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Wissen - Die komplexeren Infos

Wir haben schon viel über das Thema LEDs geschrieben. Aber Ihnen reicht es noch nicht? Uns recht. Auf dieser Seite erklären wir die etwas komplexeren Zusammenhänge:

Wie funktioniert eine LED eigentlich?

Leuchtdioden sind Halbleiter, in der Regel aus Gallium. Die Diode wandelt Gleichstrom in Licht. Das funktioniert so: Wird an eine Diode Spannung in Durchlassrichtung angelegt, wandern Elektronen von der "n" zur "p"-dotierten Seite. Dieser Übergang auf das energetisch günstigere Valenzband wird Rekombination genannt. In deren Rahmen wird die freiwerdende Energie als Photon abgegeben. Ganz einfach eigentlich.  Dabei sind, abhängig vom verwendeten Halbleitermaterial, verschiedenfarbige Lichtfarben umsetzbar: Früher rot, orange, grün, heute auch blau und weiss. Um an weißes Licht zu kommen, gibt es zwei Varianten:

  1. Bei der Lumineszenzkonversion bekommt ein Bauteil, das eigentlich blaues Licht emittieren würde, eine Phosphorschicht aufgedampft. Der gelbe Phosphor wandelt einen Teil des blauen Spektrums um, es entsteht weißes Licht.
  2. Bei der Additiven Farbmischung entsteht weißes Licht durch das gleichzeitiges Leuchten blauer, roter und grüner LEDs. Ambi Lights und die Stimmungsleuchten funktionieren nach diesem Verfahren.
Und wie ist eine LED aufgebaut?

Obenstehende Abbildung zeigt eine Reihe LEDs im Kunststoffgehäuse. In diesem Kunststoffgehäuse befindet sich der LED Chip mit gelber Phosphorbeschichtung. Der Chip ist mit einem feinen Golddraht für den elektrischen Anschluß mit der Anode verbunden. Anode und Kathode der LED werden zusammen mit anderen LEDs auf Leiterbahnen oder Platinen zusammengestellt, bis ein funktionsfähiges Modul entstanden ist. Die Leiterbahnen fungieren oftmals als Kühlkörper für die Wärmeableitung des Clusters.

Durch diesen Aufbau sind die Einzelmodule sehr robust und physikalisch widerstandsfähig. Weiterhin sind durch verschiedene Modulformen Anpassungen an unterschiedlichste Einsatzzwecke realisierbar.

Wie geht es mit einer LED Lampe zu Ende?

Die Lebensdauer einer LED ist von der Bauform und natürlich der Qualität elektronischen Elemente abhängig. Sie wird von unterschiedlichen Anbietern zwischen 10.000 und 25.000 Stunden angegeben. Das bedeutet eine durchschnittliche Lebensdauer zwischen 10 und 25 Jahren. Das dürfte zunächst reichen. Natürlich hängt das von der täglichen Nutzungsdauer ab. 

LEDs gehen nicht einfach kaputt. Man definiert das Ende der Lebensdauer dadurch, dass die von der Lampe erzeugte Helligkeit auf 70% des ursprünglichen Wertes zurück gegangen ist. Auch nach Erreichen ihres Lebensendes leuchtet die LED munter weiter, nur eben nicht mehr so hell.

Eine LED Lampe ist erheblich stabiler als eine Glühlampe. Es gibt weniger Umweltgefahren, die die Lebensdauer verkürzen können: Kein Glaskörper kann implodieren, die LED ist unempfindlicher gegen Schlag und Stoß. Die Gesamtkonstruktion der LED ist auf eine erheblich längere Lebensdauer ausgelegt.

Wie schnell rechnet sich der Austausch meiner Glühlampen gegen LEDs?

Wenn man nur die Energiekosten ansetzt, kann man im Mittel davon ausgehen, dass sich die erhöhten Anschaffungskosten einer LED Lampe gegenüber einer konventionellen Glühbirne nach etwa einem Jahr amortisieren. Da die Berechnungsgrundlagen höchst unterschiedlich sind, haben wir ein Excel entwickelt, mit welchem Sie die Berechnung selbst durchführen können. Aber es sind ja noch weitere Faktoren, die den sofortigen Austausch einer Glühlampe gegen eine LED Lampe attraktiv machen.

  • Da wäre zunächst die höhere Betriebssicherheit zu erwähnen. Eine LED Lampe ist weniger gefährdet beschädigt zu werden.
  • Die längere Lebensdauer macht es vor allem bei Leuchten mit kompliziertem Zugang zur Fassung, oder bei hochgelegenen Außenleuchten attraktiv, auf LED zu wechseln. Man muss nicht mehr so häufig an die Brennstellen heran!
  • Der wesentliche Punkt sind allerdings die Kosten, die der Hausmeister oder Elektriker verursacht, der die Lampen regelmäßig tauschen müsste. Durch die Wahl geeigneter LED Leuchtmittel lässt sich die Zahl der Beauftragungen um den Faktor 10 verringern.
  • Die geringe Wärmeentwicklung hat schließlich auch einen Sicherheitsaspekt. Keiner wird sich mehr die Finger verbrennen.

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