27.01.13

Lichttechnik

Energiesparlampen sind schon bald überflüssig

In den Licht-Markt dürfte bald viel Bewegung kommen: Leuchtdioden stellen Energiesparlampen in den Schatten. Künftig melden sie sogar, wenn eine SMS oder E-Mail auf dem Smartphone eingegangen ist.

Von Thomas Jüngling

Es wird spannend in der Beziehung zwischen Eulen und Mäusen. Wenn flächendeckend Leuchtdioden (LEDs) die herkömmlichen Straßenlampen ersetzen, könnte der Himmel vor allem über Großstädten noch deutlich heller scheinen als bisher schon. Dafür sorgt der hohe Anteil an blauem Licht in den LEDs.

Wer genau von der künftigen Nachthelle profitieren wird, darüber sind sich Tierforscher noch uneinig: Das Licht könnte die Eulen blenden und bei der Jagd behindern, andererseits könnten Mäuse kaum noch im Schutz der Dunkelheit über den Boden flitzen.

Sicher ist nur, dass sich Leuchtdioden durchsetzen, ob bei Straßenlaternen, in privaten Haushalten oder in der Industrie. "Wir stehen am Anfang einer Revolution der Lichttechnik", sagt Martin Hockemeyer, stellvertretender Vorsitzender des Aufsichtsrats und Hauptgesellschafter der Telefunken Licht AG.

Die lästigen Energiesparlampen könne man getrost als unerfreuliche Übergangslösung sehen. Bei der Durchsetzung der quecksilberhaltigen Leuchten habe "die Licht-Lobby weltweit gute Arbeit geleistet. Die Zukunft aber liegt bei den LEDs", sagt Hockemeyer.

Technische Innovationen bringen die LED-Technik weiter voran, sie werden effizienter, haltbarer und lassen sich in Baustoffen und Oberflächen von Möbeln integrieren. Noch aber sind sie teuer. Wer eine 40-Watt-Glühbirne mit einer LED-Leuchte ersetzen möchte, muss bis zu 15 Euro zahlen, beim Pendant zu einer 60-Watt-Birne sind es schon 20 Euro. Der Preis dafür soll aber in diesem Jahr auf unter zehn Euro fallen.

Die Investition lohnt sich allemal

"Angenommen eine herkömmliche 60-Watt-Birne brennt täglich drei Stunden. Bei einem Preis von 25 Cent pro Kilowattstunde amortisiert sich der Ersatz durch eine LED-Leuchte mit zwölf Watt, die gleich viel Helligkeit bietet, schon nach weniger als anderthalb Jahren. Das ist nichts anderes als einfache Mathematik", sagt Hockemeyer.

Während herkömmliche Glühbirnen im Durchschnitt schon nach 1000 Betriebsstunden dunkel bleiben, sind es bei Halogenlampen 2000, bei Energiesparleuchten 6000 und bei LED-Modellen höherer Qualität 20.000 Betriebsstunden.

Ein Grund für die kurze Amortisationszeit beim Einsatz von LEDs ist die schon fast lächerliche Effizienz der klassischen Glühbirne, die nur fünf Prozent des Stroms in Licht umwandelt, der Rest geht als Wärme verloren. Bei der LED ist das Verhältnis umgekehrt, weil sie die Elektronen des Stroms direkt in Licht umwandeln kann.

Es geht noch effizienter, wenn auf die Treiber verzichtet wird, die den Wechselstrom aus der Steckdose in Gleichstrom umwandeln, der für die Lampe benötigt wird. Die Telefunken-Ingenieure haben eine patentierte Technik entwickelt, mit der LED-Lampen mit dem Wechselstrom auch ohne Treiber zurechtkommen.

Das Energieeinsparpotenzial ist enorm

"In Deutschland sind etwa 500 Millionen Leuchtstoffröhren in Betrieb, 100 Millionen davon werden pro Jahr ausgetauscht. Wenn wir die durch unsere LED-Produkte ersetzen, ließen sich etwa 47 Milliarden Kilowattstunden einsparen und vier bis sechs größere Kohlekraftwerke abschalten", sagt Sergio Klaus-Peter Voigt, Vorstandsvorsitzender der Telefunken Licht AG.

Noch ein wenig mehr wollen Forscher des Barrow Neurological Institute in Arizona bei der Beleuchtung einsparen. Alle Lampen flackern, sie senden Lichtblitze, denen eine kurze Pause folgt. Dauert der Lichtblitz exakt 67 Millisekunden, empfinden Anwesende das Licht als besonders hell – dafür ließe sich dann auf Leistung verzichten. Damit könnten allein die USA viele Milliarden Euro pro Jahr an Stromkosten einsparen, haben die Wissenschaftler vorgerechnet.

Auch die warmweiße Farbtemperatur von etwa 2700 Kelvin können gute LEDs durchaus liefern, und sie passen als Retrofit-Modell in die herkömmlichen Gewinde einer Glühbirne. Spätestens wenn verkaufsstarke Einrichtungshäuser und Baumärkte verstärkt LEDs führen, dürfte sich die Technik am Markt durchsetzen. Bei Ikea zum Beispiel wird es ab 2016 nur noch LEDs zu kaufen geben.

"Noch einige Jahre werden Retrofits den Markt dominieren, danach werden sie abgelöst durch Lichtmodule, und dann werden wir Leuchten in Baustoffe integrieren können", sagt Hockemeyer. Dann wären Fenster denkbar, die tagsüber Licht durchlassen und am Abend Licht abgeben, oder die Leuchten wären in Vorhänge eingewoben und würden so ein ganz neues Leuchterlebnis bieten.

Organische LEDs lassen sich fast überall einbauen

Eine entscheidende Rolle werden dabei organische LEDs spielen, die sich in Tischplatten, Regalbrettern und Türen einarbeiten lassen, oder sie sind Bestandteil von Fassadenputz, Farben oder Tapeten und bringen so Decken und Wände zum Leuchten. Interessant werden OLEDs und LEDs vor allem auch, weil sie sich steuern lassen.

Schon erhältlich ist das Philips-Produkt Hue. Die vier Lampen im Paket sollen nicht nur 15.000 Stunden durchhalten, sie liefern auch 16 Millionen unterschiedliche Farbtöne. Steuern lassen sich Helligkeit und Farbton kabellos per Smartphone-App. Auch die LED-Birne LIFX ist funkfähig und kann zusätzlich Musik visualisieren – wie früher die gute alte Lichtorgel im Partykeller.

Künftig dürften deutlich mehr Produkte hinzukommen, da sich zahlreiche Hersteller auf den Funkstandard Zigbee zu einigen scheinen. Dann ließen sich Modelle unterschiedlicher Anbieter per Handy oder Tablet steuern. Samsung will solche Leuchten noch in diesem Jahr auf den Markt bringen.

Das deutsche Unternehmen Stridelight hat eine drahtlos mit dem Internet verbundene Lampe entwickelt, deren Helligkeit und Farbtemperatur der Kunde programmieren kann. Das ist ein weiterer Trend der Beleuchtungstechnik: Das Licht passt sich den Wünschen des Kunden oder ganz automatisch an Stimmung und Tageszeit an.

Blaues Licht unterdrückt das Schlafhormon Melatonin

Morgens zum Beispiel wäre dann der Blau-Anteil höher. Dieser wirkt über die retinalen Ganglienzellen auf Hirnanhangs- und Zirbeldrüse, um zum Beispiel das sogenannte Schlafhormon Melatonin zu unterdrücken.

In Schulen wurde der Effekt durch auf die Tageszeit abgestimmtes Licht bereits getestet, und tatsächlich konnten sich die Schüler bei Licht mit hohem Blau-Anteil besser konzentrieren als bei herkömmlichem Licht. Jedoch sollten Personen der speziellen Bestrahlung nicht dauerhaft ausgesetzt sein, da sie dann zu Aggressionen neigen. Vom Nachmittag bis zum Abend würde das Licht dann immer rötlicher, so empfinden Menschen es angenehmer.

Sind die Leuchten mit dem Internet verbunden, sind noch weitere Szenarien denkbar, wie sie die Betreiber des Projekts Spark entwickelt haben. Ihr Modul passt sogar in die gebräuchlichste Glühbirnen-Fassung E27 und arbeitet auch mit herkömmlichen Glühbirnen sowie Leuchtstofflampen zusammen.

Die Spark-Lampen flackern kurz, wenn zum Beispiel eine neue E-Mail oder eine SMS auf dem Smartphone eingetroffen ist, wenn ein Freund etwas bei Facebook gepostet hat oder der eigene Name in einer Nachricht bei Twitter auftaucht.