Leuchtdioden als Lampen

01.08.2007     01.08.2007     PatrickSchnabel (Experte)     led leuchtdiode lampe licht beleuchtung

Die Tage der Glühlampe sind gezählt

In der Informationstechnologie sind organische Leuchtdioden auf dem Vormarsch. Bei den Displays für Handys, MP3-Playern, Autoradios oder Navigationssystemen sind OLEDs schon weit verbreitet.
LEDs sind kleiner, unempfindlicher, langlebiger und sparen auch noch Energie. Während eine normale Glühlampe eine Lebensdauer von etwa 1000 Stunden hat, kann eine LED mehr als 50.000 Stunden leuchten.
Leuchtdioden haben sich nur deshalb noch nicht durchgesetzt, weil die Leuchtmittel teurer sind und die Leistungsfähigkeit nicht ausreicht. So sind Leuchtstofflampen immer noch heller.
Man geht jedoch davon aus, dass bis 2020 die LEDs die klassischen Glühlampen weitgehend ersetzen werden.

Lichtquellen im Vergleich

Lichtquelle	Glühbirne	Energiesparlampe	LED-Leuchte
Wirkungsgrad	5%	15-30%	30-70%
Lebensdauer	1000 h	10.000 h	100.000 h
Preis	50-80 Cent	10 Euro	50 Euro

In Zeiten von Energiesparen und Umweltschutz steht der Stromverbrauch und Wirkungsgrad eines Leuchtmittels im Vordergrund. Den Wirkungsgrad eines Leuchtmittels errechnet man aus Lumen pro Watt. Die Grenze bei der Beleuchtung liegt bei 1000 Lumen. Das entspricht der Helligkeit einer 75-Watt-Glühbirne.
Klassische Glühbirnen wandeln nur 5% des Stroms in Licht. 95% des Stroms wird in Wärme umgewandelt. Die Wärme ist dabei gar nicht gewünscht. Energiesparlampen wandeln zumindest 25% des Stroms in Licht um. Der Wirkungsgrad ist also etwas besser. Doch die Energiesparlampen sind nur eine Zwischenstation bis zum Vollelektronischen Lichterzeuger. Die Leuchtdiode wird der Lichterzeuger der Zukunft sein. Die Stromersparnis beträgt bis zu 70% gegenüber herkömmlichen Glühbirnen.

Aufbau

LEDs, die zur Beleuchtung verwendet werden, weisen eine Besonderheit gegenüber normalen LEDs auf. Das Licht, das zwischen den Halbleiterschichten entsteht und nicht nach außen tritt, wird zielgerichtet nach außen gelenkt.
Weißlicht-LEDs bestehen aus einer blauen oder UV-LED auf der eine Phosphorbeschichtung aufgebracht ist. Das blaue und UV-Licht lösen beim Phosphor ein relativ breites Lichtsprektrum aus.
Leuchtdioden haben generell noch einen Nachteil Sie erreichen bei voller Helligkeit nicht die optimale Lichtausbeute. Die beste Lichtausbeute erreicht man üblicherweise bei geringerem Strom und geringerer Helligkeit. Deshalb besteht eine LED-Lampe aus mehreren LEDs, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen.
Zudem wirken auf die LED thermische Eigenschaften. Die Leuchtkraft der LED nimmt mit zunehmender Temperatur ab. Das bedeutet, dass für ausreichende Wärmeableitung zu sorgen ist. In der Regel durch bauliche Maßnahmen.

Anwendungen

Vor allem in der Automobilindustrie liegen viele neue Anwendungen. So arbeiten Forscher an Scheinwerfern, die  eigenständig Verkehrssituationen erkennen können und durch eine intelligente Steuerung die einzelnen Leuchtdioden optimal an die Umgebung anpassen. Egal, ob es Tag oder Nacht ist oder das Auto in der Stadt oder auf der Autobahn fährt.
Taschenlampen, Signalleuchten und Autorückleuchten werden schon mit LEDs als Lichtquelle ausgestattet. Denkbar wären auch vollkommen neue Leuchtmittel. So können Wände und Decken mit einer hauchdünnen Folientapete (basierend auf OLED-Technik) ausgestattet werden.
Gerade bei der Beleuchtung von Räumen ist die Technik noch nicht ausgereizt. So lässt sich mit blauem Licht die Müdigkeit unterdrücken oder mit rötlichem Licht für Entspannung gesorgen. Anstatt das Licht einfach nur ein- oder auszuschalten, könnte das Farbspektrum des Lichts für ein emotionaleres Wohnambiente genutzt werden. So ließe sich mit einem Lichtschalter nicht nur die Helligkeit, sondern auch die Lichtfarben steuern.

Zukunft

In etwas zwei bis drei Jahren sind mit den ersten LED-Leuchten auf dem Markt zu rechnen. Noch sind LED-Leuchten nicht billig. Zunächst werden wohl nur Designer-Lampen auf den Markt kommen. Doch durch die Massenproduktion werden sie schnell billiger werden.
Geht man davon aus, dass eine LED-Leuchte bis zu 100.000 Stunden haltbar ist, dann dürfte bei normalem Gebrauch kaum ein Mensch in seinem Leben jemals eine Lampe auswechseln müssen.

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