Licht aus dem Halbleiter
So sieht ein LED-Leuchtensystem aus: Platine mit SMD-LEDs, Linsen und Diffusor | Foto: Erco
Lange galt die LED als halbgares Leuchtmittel, jetzt aber kommt sie mit Rasanz.
Die anstehende Messe Light+Building (11.-16. April in Frankfurt) bringt offenbar den Durchbruch der LED-Technik als Leuchtmittel für die allgemeine Innenraumerhellung. Jedenfalls dürften sich alle führenden Leuchtenhersteller mit einem entsprechenden Produktportfolio präsentieren. Erco beispielsweise will 1200 neu Produktversionen zeigen, darunter allein 300 mit LEDs. Ganz zu schweigen vom Stuttgarter Hersteller Nimbus, der schon seit einigen Jahren neue Leuchten nur noch auf LED-Basis entwickelt.
Die LED ist inzwischen salonfähig geworden – und wird nicht nur wie bisher ein Schattendasein für Notleuchten oder Orientierungsleuchten fristen. Nein, die LED wird zum Leuchtmittel der Zukunft schlechthin – nicht eine Lichtquelle von vielen, sondern die zentrale überhaupt. Die Vorteile der LED liegen auf der Hand – vordergründig sind dies Argumente wie Energieeffizienz, lange Lebensdauer, mechanische Robustheit und Miniaturisierung. Schaut man genau hin, dann offenbaren sich viele neue Aspekte. Zum Beispiel lassen sich LEDs per Triggering ohne Effizienzverlust dimmen – bei konventionellen Leuchtmitteln wie Halogenlampen verschlechtert sich der Wirkungsgrad beim Herunterdimmen erheblich. LEDs hingegen verhalten sich linear – und können ohne Technologiebruch direkt elektronisch angesteuert werden.
Momentan werden Laufzeiten von 50.000 Stunden als Lebensdauer der LEDs genannt. Und dann? „Normalerweise fällt die LED nicht schlagartige aus wie Glühbirnen oder Hochdrucklampen, sie wird einfach dunkler“, so Martin Krautter von Erco. Voraussetzung allerdings ist ein stimmiges Thermomanagement – denn obwohl die LED kaltes Licht produziert, also frei von IR– oder UV-Anteilen, wird die LED als Bauteil durchaus warm. Wird diese Wärme nicht mit geeigneten konstruktiven Maßnahmen abgeleitet, reagiert die LED empfindlich und fällt deutlich früher aus. Dies stellt auch die Leuchtenhersteller vor neue Aufgaben und verlangt neue Kompetenzen. Nimbus beispielsweise hat die Riege der Elektrotechniker und Thermospezialisten personell ausgebaut.
Die LED wird also auch die Leuchtenhersteller verändern – und zwar massiv. Neues Know-how ist notwendig, neue Entwicklungsprozesse, neue Lieferantenqualifizierungen und ein neues Verständnis vom Licht. „Das geht ganz schnell“, so Martin Krautter, „man erinnere sich an die Geschwindigkeit bei der Umstellung von der Röhre auf den Transistor im Audio-Bereich“. Und „es wird neue Mitspieler geben, die aus der Halbleiterbranche kommen“, ergänzt Nimbus-Chef Dietrich Brennenstuhl. Die Innovationszyklen seien zwar derzeit „nicht mehr so schnell“, aber dennoch dürften es mit der Gemütlichkeit aus den Zeiten der Glüh– und Entladungslampen vorbei sein. Leistungssprünge wird es weiterhin geben, momentan geht Erco bei warmweißen LEDs mit 60 Lumen/Watt und bei kaltweißen mit 80 Lumen je Watt ins Rennen, Brennenstuhl reklamiert für sein Unternehmen sogar 100 Lumen/Watt, was in etwa der Effizienz einer Leuchtstoffröhre entspricht.
Mehr Leistung ist gut – einerseits. Andererseits müssen Nimbus, Erco und Co. das Ersatzgeschäft neu lösen. Bisher wechselte man einfach das Leuchtmittel durch eines mit gleicher Wattage aus und das Problem war gelöst. Künftig geht dies nicht mehr so simpel, schließlich dürften neue LED-Boards auch mehr Leistung bieten – und müssen dann auf das Niveau der umgebenden, alten Leuchten eingeregelt werden. Damit dies wirtschaftlich machbar ist, setzt Nimbus auf eine exakte Chargenrückführung. „Jede Leuchte können wir auf die verwendeten LEDs zurückführen“, erklärt Brennenstuhl. Von jedem Produktionscluster halte man zudem eine bestimmte Anzahl an LEDs im Ersatzteillager zurück, um bei künftigen Ersatzanforderungen reagieren zu können.
Ersatz? Ein Refresh der LED-Platine sei nur bei hochwertigen Leuchten oder komplexen System sinnvoll, sagt Brennenstuhl. Ansonsten werde die komplette Leuchte ausgetauscht. „Die Leuchten-Lebensdauer entspricht künftig der Lampen-Lebensdauer“ lautet auch die Aussage bei Erco. Weil LEDs keine Schadstoffe enthalten, sei die Entsorgung via Elektroschrott kein Problem. Bei Nimbus wiederum denkt man darüber nach, eine sortenreine Trennung der Altleuchten einzuführen und künftig Biokomposite als Ersatz für konventionelle Kunststoffe zu verwenden.
Sind die meisten technischen Fragen im Zusammenhang mit der LED gelöst, so bleibt noch die Standardisierung offen. Bisher hatte man es mit herstellerunabhängigen Fassungs– und Lampengeometrien zu tun, in Zeiten der LED, die als Cluster auf Platinen montiert und exakt an die jeweilige Leuchte angepasst sind, wird dies nicht mehr möglich sein. Und auch die Verständigungsbasis muss sich neu finden: „Früher war die Wattage das Maß, künftig wird wohl der Lichtstrom zum Vergleichsmaß für die Lichtplaner“, so Krautter.
Mehr zum Thema
Siehe Design Report 02/2010, erscheint Anfang April 2010
Links
www.nimbus-group.com
www.erco.com
www.light-building.messefrankfurt.com
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