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RASANTE ENTWICKLUNG DER LED

Keine Entwicklung von Leuchtmitteln verlief so rasant wie die der Licht emittierenden Diode (LED). Seit der ersten kommerziell angebotenen LED im Jahr 1962 hat sich die Effizienz in jedem Jahrzehnt vervielfacht.

Bei dieser rasanten Entwicklung lässt sich der aktuelle Stand der Effizienz von LEDs kaum nachhalten. Experten sind sich sicher, dass der Anstieg der Effizienz auch in naher Zukunft nicht abbrechen wird und die Leuchtdiode die dominante Beleuchtungstechnologie wird. So wurden bereits LEDs mit über 160 Lumen/Watt entwickelt, diese sind jedoch noch nicht im Handel erhältlich. Praktisch jährlich werden neue LED-Entwicklungen vorgestellt, welche die Lichtausbeute immer weiter verbessern. Als Spezialist für Sonderlösungen ermöglichen wir unseren Kunden immer eine aktuelle und effiziente Beleuchtung, dabei profitieren diese vor allem von der großen Flexibilität der Produktion, welche eine schnelle und einfache Einbindung technischer Neuerungen ermöglicht.

Lichtausbeute im Vergleich

Die Lichtausbeute gibt das Verhältnis zwischen der eingebrachten elektrischen Energie und dem von dem Leuchtmittel ausgehenden Lichtstrom an. Dieser Wert wird in Lumen/Watt angegeben. Diese hohe Effizienz resultiert aus der Funktionsweise der LED. Da die Lichtentstehung bei der LED durch emittierende Photonen erfolgt, ist der Wirkungsgrad bei diesem Vorgang nahe 100 %. Dies ist jedoch leider nicht der einzige Aspekt, der sich auf den Wirkungsgrad der Lampe auswirkt. Ein Leistungsverlust hängt mit der Auskopplung des Lichts aus der Sperrschicht des Halbleiters zusammen. Hier treten sowohl Absorptions- als auch Reflexionseffekte auf. Werden diese Aspekte berücksichtigt, so verfügt eine LED über einen Wirkungsgrad von etwa 30 %. Dieser ist im Verhältnis zu einer Glühlampe (5 %) immer noch sehr hoch.

 

Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Leuchtmitteln zeigt sich bei der Verwendung einer bestimmten Lichtfarbe. Bei Glühlampen beispielsweise wird die gewünschte Farbgebung durch einen Farbfilter erzielt, welcher den Großteil des breiten Farbspektrums des Lichts absorbiert und nur die gewünschte Farbe durchlässt. Eine LED dagegen erzeugt direkt einfarbiges Licht. So lässt sich die gewünschte Farbe ohne weitere Effizienzverluste erzielen. Durch die hohe Effizienz der LEDs sinkt der Energieverbrauch, was zum einen die Betriebskosten senkt und zum anderen eine geringere CO2-Bilanz ermöglicht. Mit LED-Lösungen beleuchten Sie also nicht nur wirtschaftlicher, Sie schützen auch die Umwelt. Die Lichtausbeute wird immer bezüglich des Gesamtsystems angegeben. Es wird also bereits der Wirkungsgrad der Leuchte berücksichtigt und der Lichtstrom in Leuchtenlumen/Watt angegeben.

Lebensdauer und deren Ermittlung durch LM-80 & TM-21

Die Lichtausbeute einer LED nimmt bei konstanten Bedingungen im Laufe der Zeit kontinuierlich ab. Dieses Verhalten, welches auch als Degradation bezeichnet wird, resultiert aus der Wanderung und Ausweitung von Störstellen im Kristallgitter der Diode. Ein unmittelbarer Ausfall der LED, ähnlich dem Versagen einer Glühlampe, tritt nicht auf, solange die LED korrekt angesteuert wird. Die folgende Grafik zeigt die Lebensdauer verschiedener Leuchtmittel im Vergleich, unter Berücksichtigung der Lampenlichtstromabnahme über der Zeit.

Die Lebensdauer von LEDs wird von den Herstellern meist in der Form „L70 (9k) > 50.000“ angegeben. Dieser Ausdruck bezeichnet das Absinken des LED-Lichtstroms auf 70 % nach frühestens 50.000 Betriebsstunden, ausgehend von einer 9.000-stündigen Testreihe. Um diese Lebensdauer zu ermitteln, haben sich zwei Standards international durchgesetzt. Zum einen das Messverfahren LM-80, zum anderen die Kalkulationsmethode TM-21. Bei dem LM-80-Verfahren handelt es sich um einen reinen Lebensdauertest. Hier wird der Lichtstrom über der Zeit für drei verschiedene Gehäusetemperaturen aufgezeichnet. Die minimale Testdauer beträgt dabei 6000 Betriebsstunden. TM-21 dagegen stellt kein Testverfahren, sondern ein Verfahren zur Extrapolation, also eine Hochrechnung, dar. Dazu werden die ermittelten LM-80-Werte genutzt und daraus die voraussichtliche weitere Lichtstromabnahme berechnet. Das Verfahren wird auf die sechsfache Testdauer des LM-80-Tests begrenzt. Werden also 50.000 Betriebsstunden oder mehr nach dem TM-21-Verfahren angegeben, muss das Leuchtmittel über 8.000 h getestet worden sein. Die Angabe der Lebensdauer erfolgt dann meist über den L70-Wert, also die Zeitangabe bis nur noch 70 % des Lichtstroms erreicht werden, oder den berechneten Lichtstrom bei 50.000 Betriebsstunden.

Schnelle Amortisation der LED-Lösung

Während LEDs in der Anschaffung noch teurer sind als konventionelle Leuchtmittel, zeigt eine Amortisationsrechnung wie schnell sich diese Investition auszahlt. Dabei spielen nicht nur die stark sinkenden Stromkosten eine Rolle, auch die mit der hohen Lebensdauer verbundenen jährlichen Wechsel- und Wartungskosten fallen rapide. So lohnt sich häufig, selbst für in der Vergangenheit abgeschlossene Projekte, eine Umstellung auf eine LED-Lösung. Ein nötiger Leuchtenwechsel wird dabei durch die standardisierte Bauweise unserer Leuchten unterstützt und die Montage erleichtert. Gerne führen wir auch für Ihr konkretes Projekt eine Amortisationsrechnung durch und zeigen Ihnen auf, wie schnell sich der Einsatz von LEDs für Sie bezahlt macht. Dabei berechnen wir Ihre Einsparungen mit Hilfe der Angabe von Ihrem Strompreis, dem Wartungsaufwand und den jeweiligen Betriebsstunden.