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LED: Das Licht der Zukunft

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LEDs erobern die Innenbeleuchtung

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LEDs in der Außenbeleuchtung

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Vorteile der LED auf einen Blick

Optimale Lichtgestaltung

   

Hohe Farbsättigung Dynamische Steuerung Gute Farbwiedergabe Kompakte Bauformen

Überzeugende Technologie

   

Stufenlos dimmbar Umweltfreundlich Stoß- und vibrationsfest Keine Infrarotstrahlung

Beste Wirtschaftlichkeit

  

Hohe Effizienz Lange Lebensdauer Geringer Wartungsaufwand © licht.de

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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

Ggf. Quellenangabe nicht vergessen

RGB-Farbmischung ermöglicht ≥ 16 Mio. Farben, ideal für Stimmungslicht, Akzent- und Effektbeleuchtung 

Kompakte Bauformen LED: Das Licht der Zukunft | Seite 5

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LEDs für eine „grüne“ Zukunft Hohe Effizienz LEDs verbrauchen weniger Strom als andere

Leuchtmittel; heißt: weniger CO2-Emmissionen Lange Lebensdauer  LEDs in LED-Leuchten und Modulen arbeiten 50.000

und mehr Stunden 

LED-Lampen erreichen ca. 25.000 Stunden

Das spart Ersatzlampen und Wartungskosten

Frei von UV- und Infrarotlicht 

Schonung nachtempfindlicher Insekten

Schutz empfindlicher Materialien

Quecksilberfrei und recyclefähig © licht.de

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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

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Prognose: LED-Anwendungen

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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 13201 Bessere Beleuchtungsqualität und homogenes Licht Lange Lebensdauer, hohe Effizienz Exakte Lichtlenkung ohne Streulicht Einfache Steuerung

➔ Beleuchtungsqualität gewinnen ➔ Kosten und Energie einsparen © licht.de

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LEDs bieten hohes Sparpotenzial MĂśgliche Einsparung bei Ersatz von alten Anlagen aus den 60er-Jahren:

Ggf. Quellenangabe nicht vergessen

bis zu 80 %

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Kommunen sollen beim Energiesparen mit gutem Beispiel vorangehen.


Praxisbeispiel: LED-Beleuchtung in Soltau

60 % Energie gespart

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Vorher

 20 Pilzleuchten  Quecksilberdampf-

Hochdrucklampen (HME), je 2 x 80 Watt

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Ersparnis / Jahr Energie:

9.429 kWh

CO2:

5,8 Tonnen*

Kosten:

1.697 Euro**

*Emissionswert = 612 g CO2 / kWh **Durchschnittsstrompreis = 0,18 € / kWh

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Nachher

 21 LED-Straßenleuchten  LED-Module, je 1 x 59 W


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 

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➔ Mehr Sparpotenzial beiBeleuchtungsqualität Ersatz von Altanlagen: bis zu 75 % ➔ Weniger Kosten für Strom und Wartung


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


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.

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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.

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Weißes LED-Licht ➊ 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 Ra 90.

➋ RGB-Farbmischung (Rot, Grün, Blau)  Weißes Licht wird hier durch die Mischung von farbigem Licht unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt. 

Farbwiedergabe erreicht nur Ra 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

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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

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Lebensdauer von LEDs LEDs in LED-Leuchten und Modulen haben eine extrem lange Lebensdauer von 50.000 und mehr Stunden; LED-Lampen erreichen eine Lebensdauer von rund 25.000 Stunden. 

Zum Vergleich: Glühlampe = ca. 1.000 Stunden Halogen-Glühlampe = ca. 2.000 Stunden Leuchtstofflampe = ca. 18.000 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


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

.

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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

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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 25.000 Betriebsstunden. Das sind bei knapp drei Stunden Betrieb pro Tag immerhin fast 25 Jahre. LED: Das Licht der Zukunft | Seite 21

Ggf. Quellenangabe nicht vergessen

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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 

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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: ➊ Schutz vor Wasser und Sauerstoff optimieren ➋ Effizienz von derzeit 25 bis 65 Lumen/Watt erhöhen ➌ Lebensdauer von derzeit etwa 10.000 Stunden erhöhen LED: Das Licht der Zukunft | Seite 23

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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: licht.de@zvei.org  Diese und andere Ausgaben der Schriftenreihe licht.wissen gibt es auch als kostenlosen Download unter www.licht.de

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Herausgeber licht.de Fördergemeinschaft Gutes Licht Lyoner Straße 9 60528 Frankfurt am Main licht.de@zvei.org www.licht.de

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Präsentation: LED – Das Licht der Zukunft