De toekomst is er al. Hij is alleen nog niet op grote schaal verspreid (William Gibson)
De “high powered LED” technologie bestaat pas 10 jaar maar begint langzaam maar zeker aan een opmars in de glastuinbouw. Met LED kunnen hele specifieke licht golflengtes uitgezonden worden waardoor specifieke processen in de plant gestimuleerd kunnen worden. Zo blijkt fotosynthese onder invloed van rood en blauw licht het meest efficient te verlopen en heeft bijvoorbeeld verrood licht invloed op het fytochroom dat bij planten, die afhankelijk zijn van daglengte om in bloei te komen (fotoperiodieke planten), een rol speelt bij het bloeiproces.
Planten gebruiken pigmenten om de energie van het licht op te vangen. In het geval van fotosynthese wordt die energie gebruikt om glucose te maken uit water en koolstofdioxide. De glucose zorgt voor de energievoorziening in de plant. Het werkzame pigment bij fotosynthese is chlorofyl (bladgroen). Pigmenten absorberen bepaalde golflengtes (kleuren) uit het licht spectrum en stoten andere golflengtes af. Chlorofyl neemt vooral delen van het rode en blauwe licht spectrum op maar stoot de golflengtes rond de kleur groen voornamelijk af. Dit verklaart de groene kleur van de meeste planten. In de licht absorptie curve van chlorofyl worden uitschieters gemeten voor golflengtes in het rode en blauwe spectrum wat betekent dat deze rode en blauwe golflengtes beter worden omgezet in energie dan dezelfde hoeveelheid licht van andere golflengtes. Standaard bestaan LED kweeklampen uit rode LEDs met een golflengte tussen de 620 en 660 nanometer en/of blauwe LEDs met een gollengte tussen de 450 en 460 nanometer om in ieder geval fotosynthese te faciliteren. Deze LEDs zijn met name geschikt voor het bijlichten van gewassen die in kassen groeien en dus ook daglicht ontvangen waarin andere functionele golflengten zitten.
Hoewel golflengtes uit het rode en blauwe spectrum het effectiefst zijn voor de fotosynthese hebben planten ook behoefte aan andere golflengtes. Er zijn veel meer pigmenten aanwezig in planten die verborgen blijven onder de dominantie van bladgroen (chlorofyl). Tijdens de herfst zorgen deze pigmenten voor de kleuren in bladeren nadat deze hun chlorofyl verliezen (zie links voor meer informatie over pigmenten). Deze pigmenten vervullen verschillende rollen binnen het functioneren van planten. Zij vertellen de plant bijvoorbeeld of zij lang of kort moet blijven, grote of kleine bladeren, bloeien of doorgroeien etc.
Planten hebben dus meer kleuren licht nodig dan alleen het rode en het blauwe spectrum en niet alle planten hebben dezelfde pigmenten in dezelfde proporties. Hoewel er dus geen algemene absorptie curve bestaat voor alle planten is er een aantal golflengtes die over het algemeen meer gebruikt worden dan anderen. Samenvattend kan gesteld worden dat kweeklampen die alle golflengtes uitzenden die geabsorbeerd worden door de pigmenten in planten betere resultaten zullen geven dan groeilampen die minder van deze golflengtes uitzenden. De betere LED kweeklampen hebben derhalve een aantal witte LEDs die een combinatie van verschillende golflengtes uitzenden.
De hoeveelheid planten of bruikbare oppervlakte onder de 100 Watt en 150 Watt groeilampen hangt op zich van het soort planten. Het gaat uiteindelijk om de hoeveelheid licht die planten nodig hebben om voldoende te kunnen groeien en bloeien. De hoeveelheid licht die omgezet wordt in chemische energie is de zogenaamde foton flux per seconde per vierkante meter (PPFD), en die is dus per plant verschillend. Tomaten planten gedijen bijvoorbeeld bij een lagere foton flux dan sla. Hoe groter de afstand tussen de lamp en de plant des te kleiner de foton flux die wordt opgevangen door de planten.
Door de lensjes die over de LEDs zijn geplaatst wordt een bepaald oppervlak direct onder de lamp optimaal beschenen. Zowel de 100W als de 150W verlichten een oppervlak van 100x50cm wanneer zij op 20cm hoogte gehangen worden. Bij de 150W wordt een hogere lichtintensiteit op die oppervlakte verkregen dan bij de 100W maar het beschenen oppervlak blijft hetzelfde.
Omdat LED lampen weinig warmte op de planten uitstralen verdampen de planten minder dan wanneer zij onder natrium lampen gekweekt worden. Omdat zij minder water uit de grond opnemen moet er iets meer voeding aan het water worden toegevoegd om per saldo dezelfde hoeveelheid voeding binnen te krijgen. De verminderde vochtopname kan oplopen tot wel 90% waardoor de hoeveelheid voeding die een plant binnen krijgt gecompenseerd zal moeten worden door een hogere concentratie voedingsstoffen in het water.