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Die neue Generation des Lichts – LEDs

Sie produzieren viel Licht aus wenig Strom, die Einsatzmöglichkeiten sind nahezu grenzenlos: die elektronischen Halbleiterelemente – Leuchtdioden (LEDs) – erobern zunehmend unseren Alltag, sie stecken nicht nur in Deckenflutern, sondern in Autoleuchten, Kühlschränken, Design- und Taschenlampen. Eine bedeutende Entwicklung der Neuzeit stellen Wechselstrom-LEDs dar, die keinen Konverter benötigen.
Die Vorteile von LEDs liegen eigentlich auf der Hand: 90% weniger Stromverbrauch als bei einer gewöhnlichen Glühlampe sind unschlagbar, keine andere Leuchte kann es mit der Effizienz einer Leuchtdiode aufnehmen. Im Gegensatz zu Energiesparlampen spenden sie zudem ab der ersten Sekunde volles Licht. Ein entscheidender Vorteil ist darüber hinaus die Umweltfreundlichkeit: Weder Blei noch Quecksilber sind in LED-Leuchten enthalten und durch ihre Sparsamkeit sinkt die CO2-Belastung des Klimas deutlich. Somit haben LEDs einen klaren Vorteil gegenüber Glühbirnen, Halogen-Strahlern und Energiesparlampen.

Beliebte Einsatzgebiete

Unempfindlich gegenüber Erschütterungen haben sie bereits Einzug in Wohnmobile und Autos gehalten und dank der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten kann die LED für die Beleuchtung von Schaufenstern bis hin zur Straßenlaterne oder Ampelanlage in vielen Anwendungen eingesetzt werden. Lichtdesigner wissen die kleinen Leuchten ebenfalls zu schätzen, um Wohnräume oder Außenanlagen auszuleuchten oder mit Spots gezielt Akzente zu setzen. LEDs werden zudem an Orten einsetzt, bei denen andere Lampen nicht verwendet werden dürfen, etwa aus Brandschutzgründen. Im Gegensatz zu Glühlampen entwickeln sie nur wenig Abwärme. So sparen sie etwa beim Einsatz in Kühlschränken zum geringen Stromverbrauch noch die Energie für die Kühlung. Dadurch dass sie keine IR- oder UV-Strahlung abgeben, kommen sie auch in Apotheken zum Einsatz, denn die Wirkung von Medikamenten kann durch Licht oder Temperatur beeinflusst werden. Vor dem Hintergrund der Klimaschutzdebatte und der steigenden Strompreise sind energieeffiziente Leuchten gefragter denn je. Nachdem bereits die Glühlampe aus den Wohnzimmern verbannt worden ist, rückt auch die vielgelobte Energiesparlampe bereits wieder in den Hintergrund. Denn ihr großer Nachteil ist, dass sie Spuren von Quecksilber enthält und damit als Sondermüll endet.

Wechselstrom-LED ohne Konverter für längere Lebensdauer

Eine Schwachstelle der Leuchtdioden ist jedoch der Konverter, der den Wechselstrom aus der Leitung in die für den Chip benötigte Gleichspannung umwandelt. Das Bauteil hat eine kürzere Lebensdauer als die anderen Bestandteile der LED und benötigt extra Platz – trotz der geringen Größe ein wichtiges Argument nicht nur für Hersteller von Design-Lampen. Seoul Semiconductor brachte 2009 die erste Wechselstrom-LED auf den Markt. Sie ist weltweit das erste Halbleiterleuchtelement, das direkt und ohne Konverter an die 220/230V-Wechselstromversorgung angeschlossen werden kann und somit besonders platzsparend ist – eine wichtige Voraussetzung für die designfreudigen Retrofit-Lösungen, die die ‚alten‘ Glühbirnenfassungen verwenden, sowie alle Vorteile der LED bietet. Die Einsatzbereiche von Wechselstrom-LEDs (AC LEDs) und Gleichstrom-LEDs (DC LEDs) unterscheiden sich grundlegend voneinander. DC LEDs kommen in Geräten zum Einsatz, die Niederspannung verwenden, wie z.B. Taschenlampen oder Mobiltelefone. Dagegen benötigen Lichtquellen für allgemeine Beleuchtungsanwendungen, wie Anzeigetafeln, Straßenlampen und Heimelektronik, eine Hochspannung von 110 bis 220 V. Das Hauptmerkmal der LED ist die lange Lebensdauer. Werden herkömmliche LEDs in Hochspannungsgeräten verwendet, so ist dazu der Einsatz eines zusätzlichen Schaltkreises, z.B. eines AC-DC-Konverters, erforderlich. Jedoch beträgt die Lebensdauer eines Konverters weniger als 20.000h, und ist somit völlig ungeeignet für die Lebensdauer einer LED.

Acriche-LEDs

Acriche-LEDs von Seoul Semiconductor (SSC) werden jedoch mit einer Wechselspannungsquelle betrieben, die ohne AC-DC-Konverter auskommt, und besitzen somit eine sehr lange Lebensdauer von 35.000h. Mittlerweile gibt es die Acriche-LEDs sowohl für kommerzielle Beleuchtungsanlagen als auch für Einbauleuchten. Die 3,2W-Leuchtdiode A 7 mit den Maßen 8x8x3,7mm liefert als Lichtquelle 305 Lumen (lm) mit einer Leuchtdauer von bis zu 40.000h bei hoher Konstanz gegen Spannungsschwankungen. Das LED-Element für Einbauleuchten liefert eine Lichtquelle mit 700lm und kann so eine 60W Birne ersetzen. Beide Modelle verzichten auf einen Konverter und können für Wechsel- als auch für Gleichstrom ohne Wandler genutzt werden. Somit sind sie für gängige Wechselstromspannungen wie 110V/220V als auch für andere Hoch- oder Niedrigvoltspannungen geeignet.

Für Solarenergie- und batteriebetriebene Beleuchtungssysteme

Die neueste Entwicklung aus der Acriche-Reihe ist eine LED, die sich vor allem durch ihre Helligkeit von 140lm und eine Lichtausbeute von 120lm/W auszeichnet. Ziel von SSC war es, eine leistungsfähige und wirtschaftliche LED zu entwickeln, die den Leistungsanforderungen moderner LED-Beleuchtungssysteme entspricht – und gleichzeitig Wechselstromkompatibel ist. Deswegen eignet sie sich besonders gut für Solarenergie- und batteriebetriebene Beleuchtungssysteme. Für Beleuchtungszwecke ist es zudem ein Vorteil, dass die LEDs der Acriche-Produktreihe auch gedimmt werden können. Der Vorteil gedimmter LEDs hat auch einen ökologische wichtigen Aspekt: Während der Wirkungsgrad von Glühlampen beim Dimmen noch schlechter wird, bleibt er bei einer LED mindestens gleichbleibend. Bei der Acriche steigt er sogar, da der Spannungsabfall über den Vorwiderstand schneller sinkt als die Flussspannung.

Dem Verbraucher zuliebe: Preis per Lumen

Trotz all dieser Vorteile sind LEDs in deutschen Haushalten noch nicht flächendeckend vertreten. Dafür gibt es mehrere Gründe. Zum einen kostet eine LED-Leuchte im Handel pro Stück noch immer mehr als eine Energiesparlampe, den Preis über die Lebensdauer hinweg errechnen die wenigsten Verbraucher. Bis vor kurzem wurde die Leistung von LEDs ausschließlich in Lumen pro Watt angegeben. Aufgrund der immer leistungsfähigeren Chips relativiert sich jedoch die Aussagekraft der Lichtausbeute über Lumen pro Watt als alleinige Referenz, da LED-Lösungen die Leistungen von konventionellen Leuchtmitteln bereits erreichen und zum Teil sogar übertreffen. Seoul Semiconductor hat begonnen, die Angabe Preis-per-Lumen bei seiner LED 5630 einzuführen. So werden mögliche Eintrittsbarrieren durch einen leichteren Preis-/ Leistungsvergleich gesenkt, der Kunde erkennt auf einem Blick, wie hoch seine Investition bei dem Einsatz einer LED in Bezug auf die Lumenausbeute ist.

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