Eine LED Lampe ist in jedem Lebensbereich zu finden. So stattet sie das heimische Wohnzimmer mit einem gemütlichen Wohlfühllicht aus, während sie im Büro die Konzentration steigert. Steht nach getaner Arbeit die Heimfahrt an, leuchten erneut LEDs auf. Schließlich sind sie sowohl in einem PKW, als auch in Fahrrädern oder öffentlichen Verkehrsmitteln zu finden.
Keine Frage: LEDs sind im modernen Alltag unverzichtbar. Gleiches gilt für das wichtigste Wissen zum Thema, wenn von den Vorteilen der Leuchtmittel profitiert werden soll.
So funktioniert LED
Egal, ob LED Deckenleuchte oder Lampe – sie basiert auf einer Leuchtdiode, die sich aus einer Anode nebst einer Kathode zusammensetzt. Das sind die zwei Pole, die den Stromfluss leiten. Hierfür sorgt der Bonddraht. Er ermöglicht es, die benötigte Energie zu übertragen. Dadurch kann die gewünschte Elektrolumineszenz erreicht werden.
Dabei befindet sich auf der Kathode ein von einer Kunststofflinse geschützter Chip. Er verteilt das erzeugte Licht harmonisch im Raum. Gut zu wissen ist außerdem: Der Chip ist in eine Reflektorwanne eingesetzt, die den Wirkungsgrad der Belichtung erhöht.
Doch wie arbeitet dieser Chip? Zwei verschiedene Materialien formen seine Grundlage. Sie bilden zwei unterschiedlich dotierte Pole im Halbleiterkristall. Dadurch können sie den Überschuss an Ladungsträgern in der Lampe leiten. Bei einer Reaktion der Elektronen durch den Stromfluss können nun Photonen freigesetzt werden. Diese Energie ist das Licht eines LED-Produkts.
Welche Vorteile LED im täglichen Gebrauch bietet
LEDs erfreuen sich einer regen Beliebtheit in den unterschiedlichen Lebensbereichen. Mit Blick auf ihre Vorteile wundert dies nicht. So gelten Lampen oder Module mit den Leuchtdioden als Leuchtmittel der Zukunft.
Dabei überzeugt nicht zuletzt die hohe Langlebigkeit der innovativen Technik. Wer auf preiswerte LEDs setzt, kann eine Lampennutzbarkeit von circa 15.000 Stunden im herkömmlichen Gebrauch erwarten. Höherwertige Produkte leuchten sogar bis hin zu 60.000 Stunden. Zugleich erlöschen Lampen oder LED Leuchten nicht plötzlich, sondern geben über die Zeit weniger Licht ab.
Trotz hoher Lumen besitzt eine LED Lampe im Vergleich zu Halogen- oder Glühlampen eine spürbar geringere Wärmeentwicklung. Dadurch lässt sie sich einfacher handhaben, wenn sie nach einer hohen Leuchtdauer ausgewechselt werden soll. Stammt die LED aus dem extrem leistungsstarken High-Power-Bereich, sind diese leicht kühlbar. Unternehmen profitieren hiervon nachhaltig.
Gleiches gilt für den geringen Energieverbrauch: Da die Technologie äußerst effizient arbeitet, verbrauchen LEDs im Durchschnitt bis zu 80 Prozent weniger Strom als vergleichbare Glühlampen. Das schont die Umwelt, wobei auch Energiekosten gesenkt werden können.
Dennoch geben die Lampen sofort eine hohe Helligkeit ab. Im Gegensatz zu Energiesparlampen entfalten sie ihre volle Leuchtkraft also umgehend. Dadurch sind LEDs ideal für den kurzfristigen Einsatz geeignet. Ein gelungenes Beispiel hierfür ist die intelligente Lichtsteuerung mithilfe von Präsenz- oder Bewegungsmeldern.
Dabei zeichnen sich LEDs unabhängig ihres Einsatzortes als robuste Lichtquellen aus. Auch bei Erschütterungen, Stößen oder Vibrationen sind Schäden nicht zu erwarten. Wenig verwunderlich also, warum LED-Leuchten bevorzugt in Taschenlampen, Maschinen oder Fahrzeugen eingearbeitet werden.
Viele Farben für Wohn- und Arbeitsräume
Da Leuchtdioden eine Vielzahl an Farben erzeugen, können LED Lampen optimal mit RGB-Leuchtmitteln gekoppelt werden. Sie lassen das Produkt in den unterschiedlichsten Nuancen erstrahlen. Hierzu zählt Rot ebenso wie Blau oder Grün.
Weißes Licht bleibt dennoch ein Klassiker für die passgenaue Ausleuchtung des Alltags. Jedoch überzeugen LEDs auch hier mit unterschiedlichen Varianten. So decken sie ein breites Weißspektrum ab, das von warmweißen über neutralweiße Töne reicht.
Da die meisten Lampen gedimmt werden können, lässt sich das Licht nach Maß übertragen. Hierbei ist wichtig zu beachten, dass eine Dimmung mithilfe von Phasenanschnitten und -abschnitten auf das jeweilige Produkt angepasst werden sollte.
Ist ein LED-Modul im Einsatz? In diesem Fall gelingt die Dimmung auch in hohen Frequenzen einfach unproblematisch. Hierfür ist die Pulsweitenmodulation sowie die Tunable White Funktion verantwortlich. Letztere verändert die Farbtemperatur auch im RGB-Bereich.
Vielseitig und funktional – diese LED-Arten gibt es
LED Leuchtmittel lassen sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedene Kategorien einteilen. Hierbei unterscheiden sich zunächst die Bezeichnungen. So gibt es die COB- und SMD-LEDs ebenso wie High-Power- und DIP-LEDs.
Darüber hinaus können sich diese vier Typen nach ihren Lampenformen aufteilen. Chips oder Retrofits sind hierfür gute Beispiele. Zusätzlich sind die diversen Halbleiterkristalle für die Erzeugung mehrerer Farben zu unterscheiden.
COB-LED: Bei ihr handelt es sich um die leistungsstarke LED-Variante. Das COB steht für Chip on Board, was die Platzierung des Halbleiterchips erklärt. Er sitzt direkt auf der Platine aus Keramik oder Aluminium.
Dadurch gelingt die Wärmeableitung optimal, wobei auch die Leuchtkraft bedeutend höher als bei einer der anderen Varianten sein kann. Das liegt an der Herstellungsweise von COB-Leuchten. Sie ermöglicht es nämlich, bis zu 70 Multi-Chips pro cm² zu integrieren.
SMD-LED: Bei der Surface Mounted Devices- oder SMD-Variante handelt es sich um LEDs, die auf einer Oberfläche montiert werden. Deren Funktionsweise erinnert an die der COBs, wobei sie in einen kleinen Kühlkörper eingefasst sind. Eine direkte Platzierung auf der Platine ist bei SMD also nicht möglich. Aufgrund dieser Bauweise sitzen die Chips auf den sogenannten PLCC, den Plastic Leaded Chip Carriers.
Dabei sind SMD-LEDs in unterschiedlichen Größen erhältlich. Für deren Angabe werden Zahlen wie 2000 oder 3500 genutzt. Sie geben die Breite in Millimetern mit dem Multiplikator zehn an. Eine beispielhafte Lampe wäre in diesem Fall also 2,0 mm breit und 3,5 mm lang.
Wichtig zu wissen ist außerdem: Es herrscht Unklarheit darüber, ob die Bezeichnung SMD lediglich Bauart und -größe oder doch die Leuchtstärke anzeigt.
Klar ist hingegen, dass sich dieser LED-Typ optimal für die Beleuchtung von Pflanzen eignet. Dadurch werden sie bevorzugt in der Landwirtschaft und in der Floristik eingesetzt. Kleinere Modelle lassen sich ebenso für die private Pflanzenpflege nutzen.
High-Power-LED: Diese LED-Art konzentriert sich auf die elektrische Stromstärke als Basis für den Diodenbetrieb. Im Vergleich zu Low- und Mid-Power-LEDs ist sie überdurchschnittlich hoch. So bewegen sich die Varianten im High-Power-Level zwischen mehreren hundert Milliampere. Teilweise bieten sie sogar Stromstärken über einem Ampere. Dadurch lässt sich eine überzeugende Lichtleistung auch auf vergleichsweise geringem Raum gebrauchen.
DIP-LED: Diese bedrahtete Variante ist als der Vorreiter moderner Leuchtdioden bekannt. Sie umfasst zwei verfügbare Drähte mit angeschlossenem Halbleiterkristall an deren Enden. Dabei ist die Dual-in-Line-Package-Form von einer robusten Kunststoffabdeckung in unterschiedlichen Durchmessern umgeben.
Da sie über eine kürzere Lebensdauer und vergleichsweise schnell abnehmende Lumen verfügt, ist sie im Vergleich zu den anderen LED-Arten seltener im Einsatz.
Umweltfreundlich trifft stark: LED
LED Leuchtmittel zeichnen sich durch ihre Funktionalität und Leistungsstärke aus. Gleichzeitig überzeugen sie mit einem umweltfreundlichen Charakter. Dank ihrer guten Energiebilanz schonen sie nämlich wertvolle Ressourcen. Dabei enthalten sie jedoch keine hochgiftigen Substanzen wie etwa giftiges Quecksilber, das in Energie- oder Leuchtstofflampen zu finden ist. Eine Entsorgung im Sondermüll wird dadurch überflüssig. LEDs können vielmehr jederzeit als Elektroschrott weggeworfen und sogar wiederverwertet werden.
Worauf ist beim Kauf von LEDs zu achten?
Aufgrund ihrer Halbleiter-Bauweise unterscheiden sich LEDs im Vergleich zu handelsüblichen Glühlampen deutlich. Sollen sie Innenräume oder Außenbereiche erhellen, ist daher zunächst die Leuchtkraft der LEDs zu beachten. Sie wird in Lumen mit der Abkürzung lm gemessen. Je höher dieser Wert ist, desto heller strahlt die Lampe.
Jedoch sind bei manchen Produkten zusätzlich die Watt angegeben. Bei ihr handelt es sich um die alte Einheit für die Lichtstärkemessung von Leuchtmitteln. Als Richtwert dient dabei folgendes Beispiel:
700 Lumen entsprechen 7 W oder 70 Watt. Die Lumenangabe wird durch den Faktor 10 geteilt, um einen Vergleichswert zu erhalten.
Auch die Messeinheit Kelvin ist beim Kauf von LEDs zu beachten. Sie misst die Lichtwärme. So enthält warmes Licht mehr Rotanteile, wobei sich kaltes Licht aus höheren Blauanteilen zusammensetzt. In Wohnräumen beispielsweise empfiehlt sich daher eine warme Lichtquelle. Sie schafft eine gemütlichere Atmosphäre. Dagegen fördert kühles LED-Licht die Konzentration in Arbeitsräumen.
Dabei gilt: Je niedriger der Kelvin Wert ist, desto rötlicher oder wärmer strahlt das Licht. Ab 2.700 K gelten Leuchtmittel als warmweiß. Über 3.300 Kelvin wird von neutralweißen Lampen gesprochen. Reichen die Kelvin über 5.300 erstrahlen die Leuchtmittel in tageslichtweiß.
Den Abstrahlwinkel verstehen
Mithilfe des Abstrahlwinkels lässt sich die Verteilung des Lichts in Grad messen. Ausschlaggebend hierfür ist die Weite des erzeugten Lichtkegels. Je kleiner der Winkelgrad ist, umso gebündelter wird das Licht übertragen. Dadurch sind in Museen oder Geschäften LEDs mit schmalen Graden im Einsatz.
Anders verhält es sich bei der Beleuchtung weitläufiger Flächen oder Areale. Sie benötigen einen großen Winkel von mindestens 100° für eine optimale Ausleuchtung. Der höchstmögliche Abstrahlwinkel liegt bei 360°. Er eignet sich für eine gleichmäßige Ausleuchtung mit einer überdurchschnittlich hohen Lichtausbeute auch im Außenbereich.
Der CRI oder Farbwiedergabeindex einfach erklärt
Der Farbwiedergabe Index oder Color Rendering Index CRI beschreibt in der Messeinheit Ra, wie natürlich die erzeugten LED-Farben wirken. Er basiert auf den verschiedenen Wellenlängen von Sonnenlicht. Auch LEDs enthalten sie, wobei diese künstlich erzeugt werden. Das ist das sogenannte Farbspektrum des Lichts. Ist dieses eingeschränkt, wirken die von den Objekten reflektierten Farben verfälscht.
Daher gilt: Je höher der Ra-Wert ist, desto angenehmer wird das LED Leuchtmittel empfunden. 100 Ra sind dabei der Optimalwert, wobei Lampen ab 80 Ra überzeugen. Bestimmte Berufsgruppen, die auf ein gutes Licht angewiesen sind, sollten Produkte ab 90 Ra bevorzugen.
OLED oder LED?
Keine Frage: LED revolutionierte die Beleuchtungstechnik wie es nur die Glühbirne zuvor schaffte. Schließlich basiert sie auf dem Phänomen der Elektrolumineszenz. Gleiches gilt für die organischen Leuchtdioden, die als OLED bekannt sind. Auch sie bieten wie die klassische LED eine hohe Lichtausbeute bei geringerem Stromverbrauch. Dabei ist die Lebensdauer der auf Dioden basierenden Leuchtmittel ansprechend hoch.
Doch worin unterscheiden sich OLED und LED? Einer der wesentlichen Hauptunterschiede sind die verarbeiteten Halbleiter-Varianten. LED ist mit deren anorganischer Form ausgestattet, während OLED organische Halbleiter in sich vereint. Auch zeichnet sich OLED durch einen transparenten sowie
selbstleuchtenden Charakter aus. Wird gerichtetes Licht benötigt, sind also LEDs die bessere Wahl. Das ist etwa im Straßenverkehr oder in Verkaufsräumen der Fall. OLED kommt dagegen in modernen Smartphone-Displays oder Flächenstrahlern zum Einsatz.
