Die lange Lebensdauer einer LED-Leuchte ist keine Selbstverständlichkeit
Leuchten LED-Leuchten wirklich ewig?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Mit Wahrscheinlichkeiten rechnen und leben
Die Ratlosigkeit geht schon bei der Frage los, wann denn eigentlich das Ende der Lebensdauer einer LED erreicht ist. Sofern sich bei einer LED ein plötzlicher Totalausfall manifestiert, ist diese Frage noch relativ leicht zu beantworten. Allerdings sagen viele Hersteller, dass es bei LEDs keinen Totalausfall sondern nur eine allmähliche Abnahme des Lichtstromes gibt. Diese Aussage trifft aber nicht zu. »Ein Totalausfall ist jederzeit möglich«, sagt Rudi Hechfellner. Der Mann muss es wissen, ist er doch Director of Applications bei Philips-Lumileds, dem LED-Hersteller, der schon vor mehr als zehn Jahren die erste High-Brightness-LED »LUXEON« auf den Markt brachte. »Auch wenn manche das nicht wahrhaben wollen: LEDs können plötzlich ausfallen, allerdings passiert das äußerst selten. Und die Ursache dafür ist typisch eine zu hohe Betriebstemperatur, allerdings kann eine hohe Betriebsstromstärke auch schädliche Folgen bis hin zum Totalausfall haben. Diese stresst vor allem die Feinstdrähte, die zur elektrischen Kontaktierung in der LED benötigt werden, wie sie viele LED-Hersteller noch einsetzen.«
Der taiwanische LED-Hersteller Everlight, der die Langlebigkeit der LED sogar mutig in seinem Firmennamen verewigt hat, bestätigt: »Die Wahrscheinlichkeit von Totalausfällen einer LED ist geringer als bei herkömmlichen Leuchtmitteln und Leuchten. Häufige Ausfallursachen sind Überhitzung oder Übersteuerung. Aber auch Materialfehler können Ausfälle nach sich ziehen«, sagt Everlight-Geschäftsführer Bernd Kammerer.
Fazit: Totalausfälle sind nicht auszuschließen, aber es ist nicht einfach, zu einer quantitativen Aussage zu kommen, gerade weil das Ereignis so selten ist. Und das dürfte in Zukunft noch schwieriger werden, weil die LED-Hersteller die Produktqualität immer besser in den Griff bekommen. Hechfellner stellt denn auch lakonisch fest: »Je besser die Bauteile werden, umso länger muss man auf den Totalausfall warten!«
Eines steht allerdings fest: Steigen Betriebsstrom oder Betriebstemperatur, nimmt die statistische Ausfallwahrscheinlichkeit zu, auch wenn die LED ihren Dienst innerhalb der spezifizierten Betriebsgrenzen verrichtet. Und die Fachleute wissen inzwischen, dass höherer Stress rein statistisch gesehen eine höhere Wahrscheinlichkeit des Totalausfalls nach sich zieht. Ein solcher Totalausfall tritt zum Beispiel ein, wenn kein Strom mehr fließt, etwa weil der Kontakt bzw. der Bonddraht selber der Dauerbelastung mit Hochstrom nicht mehr standgehalten hat. Oder wenn ein Kurzschluss vorliegt. Auch gibt es Fehlermechanismen, die den optischen Dünnschichten dermaßen zusetzen, dass der Lichtstrom stark abfällt. Die Mechanismen, die den Totalausfall früher oder später nach sich ziehen, kennt man noch nicht alle genau, aber mit der Zeit haben die LED-Forscher vieles beobachten und analysieren können.
Die Totalausfälle sind aber noch nicht alles. »Als Folge der zunehmenden thermischen und elektrischen Belastung nimmt auch die Lumen Maintenance ab«, fügt Hechfellner hinzu. Das ist also gewissermaßen der schleichende, aber unaufhaltsame Ausfall, der sich durch allmählichen Rückgang der Lumen Maintenance bemerkbar macht. Obwohl dieser Effekt bei allen LEDs auftritt, gibt es noch kein Standardkriterium für diese Form des Ausfalls, allerdings legen sich immer mehr Hersteller darauf fest, dass sie als Lumen Maintenance die Zeit angeben, die unter spezifischen Betriebsbedingungen und Aufrechterhaltung von mindestens 70 Prozent des spezifizierten Lichtstroms verstreicht. Die vom US-Energieministerium propagierte US-Richtlinie »Energy Star« schreibt diesen Grenzwert für LED-Leuchten auch vor. Einige Hersteller belassen es allerdings bei 50 Prozent. Der US-Hersteller LedEngine wiederum propagiert für seine »LedFlex«-Familie gar eine Lumen Maintenance von mindestens 90 Prozent.
- Leuchten LED-Leuchten wirklich ewig?
- Mit Wahrscheinlichkeiten rechnen und leben
- Wissen ist Marktmacht
- Methode »Monte Carlo« löst Russisches Roulette ab
- Wie lange hält der Farbort?
- Was ist eine MacAdam-Ellipse?
- Checkliste für Leuchtendesigner
