Technik

Neueste Lampen haben Säulen und Kühlrippen

Glühlampen sind out und auch Energiesparlampen nicht mehr der letzte Schrei: Letztere landen sogar irgendwann auf dem Sondermüll, weil sie Quecksilber enthalten. Die neue Lampen-Generation basiert dagegen auf fortschrittlicher LED-Technik – die ist umweltgerecht und erzeugt viel Licht mit wenig Strom.

Foto: Osram/Philips

Glühlampen sind out und auch Energiesparlampen nicht mehr der letzte Schrei. Die Sparlampen wandeln zwar recht effizient Strom in Licht um, haben aber den Nachteil, dass sie Spuren von Quecksilber enthalten und deshalb irgendwann als Sondermüll enden. Nun drängt eine neue Lampengeneration in die Haushalte: die Leuchtdioden, kurz LEDs. Das Kürzel steht für Licht emittierende Dioden. Sie funktionieren wie umgekehrte Solarzellen. Die Fotovoltaik erzeugt aus Sonnenlicht Strom, LEDs verwandeln Strom in Licht.


Die Dioden bestehen aus zwei Halbleitern mit unterschiedlichen Eigenschaften. Wenn zwischen ihnen Strom fließt, entsteht Licht, das je nach eingesetztem Material unterschiedliche Wellenlängen und damit verschiedene Farben hat. Zunächst lieferten die Dioden nur wenig (und kein weißes) Licht. Sie dienten als Statusanzeigen in Elektronikgeräten, als Infrarotsender von Fernbedienungen. Dann eroberten sie die Rück-, Brems- und Blinklichter der Autos – viele Hersteller nutzen sie als Markenzeichnen, ordnen die Lichtpunkte in speziellen Mustern an.

Über 300 LED-Leuchten im Handel


Inzwischen sind LEDs auch für die Raumbeleuchtung zu haben. Dabei werden mehrere Dioden in Lampenfassungen gebündelt. Die Marktübersicht der Energieagentur Nordrhein-Westfalen (www.nrw-spart-energie.de), Stichwort Energiesparlampen-Assistent, listet allein 81 LED-Leuchten in Glühbirnenform mit großem Gewinde (E27) auf, darunter zwei Philips-Lampen, die stufenlos dimmbar sind. Sieben Birnen-LEDs haben die schlanke Fassung E14, ebenso 28 Diodenlampen in Kerzenform. Und unter den Strahlern/Reflektorlampen sind mehr als 200 Modelle aufgelistet.

Die Preise schwanken stark (von vier bis mehr als 80 Euro); die Sieger eines Vergleichs der Stiftung Warentest (Heft 11/09) liegen zwischen 20 und 35 Euro. Der Test zeigte auch: Nicht alle Produkte machen ihren Mehrpreis über die Stromersparnis wett.


Warmweiss oder kalt


LED-Lampen sind in verschiedenen Weißtönen erhältlich, zu erkennen an der Packungsaufschrift: Ziffern rund um 27 oder 2700 K stehen für ein stimmungsvolles, sehr warmes Licht, das dem einer Glühbirne entspricht. Alles, was kleiner als 33 beziehungsweise 3300 K ist, gilt als Warmweiß. Bei 5000 K ist Neutralweiß erreicht, dies ist etwa die Lichtfarbe einer Leuchtstoffröhre oder Energiesparlampe. Bei 5300 K beginnt der Bereich der bläulichen Tageslichtlampen, etwa zur Beleuchtung von Pflanzen.


Leuchtdioden decken die gesamte Bandbreite ab. Die kleinen Lichter lassen sich in verschiedensten Formen anordnen. Da sie sich höchstens auf 40 bis 50 Grad erwärmen, sind sie kindersicherer und weniger brandgefährlich als Halogenlampen. Allerdings ist die Technik selbst wenig hitzebeständig. Deshalb sollten Leuchtdioden nicht über dem Herd angebracht werden, weil dort heiße Dämpfe aufsteigen. LED-Lampen mit höheren Lichtleistungen müssen gekühlt werden. Sie stecken in einer Metallkonstruktion, die die Wärme abführt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Energiesparlampen mit Leuchtstoffen erreichen LEDs sofort nach dem Anschalten die volle Helligkeit. Sie sind schadstofffrei und noch etwas langlebiger: Laut Herstellern leuchten die LEDs mindestens 10.000, zum Teil sogar 50.000 Stunden (Energiesparlampen: 6000 bis 15.000 Stunden). Für Dioden in Blinkern und Co. hieße das: Sie halten ein Autoleben lang.


Allerdings haben bei der Stiftung Warentest einige Lampen bereits vor der angegebenen Nutzungsdauer schlappgemacht oder in der Intensität deutlich nachgelassen. Auch leuchtet ihr Licht noch nicht so hell wie das der technischen Konkurrenz. Bei einer Leistungsaufnahme von sieben bis acht Watt (entspricht 40- bis 50-Watt-Glühbirnen) ist meist Schluss; nur ein Produkt in der nordrhein-westfälischen Marktübersicht erreicht 13 Watt (LED-Birne Superflux von DEL-KO) beziehungsweise 15 Watt (Strahler AR111 von Megaman).


Effizient wie Energiesparlampen


Bei der Lichtausbeute haben die Dioden in etwa die Effizienz von Leuchtstofflampen (zu denen die Energiesparlampen zählen). Sie wird gemessen in Lumen (lm, Lichtmenge) pro Watt (W, eingesetzte Leistung). Während Energiesparlampen 40 bis 100 lm/W schaffen, liegen LEDs zwischen 30 und 80 lm/W. Doch gibt es hier noch Potenzial: Den Weltrekord hält eine (relativ lichtschwache) Diode des Herstellers Nichia mit 182 lm/W.


„Noch lassen sich LEDs nicht allein zur Raumbeleuchtung benutzen. Aber wo punktförmiges Licht gebraucht wird, etwa als Leselampe, sind sie allen anderen Lampen überlegen“, sagt Jörg Huber, Energieberater bei der Verbraucherzentrale Hamburg. Er sieht in der Technik „die Beleuchtung der Zukunft“. Und die hat bereits begonnen. Das Marktvolumen der LEDs werde sich bis 2012 verdreifachen, prognostiziert Hersteller Osram.


Gallium könnte knapp werden


Die Tatsache, dass Leuchtdioden auf speziellen Werkstoffen beruhen, könnte zur Achillesferse einer Massenproduktion werden. Wie bei Fotovoltaikmodulen kommt meist das seltene Metall Gallium zum Einsatz. Das Berliner Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) hat den vorhersehbaren Rohstoffbedarf von ausgewählten Zukunftstechnologien für das Jahr 2030 berechnet. Dort klafft bei Gallium die größte Deckungslücke aller untersuchten Rohstoffe: Sein Bedarf liegt demnach in 20 Jahren gut sechsmal höher als die heutige Weltproduktion.


Abhilfe könnte eine neue Generation von Leuchtdioden schaffen, die organischen LEDs, auch OLEDs. Sie bestehen aus einem knapp zwei Millimeter dünnen Glaskörper, der flächenhaft leuchtet. In ihm fließt Strom durch organische Halbleiter, eingepackt in eine negativ geladene hauchdünne Aluminium- und eine positive durchsichtige Indiumschicht. OLEDs stehen am Anfang der Entwicklung; ihr Wirkungsgrad verdoppelt sich derzeit alle zwei Jahre, die Haltbarkeit alle drei Jahre. Sie können Design-Akzente setzen, Anzeigetafeln oder ganze Wände zum Leuchten bringen.