffungskosten vor einem möglichen Förderprogramm Rabatt sind damit ungefähr 3 mal so hoch als MHL / NDL bei gegebenem PPFD Zielwert.
In diesem Beispiel sind die LED bezogenen Anschaffungskosten um 263.780 EUR höher als die MHL / NDL Anschaffungskosten.
Elektrizitätskosten Beleuchtung
Elektrizitätskosten sind unter den größten Kostenverursachern eines Gewächshauses vertreten. Wir berücksichtigen zunächst den erforderlichen Energiebedarf für Beleuchtungszwecke. Dies ist ebenso für einen Vergleich von LED und MHL / NDL innerhalb laufender Betriebskostenanalyse erforderlich.
LED | MHL / NDL | |
|---|---|---|
Täglicher Einsatz (Std) | 12 Stunden / Tag | 12 Stunden / Tag |
Jährlicher Einsatz (Std pro 365 Tage) | 4.380 Stunden / Jahr | 4.380 Stunden / Jahr |
Watt | 326.370 W | 462.000 W |
Jährlicher Kilowattverbrauch Beleuchtung | 1.429.501 kWh | 2.023.560 kWh |
Durchschnittspreis kWh | 31 Cent / Kilowattstunde | 31 Cent / Kilowattstunde |
Jährliche Elektrizitätskosten Beleuchtung | 443.145 EUR / Jahr | 627.304 EUR / Jahr |
Bzgl. laufendem Elektrizitätsverbrauch überzeugen LED Leuchten. LED Leuchten verbrauchen 30 bis 40% weniger Energie als MHL / NDL Leuchten bei gleicher abgegebener Lichtmenge.
In diesem Beispiel sind die LED bezogenen Elektrizitätskosten für Beleuchtungszwecke um 184.159 EUR niedriger als die entsprechenden MHL / NDL Elektrizitätskosten.
Elektrizitätskosten Kühlung
Grundsätzlich erzeugen sämtliche Lichtquellen Wärme. Je mehr Wärme erzeugt wird, desto mehr Energie wird gebraucht, um eine bestimmte Lichtmenge zu produzieren. Und umso mehr Wärme von der Lichtquelle abgestrahlt wird, desto mehr Energie wird wiederum benötigt, um die höhere Temperatur im Gewächshaus zu reduzieren.
Ein weiteres Problem von starker Wärmeemission ist die Beschädigung von Pflanzen. Lampen, die hohe Wärme abstrahlen, müssen von Pflanzen ferngehalten werden, um z.B. Blattverbrennungen durch Hitze zu vermeiden. Dies bedeutet also, daß Lampen mit hoher Wärmeemission weiter entfernt von den Pflanzenkronen angebracht werden müssen. Dies kann dann zu höheren Decken in Gewächshäusern führen, was wiederum zusätzliche Betriebskosten verursachen kann.
MHL / NDL generieren weitaus mehr Wärme als LED Leuchten bei gleicher Lichtmenge. LED Leuchten verbrauchen daher nicht nur weniger Elektrizität bzw. Energie, sie erzeugen auch weniger Wärmestrahlung. LED Leuchten können daher in unmittelbarer Nähe zu den Pflanzen angebracht werden ohne das die Pflanzen durch Wärme beschädigt werden. Das bedeutet ebenso, daß im direkten Vergleich mit HPS Leuchten weniger Kühlaufwand entsteht, um die Temperatur im Gewächshaus zu reduzieren.
Zur Berechnung der Elektrizitätskosten für die erforderliche Kühlung wird folgende Annahme getroffen: Für alle 3 Beleuchtungs-Kilowattstunden wird 1 Kilowattstunde für Kühlungszwecke benötigt.
LED | MHL / NDL | |
|---|---|---|
Jährlicher Kilowattverbrauch Beleuchtung | 1.429.501 kWh | 2.023.560 kWh |
Jährlicher Kilowattverbrauch Kühlung | 476.500 kWh | 674.520 kWh |
Durchschnittspreis kWh | 31 Cent / Stunde | 31 Cent / Stunde |
Jährliche Elektrizitätskosten Kühlung | 147.715 EUR / Jahr | 209.101 EUR / Jahr |
In diesem Beispiel sind die LED bezogenen Elektrizitätskosten für Kühlungszwecke um 61.386 EUR niedriger als die entsprechenden MHL / NDL Elektrizitätskosten.
Lichtverlust
Die Lichtintensität von LED, MHL / NDL und anderen Lichttechnologien nimmt mit zunehmender Einsatzdauer stetig ab. Die Abnahme der Lichtintensität ist wird u.a. durch Abnutzung, Verschmutzung oder gar Stromspannungsschwankungen verursacht. Dies ist auch unter dem Begriff „Lichtverlust-Faktor“ („Light Loss Factor“) bekannt. Der „Lichtverlust-Faktor“ muß generell bei der Beurteilung der Lichtleistungseffizienz von Lichtquellen berücksichtigt werden.
Der Abnahme der Lichtintensität kann z.B. durch Wechseln der Lampen oder Reinigung der Reflektoren entgegengewirkt werden.
Die folgende Abbildung vergleicht den Photonenfluß verschiedener Lichtquellen in Abhängigkeit von der Betriebsdauer:
Die Abbildung verdeutlicht jedoch die rasche Abnahme der Lichtintensität von MHL / NDL im Vergleich zu LED.
Wartungskosten Lampen / Reflektoren
MHL / NDL haben eine geringere Produktlebensdauer und müssen teilweise nach 10.000 Stunden ersetzt bzw. ausgetauscht werden. Dies ist innerhalb unseres Vergleichs von LED und MHL / NDL ein wesentlicher Faktor, der im Rahmen unserer Rentabilitätsberechnung ebenfalls berücksichtigt werden muß.
LED | MHL / NDL | |
|---|---|---|
Anzahl Lampen | 506 Stück | 462 Stück |
Lampenkosten pro Stück | 0 EUR / Stück | 59 EUR / Stück |
Reflektorkosten pro Stück | 0 EUR / Stück | 37 EUR / Stück |
Jährliche Wartungskosten | 0 EUR / Jahr | 44.352 EUR / Jahr |
Arbeitskosten Installation
Auch wenn es letzten Endes „nur“ darum geht, Lampen oder Reflektoren nach einer gewissen Betriebsdauer auszutauschen, es fallen hierbei auch Installationskosten an, die innerhalb unserer Rentabilitätsberechnung mitberücksichtigt werden müssen.
Bei dem Ersatz und Austausch von MHL / NDL fallen daher auch Arbeitskosten an. Darüber hinaus entsteht neben den erforderlichen Wartungsarbeiten auch ein temporärer Betriebsausfall.
LED | MHL / NDL | |
|---|---|---|
Anzahl Lampen | 506 Stück | 462 Stück |
Arbeitskosten pro Stück | 0 EUR / Stück | 10 EUR / Stück |
Jährliche Arbeitskosten | 0 EUR / Stück | 4.620 EUR / Jahr |
Zusammenfassung Investitionsrechnung
Während sich MHL / NDL durch geringere anfängliche Investitions-Anschaffungskosten auszeichnen, sind LED Leuchten effizienter, stellen bessere Lichtqualität dar, strahlen weniger Hitze ab und erfordern ebenso einen geringeren Wartungsaufwand. Außerdem halten Sie länger und können bis zu 50.000 Stunden bei einem normalen durchschnittlichen Betrieb eingesetzt werden.
Die LED Anschaffungskosten waren um 263.780 EUR höher als die MHL / NDL Anschaffungskosten.
Wir hatten folgende jährlichen LED Ersparnisse ermittelt:
LED Ersparnisse | Betrag |
|---|---|
Ersparnis Elektrizitätskosten Beleuchtung | 184.159 EUR / Jahr |
Ersparnis Elektrizitätskosten Kühlung | 61.386 EUR / Jahr |
Ersparnis Wartungskosten | 44.352 EUR / Jahr |
Gesamt-Ersparnis | 289.897 EUR / Jahr |
