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Angeregt durch einen Artikel bei Telepolis mit gleichnamiger Überschrift möchte ich heute ein kleines Update zu den in dem Artikel abgegebenen Statements geben. Der Artikel wurde im November 2006 veröffentlicht und ist damit gerade mal knapp über 5 Jahre alt. Eine Zeitspanne, die nicht wirklich außerordentlich groß ist, sich aber in der LED Welt außerordentliche Fortschritte eingestellt haben.

Analog dem Mooreschen  Gesetz, welches besagt, dass sich alle 18-24 Monate die Anzahl der Transistoren auf einer gleichen Chipfläche verdoppelt, so gibt es das Haitzsche Gesetz (Achtung *pdf) für LEDs. Dieses besagt, dass sich die Kosten pro Lumen (Einheit des erzeugten Lichtstroms) für eine bestimmte Wellenlänge des Lichts (Farbe) sich in einer Dekade Zehnteln. Für die Größe der LED Chips gibt es auch noch eine Aussage und zwar, dass sich der erzeugte Lichtstrom eines Chips (Größe) in 10 Jahren verzwanzigfacht.

Haitzsches Gesetz als Diagramm – aus “The case for a national research program on semiconductor lighting” – Roland Haitz et. al.

Um ehrlich zu sein bin ich der Meinung, dass es in den letzten 5 Jahren sogar noch etwas schneller gegangen ist. War man im Jahr 2000 noch bei Ausbeuten von ca. 20 lm/W für eine weiße LED so sind wir aktuell allein schon bei kommerziellen Anwendungen bei 130 lm/W. Waren damals die Preise für High Power LEDs noch nahezu unerschwinglich, so ist ein 1W LED Chip mit ein paar Euros bezahlt. Offiziellen Statistiken glaubend, bezahlt man aktuell für 100 Lumen ca. 1$ wogegen man im Jahr 2000 für 100 Lumen noch 130$ zahlte.

Ich möchte aber an dieser Stelle nicht über die überwältigenden Fortschritte seitens der Licht- und Kosteneffizienz der LEDs referieren, sondern es geht mit um den Wandel, den LED Beleuchtung in den letzten 5 Jahren genommen hat.

Der Herr Roth leitet seinen o.g. Artikel mit folgenden Worten ein:

„An sich ist es noch Zukunftsmusik: noch können weiße LEDs im Alltagsgebrauch Leuchtstofflampen und Glühlampen nicht ersetzen. …“

Heute müsste er seinen Artikel so überschreiben:

„Es ist Realität: weiße LEDs können im Alltag Energiesparlampen, Halogen Lampen und Glühlampen ersetzen!“

Schon im Jahr 2005 war die Effizienz einer LED schon nicht mehr das ausschlaggebende Argument, welches sie hinter Glühlampe und Leuchtstoffröhre zurück fallen ließ. Einzig und allein die erzielten Leuchtdichten waren noch zu gering als das sie hätten ernsthaft konkurrieren können. In den letzten Jahren allerdings haben die Hersteller der LED Chips unglaubliche Fortschritte hinsichtlich des Wärmemanagements gemacht. Auch wenn die LEDs unglaublich effizient sind so muss doch viel Wärme vom Bauteil „weggebracht“ werden damit dieses nicht zerstört wird. Da man jetzt viel mehr Wärme pro Flächeneinheit anführen kann ist dementsprechend auch viel höherer Strom und damit Lichtstrom die Folge. Gepaart mit den immer weiter steigenden Effizienzen sind die Leuchtdichten aktueller LEDs nur noch von Niederdruck Gasentladungslampen zu schlagen. Nur dies wird sich voraussichtlich in den nächsten Jahren auch „erledigt“ haben.

Damit sollte klar sein, dass hinsichtlich der Lichteffizienz auch in der Praxis kein Mittel der Wahl besser ist als die LED.

Ein weiterer Vorteil ist auch gleichzeitig ein Nachteil. LEDs strahlen gebündeltes Licht ab. Ein LED Chip allein wird es nie schaffen ähnlich einer Glühlampe ein rund strahlendes Licht zu erzeugen. Dies ist aber deutlich von Vorteil, denn man kann eine Leuchte so designen, dass sie genau dort Licht „macht“ wo dies auch gebraucht wird. Bei einer Lampe über dem Esstisch brauche ich kein Licht an der Decke sondern einfach nur auf dem Tisch. Bei Straßenlampen brauche ich Licht auf der Straße, nicht in Nachbars Garten und erst recht nicht in meinem Schlafzimmer. Dem ganzen Thema Lichtsmog oder Lichtverschmutzung widmet Wikipedia einen langen sehr interessanten Beitrag! Darin wird außerdem darauf eingegangen, dass vor allem Gasentladungslampen Insekten „anziehen“ und in Massen töten. Untersuchungen zeigen, dass es wohl ungefähr 150 pro Straßenlaterne pro Nacht sind. Gerade da könnten LED Straßenlampen mit ihrem gerichteten Licht deutliche Vorteile bringen, da Insekten nicht von fern angelockt werden. Eine Studie von Prof. Gerhard Eisenbeis der Universität Darmstadt kam zu dem Ergebnis, dass eine Quecksilberdampflampe 6 mal mehr Tiere anlockt als eine äquivalente LED Lampe. In dieser Hinsicht von LED Lampen als praxistauglich für Straßenlampen zu bezeichnen erübrigt sich meines Erachtens.

Thema Schaltfestigkeit und Dimmbarkeit

LEDs kann man schalten wie man will. Es wird keinen Verschleiß geben, das ist einfach dem Halbleiter und seinen Eigenschaft geschuldet oder zu verdanken (wie man’s sieht). Glühlampen haben den Vorteil, dass man zwar sofort Licht bekommt nach dem Einschalten, nicht so wie bei Energiesparlampen, sie sich aber durch den extrem hohen Strom, der am Anfang durch die Glühlampe fließt schneller verschleißen.

Dimmen kann man natürlich auch jede LED. Mit einer sogenannten Pulsweitenmodulation ist eine nahezu verlustfreie Dimmbarkeit möglich. Außerdem wird durch Dimmen die Lebensdauer der LED verlängert. Bei Glühlampen wirkt sich eine Dimmbarkeit in erster Linie nur negativ auf die Effizienz aus. Damit werden die ohnehin schon total ineffizienten Lampen noch deutlich ineffizienter. Ein Beispiel wäre das Dimmen einer 100W Glühlampe auf den halben Strom. Da werden immer noch 50W „verbraten“ aber das Licht ist so gut wie aus. Vor allem in Verbindung mit Bewegungsmeldern und schnellem wieder abschalten spielt eine LED ihre vollen Stärken aus. Somit also auch ein absolut praxistaugliches Argument.

Kommen wir zum letzten aller Praxisargumente – der Preis.

Bisher mag es ja so gewesen sein, dass man schon kühler Rechner sein musste um sich LED Beleuchtung anzuschaffen, da man den hohen Preis eigentlich nur über die deutlich erhöhte Lebensdauer relativieren konnte. Mittlerweile allerdings schlagen deutlich erhöhte Strompreise zu Buche und der niedrigere Energieverbrauch der LED Lampen ermöglicht es fast schon allein eine wirtschaftliche Entscheidung zu treffen. 20W mit 3W zu ersetzen bei einer Betriebsdauer von 3000h macht bei einem Strompreis von 25 Cent einen Unterschied von 12,75€. Die Lebensdauer von >25000 Stunden ist da noch gar nicht in die Betrachtung eingeflossen.

Kann man also schließen: „Die LED ist in der Praxis der Beleuchtung angekommen!“. Ich kann es nur begrüßen, wenn heute Menschen sich für die höhere Anfangsinvestition entscheiden denn damit tun sie etwas gutes für ihren Geldbeutel und für die Umwelt auf die lange Sicht.