LED verlichting in melkveestallen?

Leveranciers bieden tegenwoordig LED verlichting voor stallen aan, maar niet alle types LED zijn geschikt voor hoge stallen. Om een goede keuze te maken, hou je best rekening met de lichtbehoefte, aangepaste armaturen en de mogelijkheid tot het dimmen van de lampen.

Verlichting in melkveestallen optimaliseren is een item dat vanuit verschillende invalshoeken kan bekeken worden. Als melkveehouder heb je voldoende licht nodig om je werk uit te voeren in de stal. Daarnaast moet voor de dieren zelf de verlichting in de stal optimaal zijn om gezond en wel melk te produceren. Een laatste punt is het vermijden van ‘lichtvervuiling’ oftewel het onnodig creëren van lichteffecten naar de omgeving toe. Het is de kunst om deze 3 facetten uit te voeren aan een zo laag mogelijke kostprijs per eenheid licht per vierkante meter in de stal. Vandaar dat gezocht wordt naar verlichting met een laag energieverbruik en uitgevoerd in duurzaam materiaal. De aankoopprijs kan dan hoger zijn, maar als de armaturen zo zijn uitgevoerd dat ze onder vochtige en corrosieve omstandigheden langer meegaan, compenseert dit.

Tot voor kort werden voornamelijk inductielampen voor melkveestallen aanbevolen omwille van hun laag energieverbruik. De werking is gebaseerd op elektromagnetische inductie en gasontlading. Inductie lichtbronnen zijn dus een soort gasontladingslampen maar zonder elektroden. Hierdoor heeft de inductielamp een extreem lange verwachte levensduur, tot wel 100.000 branduren. De lichtopbrengst van inductielampen gaat van 80 tot 100 Lumen per Watt, wat betekent dat er weinig energie nodig is om een bepaalde hoeveelheid licht te produceren. Oudere TL-lampen (T8) bijvoorbeeld produceren 40 tot 90 Lumen per Watt.

LED-verlichting was aanvankelijk niet interessant voor rundveehouders, omwille van de lage lichtopbrengst in hogere stallen en de kostprijs in verhouding met inductie- en zuinige TL T5 lampen. In de intensieve veehouderij heeft men al langer positieve ervaringen met LED verlichting: in pluimveestallen bijvoorbeeld, waar veel minder licht nodig is. Ondertussen is LED verlichting zodanig geëvolueerd dat het gewenste lichtniveau in rundveestallen wél bereikt wordt. Ook de prijzen van de armaturen zijn gevoelig gedaald tot het niveau van conventionele armaturen, terwijl er wel flink bespaard wordt op energiekosten. Ook LED lampen kunnen tot 100.000 branduren presteren, wat extra interessant is voor hoge stallen omdat vervanging hier niet zo evident is. Minder vervangen betekent dan ook besparing op de kosten om deze werken uit te voeren. LED heeft nu ook minstens evenveel behoud van lichtproductie (Lumen) in de tijd als andere lamptypes. Wat lichtopbrengst betreft kan LED verlichting tot 125 Lumen per Watt produceren. LED heeft een hoge energie efficiëntie, er is minder stroom nodig om het te laten branden.

De recentere LED verlichting is wat armatuur betreft ondertussen robuuster en aangepast aan de omstandigheden in melkveestallen. Uiteraard moeten de lampen en bijhorende elektronica goed beschermd worden o.a. tegen vocht, tocht en agressieve gassen als ammoniak. Maar om de levensduur te verlengen, is het daarnaast belangrijk dat de LED lamp voldoende gekoeld wordt. De reflecterende laag in het armatuur zorgt voor een goede lichtspreiding om schaduwplekken in de stal te voorkomen. In vergelijking met andere lampen heeft de frequentie van aan- en uitschakelen geen effect op de levensduur van de LED lamp waardoor een combinatie met bewegings- en lichtsensoren eenvoudig te realiseren is.

Ook is het mogelijk om LED te dimmen: omdat in melkveestallen het daglicht zoveel mogelijk wordt toegelaten in combinatie met natuurlijke ventilatie, is het interessant de verlichting af te stemmen op de hoeveelheid daglicht. Door te dimmen op basis van een daglichtsensor, zorgt men voor een geleidelijke lichtovergang ’s morgens en ’s avonds.  Een daglichtregelaar kan ook werken met meerdere sensoren in de stal, zodat er altijd overal voldoende licht is.  Zo kunnen de rijen lampen eventueel afzonderlijk geregeld worden, zodat bijvoorbeeld door inval van zonlicht de lampen rij per rij uitgaan. Kiest men voor daglichtregeling, dan kost dit wel rond de 1200 € voor de regelaar, maar door de besparing aan elektriciteit zou dit op een 2 tal jaren terugverdiend zijn.

Verlichting en productieresultaten

Naar verbruik toe is de lichtopbrengst (Lumen/Watt) belangrijk als men de aankoop van nieuwe lampen overweegt. Voor een optimale melkproductie en het welzijn van de koeien is het lichtschema, de hoeveelheid licht en de lichtverdeling in de stal belangrijk.

Nederlands onderzoek (Wageningen UR) geeft het advies om melkkoeien dagelijks maximum 16 uur licht te geven. De intensiteit of lichthoeveelheid bedraagt minimaal 150 tot 200 lux.  Bij het opstellen van een lichtplan rekent men ter hoogte van de stalvloer tot minimaal 180 lux zodat er op koehoogte zeker voldoende licht is. De donkerperiode wordt aanbevolen voor een periode van 8 uur met een lichthoeveelheid van 5 lux. De koeien kunnen zo hun biologische klok resetten. Dit lichtregime is internationaal bekend onder LDL (Long-day-lighting)

Dit lichtschema in combinatie met de juiste lichtsterkte heeft een positief effect op melkproductie, vruchtbaarheid, groei, dierenwelzijn en het immuunsysteem van melkvee. Onderzoek wijst op 6 tot 15 % melkproductiestijging (zie figuur). Ook het tijdsinterval tussen afkalven en eerste inseminatie wordt positief beïnvloed.

De reactie op meer licht door de melkkoe is een gevolg van de werking van hormonen. Door lichtprikkels wordt ten eerste de aanmaak van melatonine door de pijnappelklier in de hersenen geremd. Een teveel van dit hormoon vermindert de voeropname en de koe-activiteit, met indirect effect op de melkproductie.

Anderzijds wordt door een lage hoeveelheid melatonine de productie van een ander hormoon in de lever gestimuleerd. Dit IGF-1 hormoon speelt rechtstreeks een belangrijke rol bij de aanmaak van melk in de uier. Bij meer blootstelling aan de juiste hoeveelheid licht wordt er  dus meer van dit hormoon aangemaakt met een direct effect op de melkproductie.

Het overige vee

Droogstaande koeien en hoogdrachtig jongvee hebben voldoende aan 8 uren licht in de twee maanden voor het afkalven.  Door biologisch de rustperiode te stimuleren door meer melatonineproductie, resulteert dit in een hogere melkproductie in de volgende lactatie.  Een productieverhoging van ruim 3 kg per koe per dag tijdens de 4 eerste lactatiemaanden kan gerealiseerd worden. Er moet op het bedrijf wel nagegaan worden of dit praktisch realiseerbaar is.

Het overige jongvee wordt vaak gehuisvest in oudere stallen met verouderde verlichting. Nochtans is voor deze leeftijdscategorie extra licht positief voor de groei en ontwikkeling. Dit betekent ook een snellere vruchtbaarheidsontwikkeling en vroeger voor het eerst afkalven, economisch interessant voor de melkveehouder.

Verlichting op de Hooibeekhoeve

Naar aanleiding van de renovatie en gedeeltelijke nieuwbouw van de melkveestal op de Hooibeekhoeve, werd een lichtplan opgemaakt en LED verlichting geïnstalleerd. Er werd gestreefd naar 200 Lux boven de ligboxen. Aan de kant van het voederhek neemt dit lichtjes af om tot een lichthoeveelheid van 40 tot 80 lux te komen.

Overzicht lichtverdeling (Lux) in de stal.

De keuze viel op een derde generatie LED-armatuur van 88 Watt die robuust, onderhoudsvrij en dimbaar is met een lichtopbrengst van 125 lumen per Watt. De verwachte levensduur wordt op 100.000 uren geschat met een volledige fabrieksgarantie van 10 jaar. Ter vergelijking: hogedrukgasontladingslampen (witte metaalhalide of gele natriumlampen) gaan in verhouding tot LED verlichting volgens de technische specificaties slechts 25 tot 40.000 branduren mee bij een vermogen van 100 tot 400 Watt. 

De ronde armaturen en de juiste opstelling beperken schaduwvorming in de stal en lichtverspilling naar buiten toe. Door het dimmen wordt tot 95 % energie bespaard. Omdat we zo sterk kunnen dimmen, is in deze opstelling bovendien geen extra nachtverlichting nodig. Het besturingssysteem kan ook andere staltoepassingen bedienen zoals de ventilatoren en de stalgordijnen.

Het witte licht van de LED verlichting benadert het best de kleur van het daglicht, wat aangenaam is om in te werken en ook het meest natuurlijk voor de dieren. Deze lichtkleur is ook beter geschikt voor waarnemingen van tocht, witvuilers… De lichtverstrooiing is beperkt, zodat door een juiste verdeling in de stal het buiten de stal donker blijft. In burelen, werkgangen en robotruimtes werd gekozen voor TL-verlichting.

In de recente melkveestal op de Hooibeekhoeve werden ‘nieuwbouw’ en ‘renovatie’ uitgevoerd als twee afzonderlijke entiteiten wat o.a. elektriciteitsopvolging betreft. Zo kan het energieverbruik in verschillende situaties gemonitord worden voor alle aanwezige toestellen inclusief de verlichting. Naast energie besparen door het verbruik te beperken, zal het produceren van hernieuwbare energie op de Hooibeekhoeve aan bod komen in 2017 door de bouw van een pocketvergister.

Veerle Konings - Hooibeekhoeve