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Horticulture | Karriere November 2020 neo 11 Würth Elektronik ist 2011 mit einer eigenen LED-Sparte in die Entwicklung von LEDs eingestiegen gegen den etablierten Wettbewerb Es galt daher innovative und nachhaltige Technologien als Markt zu erschließen Die LED-Sparte von Würth Elektronik hat daher in ein Thema besonders investiert Horticulture-LEDs Künstlich beleuchtete Gewächshäuser in geschlossenen Räumen mit geschlossenem Wasserkreislauf als hoch effiziente Anzuchteinrichtung und Nahversorgung in Ballungsräumen sind ein faszinierender Trend Durch gesunkene Preise und technische Weiterentwicklung verdrängen Leuchtdioden andere Leuchtmittel im Indoor-Anbau weil sie klein robust langlebig und energieeffizient sind Neben den wirtschaftlichen Argumenten ist es vor allem die Möglichkeit Licht spezifischer Wellenlängen zu emittieren die das ungeheure Potenzial ausmachen das LEDs für einen Intensivgartenbau haben Würth Elektronik hat LEDs im Angebot die gezielt Licht in einem Bereich von 400 bis 700 nm erzeugen der von Pflanzen für die Photosynthese gebraucht wird Pflanzen haben aber auch Photorezeptoren die zum Beispiel Wachstumsrichtung oder Blütenöffnung steuern Man darf sich bei den LEDs nicht auf rot und blau beschränken auch wenn sie das meiste Futter liefern Dunkelrotes Licht Far Red Light mit 720 bis 740 nm zum Beispiel das sich im Infrarotspektrum befindet beeinflusst die Keimung und kann die Blütezeit von Pflanzen verkürzen aber auch im Rahmen der Schattenflucht das Längenwachstum fördern Ungewöhnliche Stellenanzeige Die Beschäftigung mit der Anwendung dieser speziellen LEDs nahm man bei Würth Elektronik sehr ernst was sich an einer für einen Hersteller elektronischer und elektromechanischer Bauelemente ungewöhnlichen Personalentscheidung zeigt Würth Elektronik suchte 2017 einen Business Development Manager Das Profil dieser Stellenausschreibung passte perfekt auf Johann Waldherr einen Biologen und Agrarwissenschaftler der sich bereits während seines Studiums mit dem Pflanzenwachstum unter künstlicher Beleuchtung befasst hatte Die Aufgabe die Sparte Horticulture-LEDs auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse zur Steuerung des Pflanzenwachstums auszubauen Das Ziel das Knowhow zum effizienten Einsatz der Produkte mitliefern zu können Das Horticulture-Team nahm Kontakt mit der Technischen Universität München TUM auf um die Möglichkeiten einer Kooperation zur Nutzpflanzenbeleuchtung zu prüfen Ziel war es mit unseren Horticulture-LEDs eigene Pflanzenversuche durchzuführen und dadurch wissenschaftlich verifizierte Ergebnisse zu erhalten erklärt Johann Waldherr Das Gewächshauslaborzentrum Dürnast der TUM war interessiert und ein erstes Projekt wurde umrissen Es sollte darum gehen das Blühverhalten von Tomaten zu steigern und in lichtarmen Monaten zu induzieren um so einen ganzjährigen Anbau zu ermöglichen Gemeinsam wurden die optischen Parameter bestimmt also welche Wellenlängen benötigt werden und wie der Ziel-Output der Leuchte für die Versuche aussehen sollte Da es ja auch um die Erforschung der eigenen LEDs gehen sollte war klar Die Leuchte für die TUM wird als abteilungsübergreifendes Projekt bei Würth Elektronik selbst gebaut Johann Waldherr berichtet Als erstes führten wir im LED-Team unsere Berechnungen für das Spektrum und den Ziel-Output durch Hierfür verwendeten wir den in unserem Onlinesimulationstool REDEXPERT integrierten Horticulator Insgesamt wurden in einer Leuchte 60 Hyper-Redund jeweils 48 Stück FarRedund Deep-Blue-LEDs verwendet Anhand dieser Berechnung konnten wir nun die Ansteuerung planen Von der Bachelorarbeit zum Produkt Die Herausforderung über vier Kanäle die einzelnen Farben separat anzusteuern war bereits vorher bewältig worden Das verwendete Referenzdesign der Multicolor-Ansteuerung ist das Ergebnis der Bachelorarbeit des damaligen Studenten Alexander Zeller der heute als Application Engineer in der Magl³C Power Division von Würth Elektronik arbeitet Eine der technischen Herausforderungen war ein EMVgerechtes Dimmen einzelner LED-Stränge zu ermöglichen bei dem sich die emittierte Wellenlänge nicht verändert Der Stand der Technik für das Dimmen ist die Pulsweitenmodulation sagt Alexander Zeller Der gepulste Strom des PWM-Signals kann allerdings elektromagnetische Interferenzen mit anderen Teilen des Systems erzeugen Dies in den Griff zu bekommen war kein Problem in einem Unternehmen das über ein großes Portfolio an EMV-Bauelementen und das dazugehörige Knowhow verfügt Die Ansteuerung für die Lampen in der TUMKooperation mittlerweile allgemein als Development Board erhältlich war ein abteilungsübergreifendes Projekt Das kompakte Design des Boards wird unter anderem durch die MagI³C-PowerModule als LED-Treiber ermöglicht Dabei handelt es sich um ein Bauteil das DC DCSchaltregler mit Regler-ICs und passiven Komponenten wie Leistungsinduktivität Kondensatoren und Widerständen als Systemin-Package integriert Alexander Zeller arbeitet in der Sparte Powermodule zählt aber gleichzeitig zum Horticulture-LED-Team Er sagt So was freut einen doch Mein Design aus der Bachelorarbeit hat die Leuchten für die gemeinsame Forschung mit der TU München möglich gemacht und jetzt führt es in Form eines Development Kits Entwickler von Horticulture-Lighting-Applikationen schneller zum Erfolg Mehr Blüten in kürzerer Zeit Würth Elektronik arbeitet in vielen Bereichen mit Universitäten zusammen aber die Kooperation mit der TU München ist wie der Forschungsgegenstand besonders nachhaltig Hier wird gemeinsam Grundlagenforschung betrieben Mit 14 Pflanzenwachstumskammern haben wir bei uns am Würth-ElektronikStandort Waldenburg zusätzlich eine eigene Lichtrezeptforschung in der Insgesamt wurden in einer Leuchte für das Wchstum einer Tomatenpflanze 60 Hyper-Redund jeweils 48 Stück Far-Redund Deep-Blue-LEDs verwendet Quelle Würth Elektronik