Leucht­mit­tel­tech­no­logien: Da geht einem doch glatt ein Licht auf!

Tim Krause

Unser Autor:

Wir hatten in diesem Mai schon wunder­schöne Tage. Doch irgendwann ist es immer soweit: Die Luft kühlt ab, der Wind frischt auf und die Sonne geht unter. Man wird von Mutter Natur dazu gezwungen, sein Garten­lager abzubrechen und heimzu­kehren. Und was macht man dann zu später Stunde als erstes in seinem trauten Heim? Das Geschirr spülen, die Reste in den Kühlschrank packen oder neuen Wein einschenken? Weder noch! Man schaltet das Licht ein. Eine Tätigkeit, die wir so oft unbemerkt ausführen obwohl sie so wichtig für uns ist. Folglich möchte ich meinen heutigen Beitrag der Beleuchtung, bzw. verschie­denen Leucht­mit­tel­tech­no­logien, widmen.

Leucht­mit­tel­tech­no­logien: Birne, Lampe oder Leuchte?

Erst vor kurzem durfte ich feststellen, wie wenig man sich doch im Alltag mit der Thematik ausein­an­der­setzt: Man wird von der Freundin in den Baumarkt geschickt, weil es die heimische Flurlampe nicht mehr tut und man mal eben eine neue Birne kaufen soll. Doch damit geht das Unheil los: Der Begriff „Birne“ ist streng genommen nicht korrekt. Im Fachjargon werden die Leucht­mittel als Lampen bezeichnet und das, was unsereins als Decken­lampe bezeichnet, heißt eigentlich Decken­leuchte. O.k. verstanden. Aber als ich dann am entspre­chenden Leucht­mit­tel­regal angekommen war, wurde alles nur noch schlimmer: Ich stand vor einer riesigen Wand mit hunderten, verschie­densten Lampen, die sich aber rein äußerlich nur durch die Form und die Aufschriften auf den Verpa­ckungen unter­scheiden. Damit ihr beim nächsten Baumarkt­besuch mit der Liebsten nicht wie ein Idiot da steht, möchte ich euch ein wenig über die unter­schied­lichen Leucht­mit­tel­tech­no­logien erzählen.

Wir alle kennen und vermissen sie – die gute, alte Glühbirne

Die Glühlampe dürfte eigentlich noch allen Lesern ein Begriff sein: Ein gewen­delter Metall­faden, meist aus Wolfram, ist auf einem Traggerüst in einem Glaskolben einge­lassen, welcher mit einem Gemisch aus Edelgasen und Stick­stoff befüllt wurde. Dreht man den Lampen­sockel in die entspre­chende Fassung der Leuchte und betätigt den Licht­schalter, so durch­fließt der Strom den Wendel. Daraufhin erwärmt sich dieser auf Tempe­ra­turen bis zu 3000°C und beginnt zu glühen. Dabei wird in der Lampe rund fünf Prozent der einge­setzten elektri­schen Energie in Licht umgewandelt, während die restliche Energie über Wärme ungenutzt an die Umgebung abgeführt wird.

Dieser schlechte Nutzungsgrad ist die Ursache dafür, dass das europäische Parlament 2009 entschied, dass Haushalts­lampen zukünftig umwelt­ge­rechter und energie­ef­fi­zi­enter zu gestalten sind. In einem sechs­stu­figen Prozess (jeweils zum ersten September 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 und 2016) wurden so immer neue Vorgaben seitens der EU erstellt, wie effizient entspre­chende Lampen sein müssen. Dies führte dazu, dass immer weniger Glühlampen herge­stellt wurden und neue, energie­spa­rendere Techno­logien in den Fokus gerieten, wodurch sich deren Absatz erhöhte. [1] [2] [3]

Die Energie­spar­lampe als Hoffnungs­träger

Nachdem die Glühlampen also mehr oder weniger „verboten“ wurden, musste eine Alter­native her. Bis dato waren Energie­spar­lampen, welche im Fachjargon als Kompakt­leucht­stoff­lampen bezeichnet werden, eher weniger verbreitet. Dies änderte sich aller­dings schnell, da die alter­native LED-Technik zu diesem Zeitpunkt noch deutlich teurer gewesen ist.

Die Kompakt­leucht­stoff­lampen zeichnen sich dadurch aus, dass deren Glaskörper zumeist mit einem Füllgas (oft Argon) und geringen Mengen an Queck­silber gefüllt sind. Die beim Strom­fluss durch­ge­lei­teten Elektronen kolli­dieren in der Lampe mit den Queck­sil­ber­atomen, woraufhin diese ultra­vio­lettes Licht emittieren. Dieses UV-Licht kann der Mensch mit seinem Auge aller­dings nicht wahrnehmen, weshalb es einer Beschichtung des Lampen­glases bedarf. Diese ist die Ursache dafür, weshalb diese Lampen immer milchig weiß sind. Die verschie­denen Leucht­stoffe in der Beschichtung bewirken eine Umwandlung des unsicht­baren UV-Lichtes in wahrnehmbare Licht­be­reiche. [4]

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Kriti­siert wird bei diesen Lampen oft, dass Queck­silber enthalten ist. Dieses ist für den Menschen nicht ungiftig, aber die geringen Mengen stellen meist keine Bedrohung dar. Darüber hinaus kann das Queck­silber bei fachge­rechter Entsorgung recycelt werden und gelangt nicht in die Umwelt. Bevorzugt werden diese Lampen­typen dennoch, da sie nur 30% der Energie einer Glühlampe benötigen. Zur Herstellung von Energie­spar­lampen bedarf es zwar mehr Energie, aber der verrin­gerte Energie­bedarf bei der Benutzung kompen­siert diesen Effekt über die Lebens­dauer. Diese ist ebenfalls deutlich höher als bei einer Glühlampe.[5]

Den LEDs gehört die Zukunft

Eine weitere Alter­native zur Glühlampe stellt die LED-Techno­logie dar. LED steht dabei als Abkürzung für Light Emitting Diode (Licht emittie­rende Diode). Eine solche Leucht­diode besteht im Wesent­lichen aus den beiden Polen (Anode und Kathode), welche über einen Draht mitein­ander verbunden sind. An der Kathode (negativer Pol) ist zudem ein Chip angebracht, der von einem Reflektor umgeben ist und selbst aus zwei verschie­denen Halblei­ter­schichten besteht. Die elektri­schen Eigen­schaften der beiden Schichten werden durch den Eintrag weiterer Bestand­teile (sogenannte Dotierung) gezielt verändert. Eine der Schichten weist so einen Elektro­nen­über­schuss (n-dotierte Schicht) auf, während in der anderen Schicht ein entspre­chender Elektro­nen­mangel (p-dotierte Schicht) vorherrscht. Bei angelegter Spannung beginnen die Schichten in den grenz­nahen Schichten mit dem Ausgleich dieser Missstände, wobei Energie in Form von Licht erzeugt wird. Um die Ausstrahlung zu verbessen und die Apparatur vor äußeren Einflüssen zu schützen, wird die gesamte Apparatur meist in eine Kunst­stoff­linse einge­lassen. [6] [7]

Die Vorteile der Leucht­dioden bestehen zum einen im stark verrin­gerten Energie­bedarf. Der Strom­bezug ist bis zu 90% geringer als bei herkömm­lichen Glühlampen. Darüber hinaus ist deren Lebens­dauer deutlich länger. Aller­dings sind sie auch in der Anschaffung weniger günstig. Die Inves­tition amorti­siert sich aber meist innerhalb der Lebens­dauer einer LED-Lampe. [8]

Der Preis ist heiß

Nachfol­gende Wirtschaft­lich­keits­be­trachtung entstammt einer Veröf­fent­li­chung der Verbrau­cher­zen­trale NRW und offenbart das Einspar­po­tential durch die Verwendung von Energie­spar­lampen oder LED-Leucht­mitteln statt konven­tio­neller Halogen­glüh­lampen. Angenommen wird dabei, dass alle Leucht­mittel so oft nachge­kauft werden müssen, bis die LEDs die Grenze ihrer Lebens­dauer erreicht haben. Die Ersparnis der LEDs gegenüber den Glühlampen beläuft sich dabei auf rund 180€. Die Energie­spar­lampen sind dahin­gegen nur unwesentlich teurer und sind somit auch heute noch eine Alter­native zur LED. [9]

Beleuchtung Vergleich

Ich hoffe ich konnte mit meinem Blog-Beitrag zum Thema „Leucht­mit­tel­tech­no­logien“ bei euch ein wenig Licht ins Dunkel bringen und ihr seid gewappnet für die langen Sommer­nächte, die noch kommen werden! Vielleicht könnt ihr mit diesen Infos auch die Dame eures Herzens erleuchten?

Viele Grüße, euer Tim

Quellen

[1] eur-lex.europa.eu: Richt­linie zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anfor­de­rungen an die umwelt­ge­rechte Gestaltung energie­ver­brauchs­re­le­vanter Produkte (PDF-Download)

[2] eur-lex.europa.eu Verordnung zur Durch­führung der Richt­linie 2005/32/EG des Europäi­schen Parla­ments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anfor­de­rungen an die umwelt­ge­rechte Gestaltung von Haushalts­lampen mit ungebün­deltem Licht (PDF-Download)

[3] gruenspar.de: Die EU-Ökodesign-Richt­linie für Haushalts­lampen

[4] vip-bremen-nord.de: Aufbau und Funkti­ons­weise von Energie­spar­lampen bzw. Kompakt­leucht­stoff­lampen

[5] verbraucherzentrale.de: Energie­spar­lampe (Kompakt­leucht­stoff­lampe)

[6] licht.de: Das LED-Funkti­ons­prinzip

[7] vattenfall.de: Die Funktions­weise einer LED

[8] Halogen-, Energiespar- und LED-Lampen: Vorteile und Nachteile im Überblick

[9] Einspar­po­tential von Energie­spar­lampe und LEDs gegenüber Halogen­lampen

 

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