Leuchtdioden

Der Begriff LED steht für Leuchtdiode oder auch Lumineszenzdiode bzw. im Englischen light emitting diode. Eine Diode ist ein Halbleiterbauelement, das den Strom nur in einer Richtung fliessen lässt. Durchfliesst  Strom die LED  in der Durchlassrichting, so strahlt sie Licht ab. Je nach Beschaffenheit des Halbleiters wird das Licht in unterschiedlichen Wellenlängen ausgesendet.

Diese Wellenlängen können dabei in Abhängigkeit der Eigenschaften des Halbleiters von Infrarot bis Ultraviolett variieren, das menschliche Auge nimmt dies als kalte oder warme Lichtfarben wahr.

In den letzten Jahren hat sich diese Methode der Lichterzeugung enorm verbessert. Bei einer Glühlampe oder Halogenlampe wie sie noch in den meisten Haushalten oder auch gewerblichen Einrichtungen zu finden ist, wird das Licht durch eine Glühwendel aus Wolfram erzeugt. Dieser Draht muss sich in einem Vakuum befinden, da er ansonsten mit Sauerstoff sofort oxidieren würde und zerstört wird. Bei diesem alten Prinzip wird enorm viel der Energie, die für die Lichterzeugnung bestimmt ist, für die Umwandlung in Wärme verschwendet. Die starke Hitzebeanspruchung des Materials führt nach relativ kurzer Betriebsdauer von ca. 2000h zum Ausfall der Beleuchtung.

Die Energieleistung ist mit der Einheit Watt, dem Produkt aus Spannung und Strom definiert. Wenn Energie für Lichtzwecke umgewandelt wird, ist der Anteil des nutzbaren Lichts im Verhältnis zur eingesetzten Energie von Interesse. Das nutzbare Licht wird durch den sogenannten Lichtstrom definiert. Die Einheit des Lichtstroms ist Lumen.

Möchte man eine Aussage über die Effizienz der Umwandlung der eingesetzten Energie zur tatsächlichen Lichtausbeute treffen, ist das Verhältnis von Energieleistung zum Lichtstrom die einzig aussagekräftige Größe.

Moderne LEDs besitzen heute eine Lichtausbeute von bis zu 140 Lumen pro Watt. Glühlampen können maximal 20 Lumen pro Watt erreichen. Der Rest der Energie wird in Wärme umgewandelt und geht für Beleuchtungszwecke verloren. Die Haltbarkeit moderner LEDs liegt bei 50000 bis zu 100000 Stunden und ist damit der Glühlampe um ein Vielfaches überlegen.

LED Ersatz mit integrierten Vorschaltgeräten

LEDs strahlen im Gegensatz zu einer Glühwendel nicht in alle Richtungen, ihr Abstrahlwinkel ist auf ca. 120° technologisch begrenzt. Dies muss bei der Planung neuer Beleuchtungsanlagen immer beachtet werden. Die sogenannte Lichtverteilungskurve einer LED ist mit der einer Glühlampe und auch einer Energiesparlampe nicht zu vergleichen.

LEDs wurden in den letzten Jahren enorm weiterentwickelt. Für den Laien ist es sehr schwer erkennbar, ob er ein Produkt der neuen Generation mit hoher Lichtausbeute und langer Lebensdauer in den Händen hält.

Die Betriebsspannung einer LED liegt je nach Lichtfarbe bei ca. 2,5 – 3,7 Volt Gleichspannung.  Herkömmliche Glühlampen in Deutschland werden mit 230V Wechselspannung bzw. bei Halogenlampen auch mit 12 bzw. 24V betrieben. Dies hat zur Folge, dass bei Betrieb von LEDs eine Gleichrichtung  und Transformation der Spannung notwendig ist. Hier ergeben sich einige technologische Schwierigkeiten, da die Qualität der notwendigen Vorschaltgeräte, die in sehr billigen LED Ersatz- Lampen verbaut werden, oftmals minderwertig ist und zum Ausfall der Beleuchtung führt. Erfahrungen zeigen, dass nur in sehr wenigen Ausnahmefällen die LEDs die Ursache für Probleme sind und die Auswahl und Dimensionierung hochwertiger elektronischer Komponenten zur Transformation und Gleichrichtung des Stroms von entscheidender Bedeutung für die Lebensdauer der Beleuchtungsanlagen sind.