Durchbruch der 300 Lumen pro Watt Grenze bei LED, Grafik: Cree, Inc. (Nasdaq: CREE)
Im Vorfeld der Messe Light + Building befasse ich mich mit Neuheiten auf dem Markt der Beleuchtung. Dabei bin ich über einen neuen Weltrekord in der Effizienz von Hochleistungs-LED gestolpert. Der US-amerikanische Hersteller von LED, die Fa. CREE hat im Labor mit einer weißen Hochleistungs-LED einen Wert von 303 Lumen pro Watt erreicht und damit die eigene, ein Jahr alte, Bestmarke von 276 Lumen pro Watt deutlich überschritten.
Die sogenannte LED efficacy, die Bezeichnung für den Wirkungsgrad des LED Chips wurde im Labor der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von CREE Inc. bei einer Farbtemperatur von 5150 Kelvin und bei 350 mA gemessen.
Wie effizient sind LED?
Was bedeutet das genau und wie effizient sind LED wirklich? Nun, LED sind zwar deutlich effizienter als die klassischen Glühbirnen, aber dennoch klingt der Wirkungsgrad der LED Leuchtmittel von ca. 30% nicht besonders beeindruckend. Höher ist der Wirkungsgrad von LED Lampen nicht, auch wenn immer wieder etwas anderes behauptet wird. Der Experte für LED Wolfgang Messer hat immer wieder mit diesem Thema zu kämpfen.
Die Schwierigkeiten liegen darin, dass wir unterscheiden müssen zwischen der Effizienz der LED Chips, wie in dem eingangs genannten Weltrekord, und der LED Lampen oder Leuchtmittel, die wir in der Praxis verwenden. Denn wir müssen auch die Leistungsverluste der Vorschalt- und Steuergeräte berücksichtigen. Aber alleine zum Wirkungsgrad der Chips habe ich sehr unterschiedliche Angaben gefunden. Eine Prozentangabe, wie viel elektrische Energie in Licht umgewandelt wird, ist selten zu finden. Diese liegt, noch ohne Vorschalt- und Steuergeräte, bei um die 30%. Wesentlich höhere Angaben können nicht stimmen.
Weitere Unterschiede gibt es in der Lichtfarbe, denn die vom Auge wahrgenommene Helligkeit hängt von der Wellenlänge, also der Farbe, des Lichtes ab. So wirkt eine grün leuchtende LED für uns heller als eine rote LED, trotz einer geringeren Strahlungsleistung. (Quelle LED-Info)
Energiesparlampen mit unterschiedlicher Farbtemperatur im Vergleich.
Für den Wirkungsgrad der LED wird meistens die Lichtausbeute im Lumen pro Watt angegeben, wie im oben erwähnten Weltrekord im Labor. Dieser ist von der Lichtfarbe abhängig und bei kaltweißen LED deutlich höher als bei warmweißen LED. Zur Erinnerung, der Weltrekord wurde bei einem kaltweißen Licht mit 5150 K gemessen. Rechts ein Bild, das unterschiedliche Energiesparlampen bei verschiedenen Farbtemperaturen anzeigt.Lichtausbeute von Leuchtmittel in der Praxis
In der Praxis liegt die Lichtausbeute von auf dem Markt verfügbaren LED zur Zeit bei 40 bis 100 lm/W. Glühbirnen haben eine Lichtausbeute von 10 – 14 lm/W, Halogenlampen kommen auf 15 bis 20 lm/w und Leuchtstoffröhren auf so 70 bis 90 lm/W.
In anderen Einsatzbereichen gibt es weitere Lampen, die eine ähnlich hohe, oder noch höhere, Lichtausbaute erzielen wie LED in der Praxis. Da sind zum Beispiel die Natrumdampflampen, eine Form der Gasentladungslampe, mit einer Lichtausbeute von 150 bis 200 lm/W. Ebenfalls in diese Gruppe der Gasentladungslampen gehören die Halogen-Metalldampflampen, die ebenfalls eine hohe Lichtausbeute von rund 110 lm/W erreichen. Durch die sehr gute Farbwiedergabe werden diese Lampen in der Beleuchtung von Auslagen in Geschäften eingesetzt, aber auch im Theater, bei Filmaufnahmen, in großen Hallen, in Stadien und in Aquarien.
Lichtausbeute ist das Maß für Energieeffizienz bei Lampen
Ich hoffe, dass ich zeigen konnte, was Energieeffizienz in der Beleuchtung bedeutet und wie man die Effizienz von LED einordnen muss. Der Weltrekord von Cree war mir dazu ein gutes Beispiel, wobei ich nicht weiter auf den physikalischen maximal erreichbaren Wert eingegangen bin.
Über Andreas Kühl
Energieblogger aus Leidenschaft mit großem Faible vor allem für effiziente Energienutzung im Strom- und Wärmebereich. Aber auch die kostenlose Energie, die uns die Natur zur Verfügung stellt ist faszinierend und Herausforderung zugleich.
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