Letzte Aktualisierung Juni 2010
LED steht für Light Emitting Diode oder zu Deutsch Licht emittierende Dioden. Eine Leuchtdiode besteht aus einem Chip aus
Schichten von halbleitendem Material. Fliesst der Strom in die Durchlassrichtung, so erzeugt er je nach Art des halbleitenden
Materials eine bestimmte Farbe von Licht (Veranschaulichung an einer Standard-LED auf: YouTube Video).
Früher war es nicht möglich, weisses Licht zu erzeugen. Heute geht dies mit verschiedenen Technologien: Entweder mit der Kombination von blauen, roten
und gelben LEDs oder mit der Hilfe von Phosphor.
(Quelle osram.de)
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Seit der Erfindung der Glühbirne durch Edison vor mehr als 100 Jahren hat keine andere Entwicklung in der Beleuchtungswelt diese so stark verändert (bzw.
wird noch verändern) wie die LED. Mit ihren einzigartigen Eigenschaften revolutioniert die kleine unscheinbare Lichtquelle die Herstellung von neuen
Beleuchtungstechniken.
Die wichtigsten Vorteile der Standard LEDs:
- Extrem hohe Lebensdauer von bis zu 50`000 Stunden oder 5.7 Jahre - keine Wartungskosten (Vergleich: Lebensdauer einer konventionellen Glühbirne beträgt nur ca. 1`000 Stunden)
- Geringe Wärmeentwicklung durch geringe Spannungsaufnahme - keine Brandgefahr
- Bis zu 95% geringerer Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Glühbirnen - die Energie-Einsparung schont die Umwelt und Ihre Brieftasche
- Uempfindlich gegenüber Erschütterungen und Vibrationen - ideal für den Betrieb in Taschenlampen
- Frei von toxischen Gasen, Elektrostrahlung oder Quecksilber (Letzteres wird z.B. in Energiesparlampen eingesetzt)
- Durch die kleine Bauform der Leuchtdiode ist diese sehr flexibel einsetzbar
- LEDs leuchten in allen möglichen Farben und Farbtemperaturen
- Vom Einschalten bis zur maximalen Leuchtstärke vergehen nur wenige Millisekunden
Potenzial von LED-Leuchten
Mit der globalen Umweltpolitik könnte eine rasche Technologieentwicklung einhergehen. Die LED-Produkte werden sich verbessern und
auch der Anwendungsbereich von LEDs wird sich stark erweitern. Tunnel- und Strassenbeleuchtungen könnten z.B. künftig automatisch
herunter dimmen, wenn kein Auto vorbeifährt oder die Leuchtkraft an die Tageszeit angepasst werden. Durch das gerichtete Licht, die
Steuerbarkeit der Leuchtrichtung und die kontrollierbare Farbtemperatur entsteht sehr wenig Streulicht und gleichzeitig eine bessere und angehmere Ausleuchtung.
Schon heute in 2010 gibt es Handys, die mit einem integrierten LED-Projektor das Bild auf die Fläche von der Grösse einer A3-Seite projizieren können.
Auch im Computerbereich sollten die LED bald einmal dafür sorgen, dass die Akkulaufzeit verdoppelt wird.
(Quelle: Stuttgarter Zeitung)
LEDs finden sich aus diesen Gründen in jüngster Zeit breite Anwendungsbereiche - von der nützlichen kleinen hochleistungs Taschenlampe
über LED Deko-Beleuchtung und LED-Projektoren bis hin zur LED Strassenbeleuchtung.
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CREE ist ein Hersteller von hochleistungs-LEDs von hoher Qualität.
Diese power-LEDs zeichnen sich dadurch aus, dass schon eine einzelne LED ein Vielfaches des von Standard LEDs erzeugten Lichts bereitstellt und so viel Platz
gespart werden kann - bei höheren Lichtausbeute.
Der Nachteil liegt darin, dass diese LEDs mit höheren Strömen betrieben werden müssen, weshalb die Laufzeit pro Batteriesatz kürzer ist und mehr
Wärme entsteht. Aufgrund dieser extra Wärme sind sie auf eine Kühlung angewiesen (die meisten power LEDs sind auf einer Metallplatte
(Montage-Stern) befestigt, die die Wärme fortwährend ableitet).
Nach 50`000 Stunden Dauerbetrieb (fast 6 Jahre!) haben die CREE XR-E LEDs immer noch fantastische 70% Lumenleistung! In dieser Zeitspanne hätten Sie 48 Mal eine konventionellen Glühbirnen wechseln müssen.
Die Entwicklung der hochleistungs LEDs schreitet schnell voran, die Wärmeentwicklung wird immer weiter reduziert und die Effizienz erhöht.
Ende 2007 erreichten die effizientesten LEDs bereits 100 Lumen pro Watt, im Vergleich erreicht eine Glühbirne lediglich eine Effizienz von 15 Lumen pro Watt.
Wer viel Licht braucht und eine LED mit hoher Qualität sucht, liegt mit einer Investition in eine CREE LED Taschenlampe goldrichtig.
(+) Grösseres Bild
Bilder der CREE MC-E LED - ein Multi-Chip-Emitter und eine der hellsten einzel LED Lösungen auf dem Markt - und der CREE XR-E 7090 Q5, eine der effizientesten LEDs im 2008.
Olight oder JETBeam
sind z.B. zwei bekannte Hersteller die die neusten Hochleistungs-CREE-LEDs in seinen Taschenlampen verbaut.
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In der Evolution der Lichttechnik steht die Glühlampe an früher Stelle. Ihre Strahlung wird dadurch erzeugt, dass der Glühwendel
mithilfe elektrischen Stroms aufgeheizt wird und zu glühen beginnt. Die Energiesparlampe ist eine Entladungslampe und besteht aus
einer mit Gas gefüllten Leuchtstoffröhre, sowie einem elektronischen Vorschaltgerät, welches den eingehenden elektrischen Strom
verstärkt. Dieser erzeugt mit dem im Gas vorhandenem Quecksilber eine ultraviolette Strahlung, die durch eine Spezielle
Beschichtung der Röhre in sichtbares Licht umgewandelt wird.
(Quelle: bafg)
Nach und nach werden die verschiedenen Effizienzklassen von Glühlampen verboten. Irgendwann werden sie vielleicht ganz aus unserem
Alltag verschwinden. Gründe sind die Ineffizienz, Strom in Licht umzuwandeln. 95% des Stroms gehen bei der Glühlampe in Form von
Wärme verloren. Ein weiterer Nachteil gegenüber LED-Leuchten ist ihre Kurzlebigkeit.
Vor einiger Zeit hatte die LED- gegenüber der Glühlampe ein kaum gutzumachendes Defizit: Die Lichtfarbe. Wer erinnert sich nicht
an die anfangs bläulich anmutenden Scheinwerfer. Die Technologie hat diesbezüglich aber einen Riesenfortschritt erlebt und wird
ihr Potenzial in Zukunft noch weiter ausnutzen. Wie in Abbildung 1 zu erkennen ist, sind mit blossem Auge diesbezüglich fast keine Unterschiede im warm weissen Bereich auszumachen.
(+) Grösseres Bild
Abbildung 1: Vergleich eines Halogen Spots mit LED Spots. Links oben Ikea 35W Halogen Spot, rechts oben warm weisser YC LED Spot.
Ein vermeintlicher Nachteil ist der Preis. Noch immer wird für LED-Lampen ein höherer Preis verlangt, als bei herkömmlichen Glühlampen oder
Energiesparlampen. Werden aber zu den Investitionskosten die Strom- und Wiederbeschaffungskosten über einen Zeitraum von mehreren
Jahren dazugezählt, ergibt die Rechnung ein anderes Resultat.
Vergleich von LED- und Sparlampen
Was die Lichtausbeute von ganzen LED-Systemen* angeht, ist diese heute mit ca. 50-70 Lumen pro Watt auf dem Stand von
Energiesparlampen. Das künftige Potenzial schätzen Experten allerdings noch einiges höher ein. Allerdings muss beim
Kauf beachtet werden, dass die Produkte mit teilweise unrealistischen Werten deklariert sind. Ebenfalls ist es ein Mythos, dass
LEDs keine Wärme entwickeln. Anders als bei Glühbirnen strahlen die LEDs die Wärme jedoch nicht mit dem Licht ab, sondern muss
mit Kühlkörpern abgeführt werden. Somit ist eine gute Kühlung bei hochleistungs LEDs unabdingbar! Ein gutes Kühlsystem (egal ob bei Taschenlampen
oder LED Spots) kann man durch eine rasche Erwärmung des Gehäuse erkennen. Aus diesen Gründen sollten Sie nur beim Händler des Vertrauens einkaufen.
Ein weiterer grosser Vorteil der LEDs ist, dass die Farbtemperatur jenen der Sparlampen überlegen sind. Ob ein warm weisses Licht
für den Wohn- oder eine Simulation des Tageslichtes im Arbeitsbereich gewünscht ist, heute ist mit LEDs vieles machbar.
Ein grosses Problem der Energiesparlampen ist aber der Quecksilbergehalt. Zerbricht eine Sparlampe, so wird dieses Quecksilber frei. Ein weiterer
Negativ-Punkt ist die UV-Strahlung von Sparlampen. Das Bundesamt für Gesundheit rät deshalb, einen Abstand von 30 cm zur Sparlampe
zu halten.
* Komplette LED-Systeme inkl. Elektronik-, Umwandlungs- und Optikverluste
(Quelle: Qualitätsmerkmale der LED-Beleuchtung, Schlussbericht des BFE 2009, Faktenblatt des BAG zum Thema Energiesparlampen 2010)
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Schon heute setzen einige Firmen auf LED-Beleuchtung. So auch das Coop-Restaurant in Muri (AG). Dabei stand vor allem die
Stromersparnis im Vordergrund: Durch die gezielte Ausleuchtung entstand weniger Streulicht und wegen der besseren Regulierbarkeit
konnten Dimmverluste verhindert werden. Zwar waren zu Beginn die Investitionskosten höher als vorher bei den CDM-Spots aber
vergleicht man zehn Jahre Betrieb mit LED-Beleuchtung mit jenen der CDM-Spots, werden die Gesamtkosten ersterer weniger als
drei Viertel betragen. Wegen der tiefen Energiekosten und der Langlebigkeit der LED-Leuchten werden die Kosten nach
4.5 Jahren amortisiert sein. Weitere Vorteile sehen die Betreiber des Restaurants darin, dass durch das Fehlen vom Ultraviolett
im Lichtstrahl die Produkte länger frisch bleiben. Direkten Einfluss auf die Kunden aber vor Allem auch für das Personal hat die
Tatsache, dass die Wärmestrahlung ausbleibt.
(Quelle: LED Fachtagung ETH)
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Lichtstrom wird in der Einheit von Lumen (lm) angegeben und bezeichnet die gesamte Strahlungsleistung einer Lichtquelle.
Lichtstärke bezeichnet den Strom, der in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Er wird in Candela (cd) eingeteilt.
Beleuchtungsstärke E bezeichnet die Lichtstärke zu einer bestimmten Fläche, auf welche er auftrifft. 1 Lux (lx) beträgt die Belichtungsstärke, wenn 1 lm auf eine Fläche von 1m2 gleichmässig auftrifft.
Leuchtdichte L ist die Anzahl Candela pro Quadratmeter. Sie ist massgeblich für die wahrgenommene Helligkeit.
Licht ist die elektromagnetische Strahlung, die vom Menschen als Helligkeit wahrgenommen wird und macht nur einen winzigen Teil des Strahlenspektrums aus.
Lichtausbeute meint die Produktivität der elektrischen Leistung im Verhältnis zum Lichtstrom und wird in Lumen pro Watt ausgedrückt (lm/W).
Vollständiges Lichtlexikon: OSRAM Lichtlexikon
(Quelle: Osram)
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