Re(14): Energiesparlampen - Amortisierung
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Re(14): Energiesparlampen - Amortisierung
09.06.2008, 15:05:06
LED und die Wahrheit darüber - Kurzversion - weiße LED´s:

LED´s haben momentan eine Entwicklungsgeschwindigkeit, die kaum nachvollziehbar ist.
Die HighPower LED´s haben eine Lichtausbeute, die seit der Erfindung der HP LED bereits eine Vervielfachung des Lichtstromes erreicht haben. Anfangs deutlich unter 20lm/W (etwa wie eine schwächere Niedervolthalogenlampe) auf mittlerweile über 60lm/W.
Das sind nunmehr auch in der Praxis bestätigte Daten, also nicht aus einem Laborwert herausgelesen. Im Labor wurden auch schon um die 100lm/W erreicht.

Wie kommt man zum weißen Licht?
2 Arten: Blaue LED + Leuchtstoff => durchaus brauchbare Lichtqualität, aber Schwächen im Rot-Bereich. Lichtfarben von 2800K bis über 8000K möglich. Die "wärmeren" also niedrigeren Farbtemperaturen haben eine geringere Lichtausbeute, weil der Leuchtstoff mehr Anteil am abgestrahlten Licht hat.
RGB-Mischung: Rot + Grün + Blau ergibt auch weiß, da eine farbige LED aber jeweils nur einen sehr kleinen Spektralbereich hat, fehlen die Farben dazwischen komplett, d.h. die Farbwiedergabe ist sehr schlecht (unter dem Niveau einer alten "Standard-Leuchtstofflampe")
Und es gibt auch eine "Mischung" der 2 Techniken, um eine im Farbort einstellbare weiße LED zu bekommen, diese Technik ist aber nur wenig verbreitet (und ich denke, da ist auch eine österreichische Entwicklung dahinter - leider fehlen mir dazu die Unterlagen)

Da die Entwicklung der LED`s noch immer mit raschen Schritten geht, ist ein Einsatz etwa so wie bei einem Computer, heute gekauft, morgen bereits veraltet, weil der Nachfolger, schneller, besser, ... oder in dem Fall heller ist. Glei9che Type, gleicher Hersteller, aber nur 8 Monate dazwischen haben bei einem Projekt, wo LED´s zur Allgemeinbeleuchtung eingesetzt wurden, zu einer ca 40~50%igen "Überdimensionierung" geführt, weil im Zeitraum von der Planung bis zur Montage die Lichtausbeute der gewählten LED´s um sage und schreibe gut 40% gestiegen ist (weniger als 1 Jahr!)

Daher ist eine Forderung, wie sie öfters aus der Politik kommt, LED´s z.b. für die Straßenbeleuchtung einzusetzen noch zu früh. Wann wird die Spitze erreicht sein? Schwer zu sagen, aber so um die 150lm/W wird etwa die Spitze darstellen. Dahin dauert es aber noch. LED´s sind erst am Entwicklungsbeginn und somit so wie bei allen anderen Lichtquellen gibt es noch Kinderkrankheiten (in erster Linie Alterungserscheinungen, die nicht rechtzeitig erkannt wurden)
Andere Lichtquellen haben auch viele Jahre der Entwicklung gebraucht, bis sie "ausgereizt" wurden bzw Zuverlässig.
LED´s haben ein gewaltiges Problem: Klein, Wärmeempfindlich, zu hohe Leuchtdichte.
Wärmeempfindlich: HP-LED`s "verheizen" auf etwa 1mm² mittlerweile bis über 10W. Die Wärmeableitung ergibt natürlich entsprechende Probleme, weil die Lebensdauer direkt mit der Sperrschichttemperatur zusammen hängt. Das delta T von der Sperrschicht bis Kühlkörper ist auf Grund der thermischen Widerstände ein eigenes Problem. Da können gleich einmal 30° und mehr auftreten. Die Lichtausbeute hängt stark mit der Temperatur zusammen, je niedriger, desto mehr Licht. Die Lichtstromangaben werden bei einer Sperrschichttemperatur von 20~25°C gemacht => der Kühlkörper müßte zumindest bei -5°C oder noch weit darunter liegen ... Lichtstromdaten bei einer Junction-temperature von 80~100°C => zwischen 10 und 30% weniger Licht, je nach Hersteller, Ausführung etc.
Also Kühlung ist Alles!
Lebensdauer: HP-LED´s etwa 20 bis 30000h, jedoch noch starke Alterungserscheinungen - Lichtstromrückgang, Farbveränderungen ... gute Kühlung jedoch vorausgesetzt.

Problem: Kleine Lumenpakete, da nur kleine Leistungen. 20W LED´s sind zwar am Markt, aber nur mit ca 20~30lm/W und nicht mit 60lm/W, wo die kleineren Leistungen (1W bis 3W) liegen.
Problem: bereits erwähnte Leuchtdichte ... die Helligkeit der HP LED´s ist gefährlich für die Augen - Netzhautschäden können bereits bei den 1W LED´s auftreten, wenn man direkt auf den Lichtaustritt blicken kann. Externe Diffusoren sind unumgänglich.

Fazit: LED´s stecken noch in den Kinderschuhen, sind aber faszinierende Lichtquellen, die in wenigen Jahren ihre Spitze in Sachen Lichtausbeute erreichen werden, danach wird es an die Verbesserung der anderen Daten ("Alterung", Lebensdauer, Qualität/Streuung innerhalb einer Charge, ....) gehen.

Wo die LED´s bereits unschlagbar sind: Kleinere Lichtquellen, wo auch nur kleinere Lumenpakete gefordert sind, z.b. diverse Formen von Taschenlampen, Fahrradlicht (Achtung: Straßenzulassung), Anstrahlung aus kleiner Distanz
Wo LED´s schlecht sind: Licht zum Wohnen - Farbwiedergabe, Allgemeinbeleuchtung (noch nicht wirklich ausgereifte Technik)

Farbige LED´s - wieder die HP LED´s
Diese sind bereits kaum zu schlagen, Anstrahlungen mit Farbwechslern (RGB) sind auch großflächig sehr gut, weil die LED in der rein farbigen Ausführung kaum in der Farbintensität zu schlagen ist, die Farbe wird direkt erzeugt und nicht, wie sonst üblich, gefiltert => extrem guter Wirkungsgrad. Also alle Anstrahlungen (ob Gebäude, Statuen oder was auch immer)mit farbigem Licht. Da geht bereits kein Weg mehr an der LED vorbei. Rot ginge mit gefiltertem Halogenlicht noch irgendwie, aber liegt auch hinter der LED, bei grünem Licht aber vor allem bei blauem Licht liefert die LED ein mehrfaches an Licht/W als eine gefilterte Halogenlampe aber auch gefilterte Halogenmetalldampflampe.

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