Thoma, Felix Alexander JosefSchünemann, DanjaNowaczyk, MarcMutz, AnnikaAnnikaMutz2022-11-222022-11-222020https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/428993Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich im kleinen Maßstab mit der Integration eines dynamisch geregelten LED Belichtungssystems auf Basis eines Chlorophyllfluoreszenzparameters zur potenziellen Integration in den Bereich der Pflanzenkultivierung. Der Wechsel von traditionellen Natriumhochdrucklampen (HPS-Lampen: high pressure sodium lights) zu Leuchtdioden (LED: light emitting diode) bietet nicht nur ein Energieeinsparungspotenzial, sondern auch die Möglichkeit einer individuellen, an pflanzliche Bedürfnisse angepassten Belichtungsregelung. Die Chlorophyllfluoreszenz ist ein gängiges Werkzeug, um nicht-invasiv verschiedene Parameter zu ermitteln, die Aufschluss über die Effizienz der pflanzlichen Lichtverarbeitung und damit über die Pflanzengesundheit im Allgemeinen geben können. Um einen geeigneten Regelungsparameter zu ermitteln, wurde die Entwicklung verschiedener Chlorophyllfluoreszenzparameter unter unterschiedlichen Versuchsbedingungen wie wechselnde Lichtbedingungen und verschiedene Messintervalle an Levisticum officinale getestet. Als geeigneter Parameter hat sich die effektive Quantenausbeute des Photosystems II (PSII) YII herausgestellt. In Kombination mit einem P-Reglerbasierten Script zur Remotesteuerung der LED erfolgte die kontrollierte Annäherung an einen gewünschten Sollwert und gewährleistete konstante Werte für eine Belichtungsperiode von 16 h. Neben der Steuerung über den YII erwies sich die Überwachung des Parameters NPQ (non photochemical quenching) als sinnvoll, um potenzielle Stressfaktoren auf die Pflanze zu analysieren. Das vorliegende Konzept der dynamischen Belichtungssteuerung zeigte sich vielversprechend für den Einsatz in künstlich beleuchteten „Pflanzenfabriken“, deren Nutzung durch die Umstrukturierung der traditionellen Landwirtschaft auf dem Vormarsch ist. Insbesondere das aktuelle Bestreben, auch urbane Räume als potenzielle Produktionsflächen zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung umzustrukturieren, verdeutlicht die Notwendigkeit zur effizienten Umrüstung herkömmlicher Anbausysteme.deLEDKultivierungPflanzeEnergieeinsparpotenzialLandwirtschaftErnährungssicherungmaster thesis