LED, Leuchtstoffröhre und Glühlampe
Grünes Licht
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Grünes Licht
Die von den Herstellern angegebene Leuchtdauer bezieht sich in der Regel auf die Anzahl der Betriebsstunden, bis die Leuchte noch mit 70% der ursprünglichen Leuchtkraft arbeitet. Auch im Handel erhältliche LED-Leuchtmittel in Glühlampenform (Retrofit, Bild 2) erreichen über 25 000 Stunden bis hin zu 45 000 Stunden. Die Alterung der LEDs ist in erster Linie auf die Vergrößerung der Fehlstellen im Kristall durch thermische Einflüsse zurückzuführen. Diese Bereiche nehmen nicht mehr an der Lichterzeugung teil. Es entstehen strahlungslose Übergänge. Bei GaN-LEDs im blauen und Ultraviolett-Bereich ist auch eine Alterung der Kunststoffgehäuse durch das kurzwellige Licht mit einhergehender Trübung feststellbar.
Bei diesen und bei weißen LEDs mit hoher Leistung wird deshalb der lichtdurchlässige Teil des Gehäuses manchmal aus Silikongummi gefertigt, was in einer Lebensdauer von 100 000 Stunden resultiert. Eine weitere Ausfallursache kann eine Fehlfunktion auf Grund der Alterungsvorgänge in den Klebe- oder Bodenverbindungen sein. Wie bei Kompakt-Leuchstoffröhren ist das für den Wirkungsgrad bestimmende Element das Vorschaltgerät - unabhängig davon, ob es sich um eine komplexe Wandler-architektur oder lediglich um einen Gleichrichter mit Filter handelt. Moderne, ultrahelle weiße LEDs erreichen inklusive Vorschaltgerät und Optik Wirkungsgrade deutlich über 20% und schlagen damit inzwischen alle anderen Leuchtmittel außer Natriumdampf-Hochdrucklampen.
»Nackte« LEDs kommen auf Wirkungsgrade über 30%. Ein Hemmschuh bei der breiten Einführung ist der Preis. Für eine hochwertige weiße Retrofit-Leuchte muss der Verbraucher zwischen 30 € und 40 € hinlegen - in Anbetracht der Lebensdauer kein Problem, doch eine ziemlich hohe Anfangsinvestition im Vergleich mit Kompaktleuchtstoffröhren.
Gutes Licht?
Kaum ein bedrohter Haushaltsgegenstand ist so mit Emotionen aufgeladen, wie die Glühlampe. Dabei liegt dem Farbeindruck ein Missverständnis zugrunde. Mit Farbtemperaturen von etwa 2300 K bis 2900 K geben sie ein Licht ab, das deutlich gelb-rötlicher als das natürliche Tageslicht ist. Je nach Sonnenschein liegt Tageslicht bei 5000 K bis 7000 K. Andere Lichtquellen mit dieser typischen Farbtemperatur von Glühlampen (Energiesparlampen, Leuchtstofflampen und LED-Lampen) werden als »Warmweiß« angeboten, haben aber im Gegensatz zu Glühlampen kein kontinuierliches Lichtspektrum, weshalb sie dennoch nicht denselben starken Rot- und Gelbanteil bieten.
Dass diese Töne bevorzugt werden, ist eine kulturelle Eigenart nördlicher Länder. Im Mittelmeerraum und in den Tropen werden kältere Lichtfarben mit höheren Blau- und Grünanteilen bevorzugt, was die Akzeptanz von Energiesparlampen erleichtert. Bei diesen erzeugen meistens Leuchtstoffe aus Ultraviolettstrahlung sichtbares Licht. Auch bei einer Zusammensetzung der Leuchtstoffe für »warmweißes« Licht wird nicht jede Nuance des Farbspektrums zwischen Rot und Blau erzeugt.
Die Leuchtdichte des Glühdrahtes einer Glühlampe beträgt 5 Mcd/m2 bis 36 Mcd/m2. Aufgrund der thermischen Trägheit des Glühfadens schwanken Glühlampen auch an netz- beziehungsweise niederfrequenter Wechselspannung nur gering in ihrer Helligkeit auf. Die langsame Helligkeitszunahme geschalteter Niederspannungs-Glühlampen ist zwar beim Einsatz als Beleuchtung angenehm, gilt aber bei sicherheitsrelevanten Anwendungen wie Verkehrsampeln oder Bremsleuchten gegenüber den hier zunehmend eingesetzten Leucht-dioden als nachteilig.
Ein Problem der »Energiesparlampe«, also der Kompaktleuchstoffröhre, hat nicht direkt mit ihr selbst zu tun. Besonders bei billigen Ausführungen sparen Hersteller häufig an der Dimensionierung des Glättungskondensators und des Siebungsfilters, was sich durch Flimmern mit einer Frequenz von 100 Hz bemerkbar machen kann. Diese Frequenz liegt zwar über der Flimmerverschmelzungsfrequenz, kann jedoch zu Ermüdung und zum Stroboskopeffekt führen. Bei der tatsächlichen Farbtemperatur sind Kompaktleuchtstofflampen heute in einem Bereich zwischen 2500 K (leicht unterhalb einer 60-W-Glühlampe) bis hin zu einem dem Tageslicht ähnlichen Ton verfügbar.
In Deutschland werden im Wesentlichen nur 2700-K-Lampen im privaten und 4000-K-Lampen im gewerblichen Bereich eingesetzt, in Südeuropa dagegen fast nur solche mit 6500 K. Der Farbwiedergabeindex der meisten Kompaktleuchtstofflampen liegt im Bereich zwischen 80 und 85; die vergleichsweise seltenen und teuren Fünfbanden-Leuchtstofflam-pen erreichen bei einer etwas geringeren Lichtausbeute einen Wert von bis zu 95.
Glühlampen haben einen Farbwiedergabeindex von 100. Bei Leuchtdioden sind alle relevanten Farbtemperaturen möglich (Bild 3), bei Produkten für Endverbraucher hapert es jedoch weitgehend an der Kennzeichnung. Entsprechend häufig kommen noch Fehlkäufe vor, die zu einem schlechteren Eindruck von der Technik führen (man erinnere sich an die Einführung der »Energiesparlampe«). Hier sind die Hersteller der Leuchten in der Pflicht, bei denen jedoch häufig ein Interessenskonflikt vorliegt, denn die meisten Anbieter von Retrofit-LED-Lampen -produzieren auch Kompaktleuchtstofflampen - möglicherweise hat- dies auch Einfluss auf die Preis-gestaltung.
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