Der Siegeszug der neuen Beleuchtungstechnologien
publiziert: Montag, 19. Jan 2015 / 09:23 Uhr / aktualisiert: Montag, 19. Jan 2015 / 11:13 Uhr
Die klassische Glühbirne hat ausgedient.
Die klassische Glühbirne hat ausgedient.

In der Beleuchtungsindustrie findet seit einigen Jahren ein grosser Umbruch statt. Herkömmliche Leuchtmittel werden Schritt für Schritt durch neue Beleuchtungstechnologien ersetzt. Spätestens seit dem Verbot der traditionellen Glühbirne in der Schweiz und auch in der Europäischen Union (EU) sind andere Technologien am Zug. Im Blickpunkt dieses Artikels steht die LED-Technologie.

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In welchen Aspekten unterscheiden sich die verschiedenen Leuchtmittel?

Herkömmliche Glühlampen: Lediglich 5% der elektrischen Energie wird durch die Erhitzung eines Wolframdrahtes in Licht umgewandelt. Die restliche Energie geht in Form von Wärme verloren. Die durchschnittliche Lebensdauer beträgt etwa 1000 Stunden.
Halogenlampen: Halogenlampen haben gegenüber herkömmlichen Glühlampen eine um 20 bis 30 Prozent bessere Lichtausbeute. Im Vergleich zur Energiesparlampe ist diese jedoch dreimal schlechter. Lebensdauer: Bis zu 5000 Betriebsstunden.
Energiesparlampen: Kleine gebogene Leuchtstoffröhren, die als Kompakt-Leuchtstofflampen oder auch Gasentladungslampen bezeichnet werden. Energiesparlampen verfügen über eine 5 bis 15-fach höhere Lebensdauer als klassische Glühlampen und erzeugen mehr Licht bei weniger Wärmeverlust.
Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LEDs): LEDs sind elektronische Halbleiter-Bauelemente. Sie sind klein, robust und dimmbar und verfügen über eine erheblich höhere Lichtausbeute als Glühlampen. LEDs werden immer leistungsstärker und günstiger, gerade bei Lampen mit niedriger Leuchtkraft haben sie sich am Markt durchgesetzt.
Quelle: Umweltinstitut München

Vorteile der LED-Lichttechnologie

LEDs weisen zwei erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln auf: Höhere Energieeffizienz bei gleichzeitig höherer Lebensdauer. Im Gegensatz zu Glühbirnen, Halogenstrahlern oder Leuchtstoffröhren entwickeln LEDs kaum Wärme. Die erzeugte Energie wird so hauptsächlich für die Lichterzeugung verwendet. Die Lebensdauer der Halbleiterverbindungen ist zudem deutlich länger, da sie im Unterschied zu den alten Leuchtmitteln keinen Glühfaden besitzen. Bei der LED-Technik wird Licht durch das Fliessen von Strom durch ein Halbleitermaterial erzeugt. Ein sofortiges Erlöschen der Lampe, wie häufig bei Glühbirnen zu beobachten, ist bei Leuchtdioden sehr unwahrscheinlich.

Später Durchbruch am Markt

Die ersten LEDs in der Farbe Rot waren bereits 1962 auf dem Markt erhältlich. Ihren Durchbruch als kosteneffiziente Alternative zu herkömmlichen Leuchtmitteln haben die LEDs jedoch erst in den letzten Jahren erreicht. Mittlerweile sind sie in jedem Baumarkt zu haben und das zu realistischen Preisen. Zu verdanken ist diese Entwicklung auch einem Forscherteam, das dafür im letzten Jahr mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde, wie news.ch berichtete. Die Japaner Isamu Akasaki und Hiroshi Amano sowie der Amerikaner Shuji Nakamura erhielten die Auszeichnung für ihre Forschungen zur umweltfreundlichen und kostensparenden Entwicklung der Leuchtdioden. Konkret hat das Team blaue LEDs entwickelt, die langlebiger und energiesparender als bisherige Leuchtquellen sind. Des Weiteren enthalten die Lampen kein Quecksilber.
LEDs für den alltäglichen Gebrauch können in verschiedenen Farben hergestellt werden, die Farbe des erzeugten Lichts hängt dabei von den verwendeten Halbleitermaterialien ab. Mittlerweile gibt es LED-Lampen in verschiedenen Designs und für unterschiedliche Effekte, wie Philips auf seiner Webseite darlegt und näher erklärt.

Welchen Unterschied gibt es zwischen der LED-Technologie und Energiesparlampen?

Für den Betrieb von LEDs wird im Gegensatz zu Energiesparlampen kein Vorschaltgerät benötigt, des Weiteren enthalten die Leuchtdioden kein Quecksilber und sind somit umweltfreundlicher. Energiesparlampen entfalten ihre volle Leuchtkraft beim Einschalten erst nach einer zeitlichen Verzögerung, während LEDs direkt ihre volle Leuchtstärke ausstrahlen. Zudem besitzen LEDs eine deutlich längere Lebenszeit. Der Preis für die Leuchtdioden liegt noch über dem für Energiesparlampen, die höheren Kosten amortisieren sich jedoch aufgrund der eingesparten Energie relativ schnell. Neben der grösseren Umweltfreundlichkeit verursachen LED-Lampen weniger elektromagnetische Strahlung und sind somit für den Menschen gesundheitsverträglicher.

Der Siegeszug der LED-Beleuchtung schreitet voran

Die LED-Technik kommt nicht nur in Lampen zum Einsatz. Auch die Bildschirme moderner Fernseher werden durch die Leuchtdioden erhellt, die ebenfalls Grundlage vieler Smartphones, Laptops und Tablet Computer sind. Weitere Anwendungsgebiete sind die Strassenbeleuchtung, der Fahrzeugbau sowie der flächendeckende Einsatz in grösseren Gebäuden wie beispielsweise Museen oder Galerien.
LED-Lampen rücken stärker in den Fokus von immer mehr Verbrauchern. Die Erwartungen an die Technologie sind gross. Für das Jahr 2016 wird auf dem europäischen Markt ein prognostizierter Umsatz von LEDs in Höhe von 9 Milliarden Euro erwartet, eine Steigerung um 8 Milliarden gegenüber 2011. Bis 2020 soll der Umsatz bei 14 Milliarden Euro liegen.

Organische Leuchtdioden - Das Licht der Zukunft?

Experten sehen in sogenannten Organischen Leuchtdioden (OLEDs) zukünftig den einzig ernsthaften Konkurrenten für die aktuelle LED-Technologie. Noch kommt die auf Kohlenstoff basierende Lichttechnologie überwiegend bei sehr hochwertigen Flachbildschirmen, in Smartphones oder Digitalkameras zum Einsatz.
Ein wichtiger Unterschied zwischen LEDs und OLEDs liegt in der Grösse des Lichtkegels. LEDs sind punktförmige Lichtquellen, während OLEDs eine Fläche beleuchten. Bei den organischen Leuchtdioden handelt es sich um Licht ausstrahlende Kunststofffolien, die im Ruhezustand transparent sind. Sie erzeugen Bilder mit höheren Kontrasten, klareren Farben und sind noch effizienter als die anorganischen LEDs.
Es gibt zwei zentrale Aspekte, warum die organischen Leuchtdioden bislang überwiegend in High-Tech-Produkten verwendet werden. Erstens sind OLEDs noch deutlich teurer als LEDs und zweitens ist ihre Lebensdauer geringer. Bis zu 10.000 Stunden können OLEDs funktionieren – LEDs laufen noch zwei bis fünf Mal länger. In Zukunft sollen indes mehr Anwendungsmöglichkeiten für OLEDs entstehen. Gerade im Fahrzeugbereich soll diese Technologie in einigen Jahren die heutige Lichttechnik in Autos komplett ersetzen. An einer flächendeckenden Verwendung in privaten Haushalten wird ebenso intensiv geforscht.

(tl/IFJ)

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