Technologie
Eine möglichst kleine, sehr effiziente Lichtquelle mit einer sehr langen Lebensdauer war immer die Idealvorstellung der Lichtplaner, Architekten und der Betreiber von Beleuchtungsanlagen.
In der Geschichte des künstlichen Lichtes hat bisher keine der Glühlampen oder Entladungslampen diese drei Eigenschaften erfüllen können. Das schaffen nur Licht emittierende Dioden (LEDs), auch Leuchtdioden genannt.
Keine andere Lampe besitzt vergleichbar geringe Abmessungen. LEDs haben mit bis zu 50.000 Betriebsstunden eine unübertroffene Lebensdauer. Zu Beginn des neuen Jahrzehnts haben die LEDs auch die Leuchtstofflampen in der Lichtausbeute deutlich übertroffen (Lumen pro Watt).Konventionelle Glühlampen wandeln durch die Glühwendel nur einen sehr geringen Anteil der aufgenommenen Leistung in Licht um; der Rest der Energie wird in Wärme umgesetzt. Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) erzeugen Licht im Rahmen einer Gasentladung. Sie stellen zwar eine Verbesserung gegenüber Glühlampen dar, sind jedoch hinsichtlich ihrer Effizienz begrenzt.
Die Lichterzeugung erfolgt bei LEDs in einem Halbleiterkristall, der elektrisch zum Leuchten angeregt wird. Die Lichtfarbe kann dabei durch spezielle Leuchtstoffe beeinflusst werden, um beispielsweise eine warme Lichtfarbe zu erzeugen.
LED-Licht enthält keine ultraviolette (UV) oder infrarote (IR) Strahlung. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen wird der Halbleiterkristall in einem Gehäuse vergossen, das ihn beispielsweise auch unempfindlich gegen Erschütterungen macht.
Wirtschaftlichkeit
Als Maßstab für die Messung der Energieeffizienz hat sich die sogenannte Wall-plug Efficiency durchgesetzt. Hierbei wird die ausgehende optische Lichtleistung
(Lumen) ins Verhältnis zur insgesamt durch die Beleuchtungseinheit verbrauchten Energie (Watt) gesetzt.
Eine 60 cm ledsgotube LED Leuchtröhre erzeugt im Vergleich eine Lichtleistung von 920 Lumen bei einem Abstrahlwinkel von 120 Grad. Der Abstrahlwinkel wird dabei als der Winkelbereich gemessen, der noch mit der Hälfte der Maximalstärke ausgeleuchtet wird. Zunächst wird deutlich, dass der Lichtstrom fast vollständig ohne Reflektionsverluste in die gewünscht Richtung gelenkt wird, so dass der auf den jeweiligen Flächen ankommende Lichtstrom (Lux) im Betrachtungswinkel höher ist, als bei einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre. Der Gesamtenergieverbrauch der Installation dieser mehr als vergleichbaren letsgotube LED Leuchtröhre liegt nur bei 9 Watt.
In diesem Beispiel ergibt sich eine Senkung des Energieverbrauches um 72 % bei verbesserter Ausleuchtung. Eine verbesserte Ausleuchtung, beispielsweise des Arbeitsplatzes, ist oftmals sinnvoll, weil die vorgeschriebenen Lux-Werte laut Arbeitsstättenrichtlinie (ASR 7/3) im Rahmen bestehender Installationen vielfach nicht erreicht werden.
Unter Berücksichtigung der Investitionskosten und einer täglichen Einschaltzeit von 10 Stunden sowie Energiekosten von 0,19 € pro Kilowattstunde ergibt sich in diesem Beispiel eine Amortisationszeit von 28 Monaten (ohne Berücksichtigung geringerer Wartungskosten). Die Stromeinsparung über die Laufzeit liegt bei über 220 EUR für die 60 cm Röhre. Mit den von sedico entwickelten Finanzierungsmodellen wie Mietkauf oder Leasing wird die Liquidität geschont. So können bereits ab dem ersten Monat Überschüsse erwirtschaftet werden.
Beleuchtungsqualität
Die modernen LEDs setzen völlig neue Maßstäbe in der Qualität der Beleuchtung.
Sie erzeugen monochromatisches Licht, wobei die Lichtfarbe von weißen LEDs während des Herstellprozesses eingestellt werden kann. Die Lichtfarbe ist von angenehmen 3.500 Kelvin für Warmweiß bis zu 5.500 Kelvin für sehr klares Tageslichtweiß für z.B. feinmechanische Aufgaben wählbar.
Die Farbwiedergabewerte der ledsgotube LED Leuchtröhren liegen bei einem CRI-Wert von ca. 80 (Colour Rendering Index). Die Fachwelt ist sich heute allerdings darüber einig, dass die besondere Lichtqualität moderner LEDs mit den bisherigen Standards wie z.B. dem Farbwiedergabewert nur unzutreffend beschrieben werden kann. Hier befinden sich neue internationale Standards in der Entwicklung.Die Gase im Inneren der Leuchtstoffröhren und auch Energiesparlampen werden in der Frequenz der anliegenden Spannung von 50 bzw. 100 Hertz zum Leuchten gebracht. Diese Lichtimpulse sind bei diesen Lampen als Flimmern erkennbar, wenn man seitlich an ihnen vorbeischaut oder beispielsweise das von Wänden reflektierte Licht beobachtet. Aus der Medizin weiß man heute, dass diese Lichtblitze einen Reiz für das Nervensystem darstellen, für dessen Nichtwahrnehmung der Mensch ständig gegensteuern muss. Die negativen physischen und psychischen Auswirkungen von Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen sind in der Fachliteratur hinreichend beschrieben.
Die von sedico eingesetzte Ansteuerelektronik der LEDs verwendet keinerlei Lichtimpulse (sog. Pulswellenmodulation) sondern einen konstanten Gleichstrom, so dass solche Flimmereffekte ausgeschlossen sind.
Die Lichtfarbe der LEDs kann je nach Anwendungsfall auch sehr spezifisch eingestellt werden. So können die Lichtfarben beispielsweise für unterschiedliche Anwendungen im Lebensmittelhandel (z.B. für Backwaren, Fleischwaren oder Obst- und Gemüse) optimal bestimmt werden.
Lebensdauer
Die Lebensdauer von LEDs wird maßgeblich durch die Umgebungstemperatur und die Art der Stromversorgung beeinflusst. LEDs haben bei Raumtemperatur mit bis zu 50.000 Betriebsstunden eine extrem lange Lebensdauer (L70). Herkömmliche Leuchtstoffröhren haben demgegenüber nur eine Lebensdauer von ca. 10.000 Betriebsstunden.
Anders als bei Leuchtstofflampen, bei denen ein Bruch der Heizwendel den Totalausfall der Röhre bedeutet, sind Totalausfälle der LEDs äußerst selten.
Auch die Abnahme der Lichtintensität über die Zeit verläuft ein Vielfaches langsamer als bei einer Leuchtstoffröhre.
Die längere Lebensdauer reduziert die Kosten für die Wartung und den Austausch gegenüber Leuchtstofflampen samt Vorschaltgeräten erheblich. Insbesondere bei schwer zugänglichen Installationsorten kann dies ein entscheidendes Argument sein.
Umweltfreundlichkeit
Die heute erreichte Energieeffizienz der LEDs von ca. 100 Lumen pro Watt (lm/W) ermöglicht den wirtschaftlichen Einsatz im Rahmen neuer Beleuchtungen und den Ersatz bestehender Leuchtmittel.
Der Anteil der Beleuchtung am weltweiten Energieverbrauch beträgt knapp 20%.
Durch den Ersatz der bestehenden Leuchtmittel lässt sich dieser Energieverbrauch deutlich senken. Vergleicht LEDs über den kompletten Lebenszyklus (einschließlich Herstellung) so haben Gasentladungslampen (wie z.B. Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen) einen 2,5 fachen Energieverbrauch - Glühlampen sogar einen 25 fachen.
Die nachweislichen wirtschaftlichen Vorteile für den Nutzer gehen einher mit erheblichen Einsparungen im Energieverbrauch sowie CO2- und Schwefel-Auststoß. Über ihre Lebenszeit spart schon eine 120 cm lange ledsgotube LED Leuchtröhre deutlich über eine Tonne CO2-Ausstoß ein.
Selbst moderne Leuchtstofflampen können heute nicht auf Quecksilber verzichten. Angesichts von über 900 Millionen allein in Europa installierten Leuchtstofflampen stellt die Entsorgung ein erhebliches Umweltproblem dar.
Sedico Produkte sind quecksilberfrei und vollständig RoHS-konform, d.h. es werden zur Herstellung keinerlei umweltgefährdende Materialien verwendet. Sie tragen das WEEE-Zeichen und werden am Ende der Lebensdauer dem Elektronik-Recycling zugeführt.
LEDs sind auf einfache Weise dimmbar. Eine tageslichtabhängige Steuerung oder eine Präsenz-Kontrolle sind leicht realisierbare Lösungen, die zusätzliche Einsparpotentiale eröffnen.
Nach Einschätzung der Europäischen Kommission liegt das zukünftige jährliche Einsparpotential der LED-basierten Beleuchtung in Verbindung mit Sensoren und Software gegenüber den heutigen effizienten Technologien bei rd. 750 TWh (im Jahre 2020), das entspricht 375 Großkraftwerken.
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