Hallo Forum,
hier nun zur Ergänzung auch etwas Wissenswertes über LEDs:
LEDs und Glühlampen haben zwei Dinge gemeinsam: Sie funktionieren mit elektrischem Strom und sie erzeugen Licht.
Damit sind die Gemeinsamkeiten aber auch schon abgehakt. Das Prinzip der Lichterzeugung ist bei beiden völlig verschieden.
Bei der Glühlampe wird durch elektrischen Strom ein Widerstand (Glühwendel) zur Weißglut gebracht. Die Temperatur und die Größe der Oberfläche wirken sich direkt auf die Helligkeit aus. Die erwünschte Eigenschaft einer Glühbirne ist natürlich die Lichtabstrahlung und nicht die Erzeugung von Wärme. Aber bei diesem Funktionsprinzip bekommt man das Eine nicht ohne das Andere. Der übliche Wirkungsgrad liegt daher bei nur 8-15%.
Bei der LED wird das Licht mit hohem Wirkungsgrad innerhalb des gesamten Halbleiterkristalls erzeugt. Leider ist der Kristall völlig undurchsichtig, so dass das im Inneren entstehende Licht niemals nach außen dringt und somit unsichtbar bleibt. Das innere Licht wird absorbiert und in Wärme umgewandelt. Nur das an der Oberfläche entstehende Licht ist tatsächlich nutzbar. Aufgrund dieses Missstands ist auch der Gesamtwirkungsgrad einer LED nicht viel besser als der einer Glühlampe. Dies gilt besonders für sogenannte PowerLEDs.
Was bei der Glühlampe zur Lichterzeugung beiträgt, nämlich die Wärme, ist bei der LED ein sehr schädliches Nebenprodukt. Power-LEDs, also solche mit einer Leistungsaufnahme von 1W und mehr, vertragen keine Temperaturen von mehr als 120Grad. Bei Überschreitung werden sie zerstört. Leider ist aber bereits bei einer Kristalltemperatur von unter 70Grad eine deutliche Abnahme der Helligkeit zu beobachten. Daher geben alle Hersteller die Helligkeit ihrer LEDs bei einer Kristalltemperatur von 25Grad an. Beim Betrieb ist es allerdings unmöglich diese Temperatur beizubehalten, außer man betreibt eine kostspielige aktive Kühlung.
Im Klartext bedeutet das, dass eine LED-Leuchte, auch wenn sie nur handwarm wird, niemals die lebensdauer erreichen wird, die der Halbleiterhersteller angibt, nämlich 50.000 oder sogar 100.000 Stunden. Diese gilt nur, wenn der LED-Chip selbst nicht über Zimmertemperatur erwärmt wird. Lumileds gibt für seine 5W-Luxeon Typen sogar nur 500 Stunden an.
Nahezu jeder Hersteller von gebrauchsfertigen LED-Leuchtmitteln für die Heimbeleuchtung missachtet die Auflagen und Vorgaben der Halbleiterhersteller. Es wird aber dennoch mit den Idealdaten geworben.
Wenn man Lichtquellen miteinander vergleichen will, ist der einzige wirklich aussagefähige Wert die Angabe des Lichtstroms, gemessen in Lumen. Er ist ein Maß dafür, wieviel Licht von einer Quelle ausgeht. Meist wird aber nicht der Lichtstrom sondern die Beleuchtungsstärke angegeben, gemessen in Lux. Dieses Maß gibt an, wie groß die Helligkeit bezogen auf eine bestimmte Fläche ist. Bei einem rundumstrahlenden Objekt ergibt sich ein sehr kleiner Lux-Wert, bei einem bündelnden Scheinwerfer dagegen ein sehr großer, obwohl beide evtl. den selben Lichtstrom aussenden. Die Beleuchtungsstärke ist also vom Abstrahlwinkel und von der Entfernung der bestrahlten Fläche von der Lichtquelle abhängig. Beides kann man so manipulieren, dass immer ein sehr guter Wert (für den Werbeprospekt) dabei herauskommt. Man kann Lux in Lumen umrechnen, benötigt aber dazu den Abstrahlwinkel und die Entfernung zur beleuchteten Fläche. Beides wird man selten zusammen in den Werbeprospekten finden.
Wegen der zur Zeit noch bescheidenen Wirkungsgrade bei PowerLEDs ist an einen Ersatz von normalen Glühlampen nicht zu denken. Eine Leistung von 60Watt im Volumen einer Glühbirne erzeugt nun einmal auch eine entsprechende Wärme. Man wird sich auf jeden Fall daran die Finger verbrennen. Die selbe Leistung wäre für eine gleichgroße LED absolut tödlich. LEDs bleiben daher z.Z. noch auf Effekt- oder Spot-Beleuchtung beschränkt.
Gruß
HJH