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Kleine Leuchten – Große Strahlen
Länger, heller, weiter sollen sie leuchten und dabei energiesparend sein. Immer öfter wird die herkömmliche Glühlampe aus ihrer Fassung gedreht und durch ein effizienteres Leuchtmittel ersetzt. Einzig die Kompaktstofflampe schien lange Zeit eine geeignete Alternative zu sein, doch durch stetige Weiterentwicklungen der LED-Leuchten bekommt sie langsam ernst zu nehmende Konkurrenz.

Licht Emittierende Dioden sind schon heute überall dort im Einsatz, wo ein Auswechseln problematisch und gezielte, punktuelle Beleuchtung notwendig sind: So zum Beispiel in Verkehrszeichen, Statusanzeigen technischer Geräte, Taschenlampen oder als Bildschirmhinterleuchtung. Ihre Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden, was etwa 10 Jahren entspricht, ist einfach unschlagbar. Doch wie funktionieren diese Leuchten eigentlich?

Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom nur in eine Richtung durchlässt. So wird eine Gleichrichtung von Wechselspannung bewirkt.

Knipst man eine LED-Leuchte an, wird Strom direkt in Licht umgewandelt. Dies geschieht durch Halbleiterverbindungen, auf denen die Dioden basieren und die Licht abgeben. Verschiedene Stoffe sind Halbleiterverbindungen und können in Dioden zum Einsatz kommen, so zum Beispiel das häufig verwendete Indiumgalliumnitrid (InGaN). Das Licht, das die LEDs abgeben ist in seinem Spektralbereich allerdings begrenzt, fast monochrom. Während das Tageslicht aus unterschiedlichen Wellenlängen besteht, für unseren menschlichen Farbeindruck also alle Spektralfarben (Regenbogenfarben) enthält, ist dies beim LED-Licht nicht der Fall. Für Signalanlagen sind LEDs deshalb sehr effizient, weil die restlichen Farben des Spektrums nicht erst herausgefiltert werden müssen. Für die Erzeugung weißen Lichtes werden meist blaue LEDs mit einer darüberliegenden gelblich schimmernden fluoreszierenden Schicht verwendet. Es gibt aber auch LEDs, die aus RGB (Rot-Grün-Blau) Farben bestehen und so kombiniert werden, dass sich ihr Licht gut mischt und weiß erscheint. Mittlerweile ist es auch möglich Pastelltöne zu erzeugen, dazu wird die gelbliche fluorezierende Schicht variiert. Nimmt man eine rötliche anstelle der gelblichen Schicht, entsteht rosa. Für Unterhaltungselektronik, wie Mobiltelefone, sind solche Spielarten von LEDs beliebt.

Neben ihrer langen Lebensdauer und geringem Energieverbrauch haben Leuchtdioden den großen Vorteil gegenüber Glühlampen, dass sie keine Temperatur abstrahlen. Außerdem sind sie unempfindlich gegenüber Erschütterung und haben keinen Hohlkörper, der implodieren kann. Einziger Nachteil von LEDs war bislang ihr Wirkungsgrad. Inzwischen ist dieser mit einer Lichtausbeute von 40 bis 110lm/W allerdings besser als der von Halogenlampen, der bei etwa 30 lm/W liegt und vergleichbar mit dem von Leuchtstofflampen. Sogar für Autofrontscheinwerfer können LEDs heute eingesetzt werden, was für Blink-, Brems-, und Rückleuchten schon üblich ist. Vorteil dessen ist, dass Lampen nicht mehr gewechselt werden müssen. Philips und Osram zum Beispiel bieten LED für Kfz-Scheinwerfer und Straßenbeleuchtung an. Weil der Lichtstrom bei LEDs durch den elektrischen Strom vorgegeben wird, sollten sie an einer Konstantstromquelle versorgt werden. Zu hohe Temperaturen, die sich durch zu hohen Strom entwickeln können, verkürzen die Lebensdauer einer LED-Leuchte. Will man also die Lichtausbeute durch erhöhte Stromzufuhr erhöhen, muss durch besondere Bauform der Leuchte die Wärme abgeleitet werden. Ein weiterer Faktor, der die Lebensdauer einer LED-Lampe verkürzen kann, sind zu hohe oder stark schwankende Umgebungstemperaturen. Eine kühle Umgebung lässt LEDs also besser leuchten, was sich bei Temperaturstrahlern genau umgekehrt verhält.

LED-Leuchten altern auch, das heißt, im Laufe der Zeit nimmt die Intensität ihrer Emissionsstrahlung ab.

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