VORTEILE DER LED TECHNOLOGIE

• Im Vergleich zu heute gebräuchlichen Lampen verbrauchen LEDs wenig Strom.

Die Lichtausbeute (Lumen /Watt) der LED Beleuchtungen ist derjenigen von Glühbirnen und Halogenlampen überlegen. Demnächst wird auch die Lichtausbeute der Leuchtstofflampen überschritten.

• LEDs haben eine Lebensdauer von 35’000 bis 40’000 Stunden (abhängig vom Modell, der Qualität der Integration und den Benutzungsbedingungen wie z.B. der Umwelttemperatur).

Im Vergleich haben Glühbirnen eine durchschnittliche Lebendauer von ca. 1’000 Stunden, Halogenlampen eine von ca. 2’000 bis 3’000 Stunden und die Leuchtstofflampen ca. 10’000 Stunden.

• LEDs geben nur wenig Wärme ab.

Im Gegensatz zu den «klassischen» Lampen geben LEDs keine Infrarotstrahlung ab. Die Folge davon ist, dass das Lichtbündel keine hohe Temperatur aufweist. Dies ist ein echter Vorteil, zum Beispiel für die Beleuchtung von Lebens- mitteln.

LEDs tragen zu einer Senkung von Hitzeemissionen bei. An gewissen Orten ist die Wärmeabstrahlung der Glüh- oder Halogenlampen ein echtes Problem. LEDs tragen somit auch dazu bei, Einsparungen bei Klimaanlagen zu erzielen.

• LEDs geben keine Ultraviolettstrahlung ab.

Die klassischen Lichtquellen geben zusätzlich zum sichtbaren Lichtspektrum Ultraviolettstrahlung ab, was Materialien und Farben beschädigt. LEDs geben keine UV-Strahlung ab.

• LEDs erzielen ein präziseres Lichtbündel.

Diese Präzision kommt von ihrer Richtungsquelle. Zudem ermöglichen die in unseren Produkten integrierten Optiken eine optimale Lichtkontrolle.

• LEDs sind ultra schlagfest.

Im Gegenteil zu klassischen Lampen ertragen LEDs Schläge oder häufi ges Austauschen. Dies ist von Vorteil vor allem für Personen, welche Dienstleistungen im Bereich von Beleuchtungen anbieten und diese z.B. häufi g versetzen müs- sen.

• LEDs erzeugen sofort nach Einschaltung 100% ihrer Leistung.

Im Gegensatz zu den Leuchtstoffl ampen (so genannte „Spar“-Lampen) sind die LEDs sofort mit 100% Leistung opera- tionell. Ausserdem erlauben sie sehr häufi ge Folgen von Ein-/ Ausschaltungen ohne Schaden zu nehmen.

DIE LED TECHNOLOGIE

Eine Leuchtdiode (auch Lumineszenz-Diode, kurz LED für Light Emitting Diode bzw. lichtemittierende Diode) ist ein elektronisches Halbleiter-Bauelement, welches fähig ist, eine monochromatische Strahlung zu erzeugen. Die erste sichtbare LED wurde im 1962 von Nick Holonyak erfun- den.

Die LED konvertiert den Strom direkt in Licht. Dieses Licht wird nicht durch ein Filament wie in den Standard Lam- pen erzeugt, sondern durch einen Halbleiter in Form von einem fl achen Chip. Dieser besteht aus zwei polarisierten Bereichen: Das n-Band mit einem Elektronenüberschuss und das p-Band mit einem Elektronenmangel. Ein Pro- zess rekombiniert und gleicht den Elektronenüberschuss und –Mangel am p-n-Übergang aus. Während diesem Prozess wird Energie in Form von Strahlung (sichtbares Licht) erzeugt. Das erzeugte Weiss oder die erzeugte Farbe hängt vom Halbleitertyp ab. Erst im Jahr 1993 hat Shuji Nakamura die erste blaue LED hergestellt, gefolgt von der ersten weissen LED. Eine LED „weiss“ ist eigentlich eine blaue LED, welche mit gelbem Phosphor beschich- tet ist. Somit erfolgt eine Farbmischung zwischen dem ursprünglichen Blau des Halbleiters und dem Gelb aus der Phosphoreszenz. Eine vor dem Chip platzierte Polymerlinse schützt und dient als Optiklinse.

Die klassischen LED sind Derivate von Forschungen der 60er-Jahre. Ihr Hauptvorteil sind die geringen Anschaffungskosten. Aber sie weisen zahlreiche Nachteile auf: Schwache Leuchtkraft, schlechte Lichtqualität, keine Kontrolle der Lichtverteilung, über die Zeit zunehmend schlechtere Leuchtkraft,…

Die Hochleistungs-LED (LED mit mindestens 1 Watt Leistung pro Chip von 1mm2) wurden speziell für Beleuchtungszwecke entwickelt. Die gesamte Forschung und Entwicklung im Bereich der LED konzentriert sich heute auf eine weitere Verbesserung der Beleuchtungsresultate, gleichzeitig verfolgt man das Ziel weitere Energieeinsparungen zu erzielen.

In einem Test der Sendung „Kassensturz“ (SF1) vom 13.1.2009 wurden 7 klassische LED-Spots mit 5 Hochleistungs-LED verglichen. 6 klassische LED haben keine Note 4 erreicht, nur Hochleistungs-LED haben Noten über 5 erreicht (die maximale Note betrug 6.0).

Es existieren enorme Qualitätsunterschiede zwischen den verschiedenen Hochleistungs-LED. Bei einem PC ist der Her-steller des Mikroprozessors entscheidend. Bei einer LED ist die Marke und das Modell im Innern der Lampe mindestens so zentral! Ungenügende Hoch- leistungs-LED erkennt man insbesondere aufgrund folgender Merkmale: Unangenehmes Licht (Licht mit einem grünlichen oder bläulichen Stich), schlechtes Beleuchtungsverhältnis (Lumen/Watt), schlechtes Farbergebnis bei farbigen Beleuchtungen, Farbveränderungen mit zunehmender Einsatzdauer… Deshalb bevorzugen wir den Einsatz von LEDs der Marken Cree oder Nichia. Dies sind die führenden LED-Hersteller, welche sich auf die Herstellung hochwertiger LED-Komponenten verstehen und welche hohen Qualitätsansprüchen gerecht werden.

Hochleistungs-LED erwärmen sich, aber deutlich weniger als dies herkömmliche Glüh- oder Halogenlampen tun. Man kann Hochleistungs-LED auch nach erfolgtem Betrieb nach wie vor in den Händen halten.

Hochleistungs-LED: 70% der Energie wird in Wärme umgewandelt, 30% der Energie in Form von Licht. Herkömmliche Glühbirnen: 83% der Energie wird in Infrarotstrahlung umgewandelt, 12% in Wärme und nur gerade 5% in Form von Licht. Die Hochleistungs-LED verfügt also auch in diesem Bereich über deutliche Vorteile.

Beim Kauf einer LED-Beleuchtung sollten mehrere Aspekte beachtet werden:

• Die Lebensdauer: Wenn eine LED nur noch 70% ihrer ursprünglichen Leuchtkraft aufweist, dann soll gemäss aktuell angewendeten Normen das Ende der Lebensdauer einer LED erreicht sein. Es ist dabei aber zu beachten, dass heute ver-öffentlichte Annahmen zur Lebensdauer eher theoretisch sind und die Werte unter Laborbedingungen ermittelt wurden. Hier ist eine gewisse Skepsis sicherlich angebracht. Wie später beschrieben, können sich verschiedene Faktoren nachteilig auf die Lebensdauer auswirken. Wir gehen davon aus, dass eine Lebensdauer von 70‘000 – 100‘000 Stunden wohl eher unrealistisch sind. Unsere Berechnungen gehen deshalb von einer maximalen Lebensdauer von 35‘000 Std. aus. Auch damit lassen sich deutliche Kostenvorteile erzielen.

• Die elektronische Versorgung: Eine ungeeignete Stromversorgung reduziert die Lebensdauer der LED und letztlich auch die Effizienz des gesamten Beleuchtungssystems. Insbesondere auch im Verhältnis zur garantierten Lebensdauer wird sich die Lebensdauer der LED durch eine ungeeignete elektronische Versorgung drastisch verkürzen.

• Das Kühlsystem: In etwa wie bei einem Motor, weist jede LED eine optimale Betriebstemperatur auf. Ein schlechtes Kühlsystem ist nicht in der Lage die Betriebstemperatur stabil zu halten. Die Folge ist eine verkürzte Lebensdauer.

• Die Optik: Eine schlechte Optik reduziert die Effizienz der Lampe bzw. der Beleuchtung. Es existieren in diesem Bereich enorme Unterschiede in Bezug auf Qualität und Übertragung.

Eine LED mit 3 Watt weist ein schlechteres Beleuchtungsergebnis aus als 3 LED mit je 1 Watt (analog verhält es sich bei anderen Kombinationen). Es ist also vorteilhaft mehrere LED mit 1 Watt einzusetzen, dadurch erhält man ein besseres Beleuchtungsergebnis bei gleichem Energieverbrauch!

Es ist anzunehmen, dass eine angegebene Lichtausbeute von 100 Lumen /Watt bei Power LED tatsächlich nur unter Laborbedingungen erreicht wird. Bei einem LED Scheinwerfer oder Lampe muss man den Verlust von Lumen berücksichtigen, der durch die Benutzungsbedingungen auftritt (Betriebstemperatur der LED, Verluste aufgrund der Optik). Man muss ebenfalls den Verlust durch die elektronische Versorgung beachten, die ein gesamtes Sinken der Wirksamkeit zur Folge hat. Im Ganzen bedeutet das eine schwächere Lichtausbeute.

Es existieren bereits LED-Lampen welche in der Lage sind 35 Watt Halogenlampen zu ersetzen. Der Ersatz von 50 Watt Halogenlampen ist derzeit im Format MR16 noch nicht möglich. Das Problem ist der beschränkte Raum (Format MR16). Eine empfehlenswerte Lösung ist unseres Erachtens deshalb der Ersatz der 50 Watt Halogenlampen mit Einbaustrahlern.

Derzeit bringen die LED-Röhren kein besseres Beleuchtungsergebnis als Neonröhren. LED-Röhren sind aktuell wesentlich teurer, dieser Unterschied wird auch durch die längere Lebensdauer der LED nicht wettgemacht. Aufgrund unserer Berechnungen empfehlen wir derzeit keinen Ersatz von Neonröhren. Wir sind aber zuversichtlich, dass es auch in diesem Bereich eines Tages vorteilhafte Lösungen geben wird.

EINIGE PHOTOMETRISCHE HINWEISE

• Lichtstrom: Strahlungsleistung einer Lichtquelle, gewichtet mit der Empfindlichkeitskurve. Lumen (lm) ist die photometrische Einheit des Lichtstroms.

• Beleuchtungsstärke: Lichtstrom pro Fläche; gibt an, wie hell eine Fläche beleuchtet wird. Lux (lx) ist die SI-Einheit der abgeleiteten Grösse Beleuchtungsstärke und der ihr entsprechenden Emittergrösse, der spezifischen Lichtausstrahlung. 1 lx = 1 lm /m²

• Die Lichtausbeute ist der Quotient aus dem von einer Lampe abgegebenen Lichtstrom und deren aufgenommener Leistung. Die übliche SI-Einheit ist: lm/W (Lumen pro Watt).

• Die Farbtemperatur ist ein Mass für den Farbeindruck einer Lichtquelle. Die Einheit der Farbtemperatur ist Kelvin (K). Beispiele von Farbtemperaturen: Glühlampe (60W) 2700 K, Halogenlampe 3000 K, Halogenglühlampe 3200 K, Leucht- stofflampe (kalt weiß) 4000 K, Mittagssonne 5500–5800 K.

• CRI (=Farbwiedergabeindex) ist eine Masseinheit, welche den Grad der Farbwiedergabe durch unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen definiert (z.B. Temperaturmessung oder Tageslicht). Dies wird auf einer Skala von 0-100 angegeben.