LED: Das Licht der Zukunft Seite 1. LED: Das Licht der Zukunft

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1 LED: Das Licht der Zukunft Seite 1 LED: Das Licht der Zukunft

2 LEDs erobern die Innenbeleuchtung LED: Das Licht der Zukunft Seite 2

3 LEDs in der Außenbeleuchtung LED: Das Licht der Zukunft Seite 3

4 Vorteile der LED auf einen Blick Optimale Lichtgestaltung Überzeugende Technologie Beste Wirtschaftlichkeit Hohe Farbsättigung Dynamische Steuerung Gute Farbwiedergabe Kompakte Bauformen Stufenlos dimmbar Umweltfreundlich Stoß- und vibrationsfest Keine Infrarotstrahlung Hohe Effizienz Lange Lebensdauer Geringer Wartungsaufwand LED: Das Licht der Zukunft Seite 4

5 LEDs für mehr Lichtqualität Gute Farbwiedergabe Optimale Steuerbarkeit Qualitäts-LEDs sind stufenlos dimm- und steuerbar Einfache Integration in Lichtmanagementsysteme Anpassung an Tagesverlauf und Biorhythmus Farbigkeit LEDs bieten von Natur aus farbiges Licht Sie eröffnen neue Möglichkeiten der Lichtgestaltung RGB-Farbmischung ermöglicht 16 Mio. Farben, ideal für Stimmungslicht, Akzent- und Effektbeleuchtung Kompakte Bauformen Ggf. Quellenangabe nicht vergessen LED: Das Licht der Zukunft Seite 5

6 LEDs für eine grüne Zukunft Hohe Effizienz LEDs verbrauchen weniger Strom als andere Leuchtmittel; heißt: weniger CO 2 -Emmissionen Lange Lebensdauer LEDs in LED-Leuchten und Modulen arbeiten und mehr Stunden LED-Lampen erreichen ca Stunden Das spart Ersatzlampen und Wartungskosten Frei von UV- und Infrarotlicht Schonung nachtempfindlicher Insekten Schutz empfindlicher Materialien Quecksilberfrei und recyclefähig LED: Das Licht der Zukunft Seite 6

7 LEDs und Qualitätsmerkmale Nur Produkte guter Qualität können die Vorteile der LED gegenüber anderen Lichtquellen voll nutzen. Sie bieten: optimale Lichtqualität hohe Lichtausbeute lange Lebensdauer elektrische Sicherheit Wichtige Qualitätsmerkmale von LEDs: effektives Thermomanagement, das die Leitungswärme abführt einheitliche Lichtfarben und homogene Helligkeit Eine strenge Selektion im Produktionsprozess (= Binning) garantiert gleichbleibende Qualität minimale Frühausfälle (< 2 : 1 Mio.). Billigware bietet oft nicht die gewünschte Qualität. Hilfestellung geben Verbrauchertests und der Fachhandel. LED: Das Licht der Zukunft Seite 7

8 Prognose: LED-Anwendungen LED: Das Licht der Zukunft Seite 8

9 LEDs für Stadt und Straße Hier könnte eine Bildunterschrift stehen. Nächtliche Beleuchtung gibt Sicherheit erhöht die Attraktivität der Kommune schafft Image Vorteile beim Einsatz von LEDs Beleuchtung nach DIN EN Bessere Beleuchtungsqualität und homogenes Licht Lange Lebensdauer, hohe Effizienz Exakte Lichtlenkung ohne Streulicht Einfache Steuerung Beleuchtungsqualität gewinnen Kosten und Energie einsparen LED: Das Licht der Zukunft Seite 9

10 LEDs bieten hohes Sparpotenzial Mögliche Einsparung bei Ersatz von alten Anlagen aus den 60er-Jahren: bis zu 80 % Ggf. Quellenangabe nicht vergessen Kommunen sollen beim Energiesparen mit gutem Beispiel vorangehen. LED: Das Licht der Zukunft Seite 10

11 Praxisbeispiel: LED-Beleuchtung in Soltau 60 % Energie gespart Vorher 20 Pilzleuchten Quecksilberdampf- Hochdrucklampen (HME), je 2 x 80 Watt Ersparnis / Jahr Energie: CO 2 : Kosten: kwh 5,8 Tonnen* Euro** *Emissionswert = 612 g CO 2 / kwh **Durchschnittsstrompreis = 0,18 / kwh Nachher 21 LED-Straßenleuchten LED-Module, je 1 x 59 W LED: Das Licht der Zukunft Seite 11

12 LEDs für Büro und Verwaltung Moderne Beleuchtung im Büro ist ergonomisch und effizient bietet individuelle Lichtsteuerung fördert Wohlbefinden und Leistungsvermögen Vorteile beim Einsatz von LEDs hohe Effizienz lange Lebensdauer, wenig Wartungskosten einfache Integration in Steuersysteme für Lichtregelung nach Präsenz und Tageslicht Farbwechsel für dynamische Beleuchtung kompakte Bauformen Mehr Beleuchtungsqualität Weniger Kosten für Strom und Wartung Sparpotenzial bei Ersatz von Altanlagen: bis zu 75 % LED: Das Licht der Zukunft Seite 12

13 Effizienzbeispiel LED-Downlights Basis der Berechnung: Austausch Downlights für Leuchtstofflampen 2 x 26 Watt gegen LEDs 26 Watt 10 Betriebsjahre Brenndauer: 250 Tage pro Jahr, zwölf Stunden täglich Strompreis: 21 Cent/kWh Stromverbrauch in Bürogebäuden: Fast 40 % für Beleuchtung Ausgaben für effiziente Lichttechnik rechnen sich nach kurzer Zeit LED: Das Licht der Zukunft Seite 13

14 Das LED-Funktionsprinzip LEDs sind winzige, ca. ein Millimeter große Elektronik-Chips aus speziellen Halbleiter-Kristallen (pn-halbleiterdiode). Unter Strom gesetzt, beginnt der Chip zu leuchten er emittiert Licht nahezu punktförmig (Fachbegriff = Elektrolumineszenz). Anders als Glühlampen entwickeln LEDs keine Wärmestrahlung. Das ausgestrahlte Licht bleibt kalt. LEDs erzeugen eine farbig-schmalbandige (monochromatische) Strahlung. Aufbau einer LED Der LED-Chip wird durch eine Kunststoffhülle geschützt und liegt auf einem Wärmeleit-Element. Linsen übernehmen die primäre Lichtlenkung. Integrierte Reflektoren erlauben Ausstrahlungswinkel bis 180 Grad. LED: Das Licht der Zukunft Seite 14

15 Farben direkt aus dem Halbleiter Das Licht von LEDs wird direkt in verschiedenen Farben erzeugt; sie brauchen keine Farbfilter. Das Halbleitermaterial bestimmt Wellenlänge und Lichtfarbe: Rot, Grün, Gelb und Blau. Additive Farbmischung (RGB) ermöglicht Sonderfarben. LED: Das Licht der Zukunft Seite 15

16 Weißes LED-Licht Beste Methode: Lumineszenzkonversion Eine gelbe Phosphor-Leuchtschicht wird oberhalb eines blauen LED-Chips aufgedampft und wandelt einen Teil des blauen in weißes Licht. Gute Lichtausbeute und gute Farbwiedergabe bis über R a 90. RGB-Farbmischung (Rot, Grün, Blau) Weißes Licht wird hier durch die Mischung von farbigem Licht unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt. Farbwiedergabe erreicht nur R a 70 bis 80. Lösung: RGB-Module mit weißen LEDs mischen für bessere Farbwiedergabe. Tageslichtweiße LEDs bieten eine höhere Effizienz, warmweiße LEDs eine bessere Farbwiedergabe. LED: Das Licht der Zukunft Seite 16

17 Effizienz und Lichtausbeute Lichtausbeute der ersten LED (1962) = 0,1 Lumen pro Watt (lm/w) Lichtausbeute derzeit = etwa 70 lm/w Hochleistungs-LEDs = 100 bis 120 lm/w Zum Vergleich: Glühlampen = 10 lm/w, Halogenlampen = 20 lm/w LED: Das Licht der Zukunft Seite 17

18 Lebensdauer von LEDs LEDs in LED-Leuchten und Modulen haben eine extrem lange Lebensdauer von und mehr Stunden; LED-Lampen erreichen eine Lebensdauer von rund Stunden. Zum Vergleich: Glühlampe = ca Stunden Halogen-Glühlampe = ca Stunden Leuchtstofflampe = ca Stunden Lebensdauer hängt stark von der Betriebs- und Umgebungstemperatur ab. Wichtig deshalb: optimale Wärmeabführung. LEDs fallen nicht aus, ihre Lichtintensität nimmt aber ab (= Degradation). Die Lebensdauer (L) muss für jede Anwendung definiert werden, z. B. für die Allgemeinbeleuchtung L70 oder L50, für die Notbeleuchtung L80. Eine LED-Leuchte, die an 250 Arbeitstagen jeweils elf Stunden in Betrieb ist, hält rund 18 Jahre lang. Das spart Wartungskosten. LED: Das Licht der Zukunft Seite 18

19 LED-Leuchten Maximale Effizienz. Ansteuerung, thermisches und optisches Design sind optimal aufeinander abgestimmt auf kleinstem Raum.. Entscheidend ist die Qualität aller Komponenten und der Fertigung. Hybridleuchten kombinieren LEDs und Leuchtstofflampen. Ggf. Quellenangabe nicht vergessen LED: Das Licht der Zukunft Seite 19

20 LED-Module Kompakte LED-Module sind maximal effizient und können direkt eingesetzt werden, z. B. in Boden- oder Deckenkanäle. Einsatzbereite Lösungen gibt es als lineare LED-Module, z. B. Wallwasher für die Architekturbeleuchtung flexible LED-Module, z. B. für gebogene Handläufe oder Schriftzüge flächige LED-Module, z. B. für Straßenleuchten oder Lichtdecken LED-Ketten für Hinterleuchtungen, z. B. für Lichtwerbung LED: Das Licht der Zukunft Seite 20

21 LED-Lampen LED-Lampen (= Retrofits) als spezielle Modul-Variante tragen Steck- oder Schraubsockel,. ersetzen Glüh- oder Halogenlampen, sind eine energiesparende Alternative im Privatbereich. Wichtig: Bei technischen Leuchten (z.b. Straßenleuchten) muss geprüft werden, ob LED-Retrofits ohne Sicherheitsverlust eingesetzt werden können. LED-Lampen erreichen nicht die Lebensdauer einer LED-Leuchte oder eines kompletten LED-Moduls. Eine gute Wahl für den Privatbereich sind sie trotzdem. Eine warmweiße LED-Lampe 8 Watt erreicht rund Betriebsstunden. Das sind bei knapp drei Stunden Betrieb pro Tag immerhin fast 25 Jahre. Ggf. Quellenangabe nicht vergessen LED: Das Licht der Zukunft Seite 21

22 LEDs: Betriebsgeräte und Steuerung Elektronische Betriebsgeräte sind in LED-Leuchten integriert oder arbeiten als externes Bauteil. Sie sorgen für optimale Lichtausbeute, lange Lebensdauer und mehr Komfort. Betriebsgeräte gewährleisten als Konverter die typgerechte Energieversorgung (z. B. mit Schutzkleinspannung) sicheren Betrieb auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen die Steuerung von LEDs (Dimmen, Farbwechsel) und stellen Schnittstellen für komplette Steuersysteme bereit (DALI, DMX) eine lange Lebensdauer durch optimale Betriebsbedingungen LED: Das Licht der Zukunft Seite 22

23 OLEDs organische LEDs OLEDs nutzen zur Lichterzeugung organische Halbleiter. Sie sind die erste flächige selbstleuchtende Lichtquelle. Ihre Vorteile: extrem dünn, leicht und ästhetisch gleichmäßiges, weitgehend blendfreies Licht hohe Farbwiedergabe leicht dimm- und steuerbar lassen sich einfach in andere Materialien einarbeiten sind tagsüber transparent oder diffus, leuchten abends sind frei von Quecksilber oder anderen Giftstoffen und recycelbar Herausforderungen für Forschung und Industrie: Schutz vor Wasser und Sauerstoff optimieren Effizienz von derzeit 25 bis 65 Lumen/Watt erhöhen Lebensdauer von derzeit etwa Stunden erhöhen LED: Das Licht der Zukunft Seite 23

24 Weitere Informationen Weitere Informationen zum Thema finden Sie im Heft licht.wissen 17 LED: Das Licht der Zukunft (60 Seiten) Das Heft kann bestellt werden bei licht.de: Diese und andere Ausgaben der Schriftenreihe licht.wissen gibt es auch als kostenlosen Download unter LED: Das Licht der Zukunft Seite 24

25 Herausgeber licht.de Fördergemeinschaft Gutes Licht Lyoner Straße Frankfurt am Main licht.de@zvei.org Jegliche Bearbeitung, Verwertung, Vervielfältigung, Ausstellung und Verbreitung des Werkes sowie einzelner Teile daraus (insbesondere Bilder und Grafiken) bedarf der vorherigen Zustimmung von licht.de als Urheber. Ausgenommen sind einzelne Kopien für den persönlichen, nicht-kommerziellen Gebrauch. LED: Das Licht der Zukunft Seite 25