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LED-Lampen - das Leuchtmittel der Zukunft

Die effizienten, sparsamen und extrem langlebigen LED-Lampen haben die anderen Leuchtmittel wie Glühbirnen und Halogenlampen heute bereits ins Abseits gedrängt und werden sie mit zunehmender Entwicklung dieser relativ jungen Technik in allen Lebensbereichen weitgehend ablösen. Mit dem schrittweisen Verkaufsverbot der Glühlampe seit 2009 wurde ein entscheidender Schritt in Richtung LED-Lampe als universelle und nachhaltige Beleuchtungslösung gemacht.

Was ist LED?
Die Abkürzung LED steht für "light-emitting diode" und bezeichnet eine Leuchtdiode (auch Lumineszenzdiode), ein Halbleiter-Bauelement, das je nach Material bei Stromdurchfluss Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung abstrahlt. Die Elektrolumineszenz wurde bereits 1907 entdeckt, die ersten LED-Lampen wurden 1962 gefertigt. Zunächst gab es nur bunte LEDs als Leuchtanzeige und zur Signalübertragung, bis Ende der 90er Jahre weiße Leuchtdioden mit einer höheren Leuchtkraft entwickelt wurden, die auch zur Beleuchtung einsetzbar sind.

Die LED als Leuchtmittel
Als Leuchtmittel für die allgemeine Beleuchtung werden hauptsächlich eine oder mehrere weiße LEDs verwendet. Das weiße Licht entsteht durch die Umwandlung des Lichtspektrums einer blauen Leuchtdiode durch Lumineszenzfarbstoff. Die LED-Lampe kann dabei als Farbtemperatur ein tageslichtähnliches Kaltweiß mit 5500 - 6000 K oder ein Warmweiß wie das der Glühlampe mit 2700 - 3000 K haben. Bei LED-Lampen können deutlich feiner abgestufte Lichtfarben produziert werden als bei Leuchtstofflampen. Auch die Kosten sind geringer, da die mit fluoreszierendem Material überzogene Fläche viel kleiner ist. Es werden auch farbige LED-Lampen verwendet, zum Beispiel bei der Effektbeleuchtung oder als Signalleuchte.

Meist sind die Halbleiterkristalle in die kegelförmigen Vertiefungen einer Metallplatte gelötet. Die Lötstelle und ein dünner Bonddraht auf der Kristalloberseite bilden die elektrischen Anschlüsse der LED-Lampe. Alternativ kann der Dioden-Chip auch direkt auf eine Platine gelötet werden (chip on board), die anschließend mit Silikon vergossen wird. Solche LED-Lampen werden COB-LED genannt.

Die Lichtstärke als Lebensdauer
Der Lichtstrom einer LED-Lampe nimmt im Laufe der Betriebszeit annähernd linear ab. Sie fällt also nicht plötzlich aus, sondern verliert zunehmend an Helligkeit. Die Lebensdauer (Degradation) gibt dabei die Zeit an, nach der die Lampe noch 50 % (L50) ihrer ursprünglichen Lichtstärke hat. Es gibt auch Herstellerangaben von L70 und L80. Die LED-Lampen sind aber auch darüber hinaus noch weiter verwendbar, sie können grundsätzlich bis zu maximal 100.000 Stunden halten. Voraussetzung dafür ist der ordnungsgemäße Betrieb des Leuchtmittels nach Herstellerangaben. Die Lebensdauer hängt auch vom Halbleitermaterial ab und wird durch hohe Temperaturen bzw. Stromstärken und Feuchtigkeit verkürzt.

Vorteile von LED-Lampen

• Sie sind extrem langlebig im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln und haben damit niedrigere Wartungsintervalle, sodass auch ihr höherer Preis sich nach einiger Zeit amortisiert.
• LEDs produzieren nur sehr wenig Wärme, was zum einen die Sicherheit erhöht und außerdem die Kosten für die Kühlung minimiert.
• Im Gegensatz zu Energiespar-Lampen enthalten sie kein giftiges Quecksilber.
• LED-Lampen verbrauchen nur 2 - 10 W Strom, so sind sie neben der Kostenersparnis auch für den Batterie- und Solarbetrieb gut geeignet.
• Die LED leuchtet konstant (kein flackern), ist stoß- und erschütterungsunempfindlich
• Ein umweltfreundliches Leuchtmittel ist die LED-Lampe wegen des geringen Stromverbrauchs (CO2) und des Verzichts auf Giftstoffe.
• LEDs liefern beim Einschalten sofort 100 % Lichtleistung in guter Qualität und bieten dabei das gesamte RGB-Spektrum zur Auswahl.
• LED-Lampen sind deutlich kleiner als andere Lampen, können daher in fast jede Art von Leuchte eingebaut werden und bieten außerdem durch die flexible Steuerbarkeit einen großen Gestaltungsspielraum.
• Sie werden auch in Form einer Glühbirne mit E14/E27 Fassung hergestellt und können somit auch in herkömmliche Leuchten eingesetzt werden.

Anwendungsbereiche der LED-Lampen
Aufgrund des technischen Fortschritts ermöglichen die Eigenschaften der LED-Lampe heute einen weitreichenden Einsatz:

• Anzeigeelemente, z.B. Statusanzeigen
• Signalübertragung wie Fernsteuerungen und Lichtschranken (Infrarot)
• Straßen- und Außenbeleuchtung
• Raum- und Effektbeleuchtung, z.B. bei Möbeln
• Scheinwerfer und Taschenlampen
• Signalleuchten, unter anderem Ampeln
• Hintergrundbeleuchtung des Displays beim LCD-TV
• Infrarote und ultraviolette LED-Lampen in der Medizintechnik