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Light & Building 2010

LED-Beleuchtung im Trend

14. März 2011, 17:49 Uhr | Von Prof. Dr.-Ing. Peter Marx

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Beispiele für neue Leuchten

Technische Leuchten

30 Prozent der Straßen werden mit der Technik der 60er Jahre beleuchtet, diese benötigt doppelt so viel Energie. Deshalb ist es sinnvoll, ineffiziente Quecksilberhochdrucklampen durch Natriumhochdrucklampen und zunehmend LEDs zu ersetzen.

In ganz Europa gibt es übrigens noch rund 80 000 gasbetriebene Straßen-Leuchten, allein 75 000 davon in Deutschland. Berlin hat dabei den größten Anteil mit rund 44 000 Gas-Leuchten, die bis zu 60 Jahre alt sind. Zudem wird geschätzt, dass 75 Prozent der Bürobeleuchtung veraltet sind. Eine Umrüstung auf Leuchten mit T5-Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) sowie einer tageslicht- und präsenzabhängigen Lichtregelung bringt eine Energieersparnis bis 65 Prozent. Eine Neuinvestition amortisiert sich in der Regel nach drei Jahren. Hybrid-Leuchten (LED und LL kombiniert) sowie reine LED-Leuchten gewinnen langsam Marktanteile, dabei führt der starke Wettbewerb bei den Standardprodukten zu erheblichem Preisdruck. Hochwertige, energieeffiziente Produkte oder Lichtsteuersysteme haben sich immer noch nicht durchgesetzt, denn offenbar wird nur auf die Investitionskosten geschaut, und es werden einfache, billige Produkte gekauft.

Lampen für den Hausgebrauch

LEDs erzeugen ca. 35 Prozent Licht und ca. 65 Prozent Wärme. Glühlampen erzeugen lediglich fünf Prozent Licht aber 95 Prozent Wärme. Auch der Einschaltstrom von Glühlampen ist fünf- bis zehnmal höher als der Nennstrom. Energiespar-Lampen (CFL) haben im Wohnbereich zugelegt. Diese werden jetzt zunehmend durch LED-Retrofit-Lampen in Glühlampenform bedrängt, da deren Vorteile auf der Hand liegen: Sofortstart mit 100 Prozent Lichtstrom, hohe Lebensdauer, dimmbar mit normalen Phasenanschnittdimmern, Gleichlicht (DC-Licht) und insbesondere frei von Quecksilber.

Bedeutende Halbleiterhersteller bieten inzwischen spezielle ICs für die LED- Retrofit-Lampen an, darunter National Semiconductor und Texas Instruments. Die Nachteile sind der geringe Leistungsfaktor, eine erhebliche Abweichung des Netzstroms von der Sinusform und ein vergleichsweise noch hoher Preis. Diese negativen netzseitigen elektrischen Parameter werden bei massenhaftem Einsatz wegen der Netzrückwirkung auch Probleme für die EVUs nach sich ziehen. Hier muss, was die LED-Lampen betrifft, noch Entwicklungsarbeit geleistet werden.

Sehr viele – speziell asiatische Hersteller – bieten LED-Retrofit-Lampen als Ersatz für Allgebrauchslampen an. Bei maximal 8 W liefern diese etwa

450 lm und entsprechen damit einer 40-W-Glühlampe. Toshiba etwa präsentierte mit der E-Core-LED-Bulb eine E27-Lampe mit 5,5 W Leistung in Warmweiß, die 250 lm abgibt und eine Lebensdauer von 40 000 Stunden erreicht.

Die Retrofit-Lampen mit metallischem Kühlkörper haben allerdings ein Isolationsproblem, da sie der Schutzklasse II entsprechen müssen. Das bedeutet, dass jedes freiliegende und von außen berührbare Metallteil von der Stromversorgung (Netzspannung) durch doppelte oder verstärkte Isolierung elektrisch getrennt werden muss. Diese Isolierung vermindert in aller Regel die Wärmeleitung und wirkt sich negativ auf die Effizienz des Kühlkörpers aus. Hier sind keramische Kühlelemente vorteilhaft. Auch integrierte superleise Minilüfter sind bereits für diese LED-Light-Bulbs entwickelt.

Bei der Konstruktion von LED-Leuchten ist die Kühlung von entscheidender Bedeutung. LED-Straßen-Leuchten in China werden bereits mit Ventilatoren hoher Lebensdauer aktiv gekühlt. Keramik-Kühlkörper leiten die Wärme doppelt so schnell ab wie metallische Kühlkörper. Das Unternehmen Bekaert (Belgien) hat als Messeneuheit ein extrem leichtes aufgeschäumtes und luftdurchlässiges Aluminium vorgestellt. Dieses bietet wegen der extrem großen Oberfläche eine hervorragende Wärmeleitung. Die Firma TAL hat damit ein 12-W-Downlight entwickelt, dessen Gehäusetemperatur unterhalb von 30 °C (handwarm) bleibt.