Light & Building 2010 LED-Beleuchtung im Trend

2177 Aussteller (davon 858 Inland, 1319 Ausland) waren auf der Light & Building 2010 vertreten. Die in den Hallen der Frankfurter Messe ausgestellten Produkte und Marktneuheiten machten deutlich: Das Halbleiterlicht (SSL, Solid State Lighting) mit LEDs und OLEDs wird die Lichtbranche stark verändern.

Die aktuellen Entwicklungs-Trends der Leuchtmittel lassen sich in wenigen Punkten zusammenfassen. Eine moderne Leuchte, gleich welchen Typs, muss heute eine Energieeffizienz bzw. Lichtausbeute von >100 lm/W erreichen, und das bei hoher Lebensdauer und mit einer guten Farbwiedergabe. Die Lichtquelle enthält nur wenig oder besser noch überhaupt kein Quecksilber (Hg), sie ist dimmbar und der Leistungskorrekturfaktor (PF) ist größer als 0,9. Bei Verwendung eines Vorschaltgerätes müssen schließlich die Grenzwerte der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eingehalten werden. Die modernen Hochleistungs-LEDs erfüllen diese Kriterien, allerdings liegt ihr Marktanteil derzeit erst bei rund fünf Prozent. Aber hier ist damit zu rechnen, dass, wie in der Halbleiterindustrie üblich, die Kosten alle zehn Jahre um den Faktor 10 fallen werden. Für das Jahr 2012 wird das Volumen des LED-Weltmarkts auf 12,6 Mrd. Euro geschätzt.

Mit den neuen Leuchtmitteln drängen heute Hersteller aus der Elektronik-Branche – besonders aus Asien – auf den Lichtmarkt. Leuchten-Hersteller werden zu Produzenten von LED-Lampen und LED-Vorschaltgeräten (LED-Konvertern) und Lampen-Hersteller werden auch zu Leuchten-Herstellern. Eine Konsequenz daraus ist die Gründung des "Fachverbands Licht" im letzten Jahr, zuvor existierten die zwei getrennten Fachverbände "Elektroleuchten" und "Elektrische Lampen".

 

Märkte und Marktpotential

Die Umsätze der deutschen Leuchten-Hersteller brachen 2009 um 16,3 Prozent auf 2,23 Mrd. Euro ein, wobei aber die Straßen-Leuchten wegen der staatlichen Investitions- und Förderprogramme sogar mit 380 Mio. Euro über dem Niveau von 2007 lagen. Die deutschen Lampen-Hersteller konnten mit 1,045 Mrd. Euro auch 2009 knapp das Produktionsniveau halten. Eine Prognose für 2010 ist unsicher, es wird erwartet, dass das Niveau von 2008 erst in einigen Jahren erreicht wird. Die Lichtbranche beschäftigt insgesamt in Deutschland knapp 33 000 Mitarbeiter.

Das größte Potential für Beleuchtung und Energieeffizienz liegt im Renovierungsmarkt in Deutschland und Europa, da kann viel erreicht werden für die Konjunktur und die Umwelt. Retrofit-Lampen (CFL-Energiespar-Lampen und LED-Lampen mit E27, E14 usw.) werden von verschiedenen Herstellern im In- und Ausland angeboten. Die z.T. mangelhafte Produktqualität (vgl. Test Stiftung Warentest) hat allerdings negative Auswirkungen auf den Lichtmarkt.

Der Trend hin zur analogen und digitalen Licht-Elektronik einschließlich der zugehörigen Software gewinnt an Fahrt, denn die Einsparziele der EU hinsichtlich der Reduktion der CO2-Emission sind nur mit energieeffizienten Produkten und intelligenten Lichtmanagement-Systemen zu erreichen. Die Firmen müssen mit Personal- und Sachinvestitionen auf diesen neuen Trend reagieren. Dabei erzwingt die Komplexität der LED-Applikationen, zu der die Fachgebiete Lichttechnik, Halbleiterphysik, Elektronik, Photometrie, Farbmesstechnik, Spektralmesstechnik, elektronische Messtechnik, EMV-Messtechnik, Optik, Temperaturmanagement, Software usw. beherrscht werden müssen, einen hohen wissenschaftlich-technischen F&E-Aufwand.

 

Gewährleistung ist der Schlüssel

Wichtig ist die Frage, welche Garantien und Gewährleistungen die Hersteller auf ihre LED-Produkte geben. Wenn etwa bei der LED-Lebensdauer und der LED-Systemlichtausbeute zwischen Theorie und Praxis große Differenzen liegen, wird der Endanwender rebellisch. Geht es dabei um die Sicherheit von Menschenleben oder hohe Sachwerte – z.B. LED-Bremslichter und LED-Scheinwerfer – kann die Angelegenheit vor Gericht landen.

Zu klären ist dann: Hat der LED-Hersteller mangelhafte Ware geliefert oder sind beim Leuchten-Hersteller bei der Integration der LEDs in seine Leuchten Fehler gemacht worden. Das Betriebsverhalten der Hochleistungs-LEDs ist überaus komplex, ihre Verwendung erfordert im Vergleich zu konventionellen Lichtquellen ein deutlich detaillierteres Know-how. Die häufigste Ursache für eine zu schnelle Degradation bzw. Totalausfall der LED-Chips ist die Überhitzung. Eine bestmögliche Wärmeableitung ist deshalb oberstes Gebot. Elektrostatische Entladungen, eine unsaubere Stromversorgung mit hohen Strom- und Spannungsspitzen sowie Feuchtigkeit führen ebenso zu Schäden. Bei weißen LEDs sinkt außerdem mit der Zeit der Umwandlungswirkungsgrad des Phosphors, und die Silikonbestandteile altern gleichfalls.

Deshalb ist das intensive Studium der umfangreichen LED-Datenblätter und Applikationsschriften der Hersteller unerlässlich, dies wird in der Praxis jedoch leider nicht immer beherzigt. Das Labor der Firma Rood Microtec in Stuttgart etwa hat diese Marktlücke erkannt und bietet einen umfangreichen Fehler-Analyse-Service für defekte LEDs an: mikroskopische Untersuchungen, Kennlinienvermessung in Durchlass- und Sperr-Richtung, Röntgenuntersuchungen sowie Strukturbeobachtungen mit einem Raster-Elektronenmikroskop.