Leider sind die Größen, anhand derer sich auf die Lichtausbeute einer Lampe schließen lässt, nicht einfach umrechenbar. Denn es gilt nun nicht mehr die Faustregel: Je höher die Wattzahl, desto heller die Lampe. Vielmehr kommt es auf die Lichtausbeute der Lampe an. Diese wird in Lumen pro Watt (lm/W) angegeben. Wie viele Lumen – den sog. Lichtstrom – eine Lampe produziert, hängt davon ab, wie viel Licht im sichtbaren Bereich die Lampe unter Aufnahme von elektrischer Leistung abstrahlt. Es ergibt sich also der Zusammenhang Lichtausbeute gleich Lichtstrom (lm) durch Leistungsaufnahme (Watt). Diese Größeist wichtig, um sich ein Bild über die Energieeffizienz einer Lampe zu machen. Jedoch sagt sie nichts über die allgemeine Helligkeit aus, die die Lampe erzeugt.

Wie hell eine LED-Lampe macht, hängt neben der benötigten elektrischen Leistung vom Lichtstrom ab. Bei den alten Glühlampen ist die Lichtausbeute relativ gering, da ein Großteil der Strahlung, die bei Stromdurchfluss erzeugt wird, nicht im sichtbaren Bereich liegt, sondern als Wärmestrahlung abgegeben wird. Erzeugt eine 75-Watt-Glühlampe ungefähr 930 Lumen, so liegt ihre Lichtausbeute bei 12,4 lm/W. Verfügt eine Lampe über eine höhere Lichtausbeute, sinkt als die aufgenomme Leistung und damit der Stromverbrauch. Eine LED-Lampe schafft heute bis etwa 160 lm/W Lichtausbeute. Das würde bedeuten, dass die LED-Lampe mit nur 5,81 W betrieben werden kann, um die gleiche Helligkeit zu liefern.

Wie hell eine Lampe empfunden wird, hängt jedoch auch vom Standort der Lampe ab. Ein wesentlicher Unterschied zwischen LED-Lampe und Glühlampe ist hier die Richtung, in die das Licht abgestrahlt wird. Während eine Leuchtdiode Licht nur in eine Richtung aussendet, leuchtet die Glühlampe rundum. Es ist also von Interesse, wie viel Licht in einen Raumwinkel emittiert wird. Diese Menge wird als Lichtstärke einer Lampe bezeichnet und in Candela (cd) gemessen. Die Lichtstärke ist also abhängig vom Lichtstrom auf einem bestimmten Raumwinkel zur Lichtquelle. 1 Candela entspricht auch der Lichtstärke einer einzelnen Kerzenflamme. Je höher die Candela-Angabe, desto größer muss auch der Lichtstrom sein. Kennt man die Wattzahl einer Lampe, so ergibt sich, wie hoch die Lichtausbeute einer Lampe ist.

Wer nicht jedes Mal anhand der Kennzahlen auf der Verpackung einer Lampe neu ausrechnen möchte, wie viel Strom bei gleicher Helligkeit gespart wird, kann sich bei vielen Lampen-Herstellern eine Lumentabelle herunterladen und sich beim Kauf einer neuen Lampe daran orientieren.

OLED-Pflaster bei der Arbeit

Licht wird in der Krebstherapie schon seit Langem verwendet. Jedoch beinhaltete dies bisher, dass Patienten viele Stunden lang im Krankenhaus mit Laserlicht behandelt werden mussten. Die Entwicklung von Pflastern, auf denen leistungsstarke OLEDs sitzen, bedeutet eine immense Erleichterung für Betroffene, denn die OLED-Pflaster ermöglichen es, sich im Alltag ganz normal zu bewegen. Die OLEDs werden per Batterie mit Strom versorgt, deren Größe aber sehr überschaubar ist, da die OLEDs einen sehr geringen Energieverbrauch aufweisen. Ein weiterer großer Vorteil an der OLED-Therapie ist, dass sie völlig schmerzfrei ist.

Im in-vitro-Experiment hat das rote OLED-Licht Krebszellen innerhalb kurzer Zeit den Garaus gemacht. Das beflügelte Forscher des Oxforder Polymetronics Labor, die OLEDs clusterförmig auf Pflaster zu setzen. Bevor diese angebracht werden, werden die betroffenen Hautstellen mit einer lichtabsorbierenden Paste bestrichen, so dass die Wirkung der OLEDs punktgenau erfolgen kann.

Die Art der Beleuchtung macht den Unterschied

Interessant ist zum Beispiel das Forschungsergebnis, dass kaltweißes Licht mit einer hohen Lichttemperatur den Melatonin-Spiegel

im Körper senkt. Die methodische Schlussfolgerung ist, dass man zum Lesen und Arbeiten eine Leuchte, die kaltweißes Licht emittiert, verwenden sollte. Warmweißes Licht, das aufgrund des weniger harten, gemütlicheren Erscheinungsbildes bevorzugt wird, macht tendenziell dagegen eher müde.

Ein Bericht der ARD stellt einen Modellversuch an einer Hamburger Grundschule vor, der sich dieses Wirktprinzip zu Nutze macht: Kaltweißes Licht der Lichttemperatur 12000 Kelvin vertreibt bei Unterrichtsbeginn die Schläfrigkeit der Schüler. Werden die Kinder jedoch unruhig, schafft warmweißes Licht mit nur 3200 Kelvin Abhilfe, denn es wirkt dämpfend auf den Organismus. Der Erfolg des Experiments kann sich sehen lassen. So stieg die Lesegeschwindigkeit der Schüler durchschnittlich um 35 Prozent im Vergleich zu Referenzklassen, wo kein dynamisches Licht eingeführt wurde.

Gesteuert wird dieses Wach-Phänomen über den Blauanteil, das das abgestrahlte Licht enthält. Dieser ist bei kaltweißen Lampen höher. Über den entsprechenden Rezeptor im menschlichen Auge, regt das Licht die Produktion des Schläfrigkeitshormons Melatonin an oder unterbindet diese. Das heißt, tagsüber sollte Licht einen höheren Blauanteil besitzen als abends, wenn man zur Ruhe kommen möchte.

Der positive Effekt von angepasstem Licht kann auch am Arbeitsplatz das Leben entschieden erleichtern. Das Lightfusionlab des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation empfiehlt auch hier eine Licht-Optimierung in Büros und Produktionsstätten. Besonders Licht, das dem natürlichen Verlauf der Intensität von Tageslicht nachempfunden ist, steigert laut den Forschungsergebnissen Wohlbefinden und Produktivität.

Im Lightfusionlab wird derzeit mit LED-Leuchten, die gezielt bestimmte Farben des Lichts verstärken, experimentiert. Je nach Werkstoff, z.B. Holz oder Metall etc., würden bestimmte Arten das Lichts Besonderheiten des Materials besonders gut sichtbar gemacht. Das würde zu erheblichen Arbeitserleichterungen durch gezielten Licht-Einsatz führen.

Eine neue Art der Lichttherapie könnte für viele, die von hartnäckiger Akne betroffen sind, von Interesse sein: Eine kürzlich im British Journal of Dermatology veröffentlichte Studie belegt die Wirksamkeit von rotem und blauem LED-Licht gegen Pickel und Mitesser.

Es gibt unzählige Mittel und Cremes, die Abhilfe bei Akne versprechen. Betroffene haben oft schon die Mehrheit ausprobiert – oft ohne Erfolg. Gute Ergebnisse wurden hingegen schon in der Vergangenheit mit Lichttherapie erzielt. Durch die Bestrahlung der entzündeten Hautstellen mit UV-Licht, wie zum Beispiel mit einem Gesichtsbräunungsgerät, bilden sich die Pusteln merkbar zurück. Doch die Schattenseite ist jedoch, dass UV-Licht die Haut schneller altern lässt. Nicht umsonst raten Dermatologen davon ab, sich zu oft dem prallen Sonnenlicht auszusetzen od

er Solarien aufzusuchen.

Keine Angst vor den schädlichen Anteilen des Lichts müssen Patienten dagegen bei der Behandlung mit LED-Licht haben, denn die Wellenlängen des verwendeten blauen und roten Lichts liegen nicht um ultravioletten Lichtbereich, der bis 380 nm Wellenlänge reicht. Es wird blaues Licht der Wellenlänge 400-455nm eingesetzt, das Bakterien auf der Haut abtötet. In Kombination mit rotem Licht der Wellenlänge 580-659nm, das die Durchblutung verbessert und so die gereizte Haut beruhigt, konnte durch die Lichttherapie mit blauen und roten LEDs eine durchschnittliche Verbesserung von 76% erzielt werden. Dabei konnten keine Nebenwirkungen durch die Bestrahlung mit dieser Lichtart festgestellt werden.

LED-Ampel

Wer kennt das nicht: Bei tief stehender Sonne ist kaum zu erkennen, welche Farbe die Verkehrsampel gerade anzeigt. Steht die Ampel auf Rot statt auf Grün, wie irrtümlich angenommen, kann das zu schlimmen Unfällen führen. LEDs hinter den farbigen Streuscheiben der Ampeln sind jedoch auch bei ungünstiger Sonneneinstrahlung gut sichtbar, da sie im Gegensatz zu herkömmlichen Leuchtmitteln das Licht gleichmäßiger und breitflächiger Abstrahlen.

Ampeln mit LEDs zu betreiben bietet zudem wirtschaftliche Vorteile, da LEDs sehr viel weniger Strom verbrauchen als die bisher bei Ampeln eingesetzten 75 bis 100 Watt-Glühbirnen. Das Sparpotential durch Ampeln mit LEDs ist riesig, wie die folgenden Beispiele zeigen:

Spitzenreiter Taiwan hat alle 690000 Ampeln mit LEDs bestückt. Mit der eingesparten Energie können stattdessen 70000 Haushalte versorgt werden. Doch auch im Bundesgebiet gibt es bereits Erfahrungswerte. So gelang es der Großstadt Hamburg, durch die mittlerweile mit LEDs umgerüsteten Ampeln 3.150 Megawattstunden Strom zu sparen, was 150.000 Euro entspricht. Und dabei hat Hamburg noch nicht einmal ein Drittel aller Ampeln mit LEDs ausgestattet. Bremerhaven will durch den geringen Energieverbrauch und die längeren Wartungsintervalle der LEDs 1500 Euro im Jahr sparen, Freiburg 240 Tonnen weniger CO2 pro Jahr produzieren.

Lichtzeichenanlagen mit LEDs statt Glühbirnen weisen außerdem eine deutlich erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Vibrationen auf. Auch diese Eigenschaft trägt dazu bei, dass Ampeln mit LEDs weniger oft repariert werden müssen. Dadurch lassen sich weitere Kosten einsparen.

China spart Strom durch LEDs

Der Pro-Kopf-Energiebedarf in China ist im letzten Jahrzehnt erheblich angestiegen. Auch durch den anhaltenden Wirtschaftsboom benötigt das Reich der Mitte viel mehr Energie als jemals zuvor. Um einer Energiekrise auszuweichen, bis neue Energiequellen erschlossen sind, will China nun den Stromverbrauch drosseln. Bei der Beleuchtung hat die chinesische Regierung nun bereits einen Einschnitt vorgesehen: Bis Oktober 2016 sollen Glühlampen schrittweise vom Markt genommen werden.

Im Unterschied zum diesjährigen Vorstoß der Europäischen Union setzt China jedoch nicht auf die umstrittenen Kompaktleuchtstofflampen, sondern auf LED-Technik. LEDs sollen ab Oktober nächsten Jahres zunächst die 100-Watt-Glühbirne ersetzen.

Das dürfte die Binnenkonjunktur im Bereich LED-Leuchtmittel kräftig ankurbeln, denn China ist bereits jetzt der weltweit größte Hersteller von LED-Chips. Laut dem Marktforschungsinstitut IMS Research wird China den LED-Markt bis 2012 dominieren. Das liegt nicht zuletzt daran, dass China eine großangelegte Förderung für die Herstellung von LEDs plant. Daneben stellt China LED-Herstellern Steuernachlässe und erleichterte Abschreibungsmöglichkeiten in Aussicht.

Hauchdünne, geschwungene OLED-Panels

LED-Lichttechnik ist bislang als die Innovation in Sachen Lichterzeugung und Beleuchtung überhaupt gehandelt worden. Nun könnte ein neues Konzept noch mehr Möglichkeiten eröffnen: das der organischen LEDs, kurz OLEDs.

Kurzgefasst unterscheiden sich OLEDs von gebräuchlichen LEDs technisch dadurch, dass sie wie der Name schon sagt aus mehreren organischen Polymer-Schichten bestehen. Diese verfügen über die Eigenschaft der organischen Elektroluminiszenz. Hierbei wird beim Überang der biologischen Materialien von einem elektronisch angeregten Zustand in den Grundzustand elektromagnetische Strahlung in Form von Licht emittiert. Wie bei nicht organischen LEDs wirken hier die orangischen Bestandteile als Halbleiter. Diese Eigenschaft wird beim OLED ausgenutzt.

Besonders gut sind OLEDs für den Einsatz in Displays und Bildschirmen geeignet, da die OLEDs farbiges Licht emittieren. Im Vergleich zu LCD-Bildschirmen haben OLED-Bildschirme daher einen höheren Konstrast. Zudem verbrauchen OLEDs weniger Energie, so dass weniger Betriebswärme anfällt. Die OLED-Schicht kann sehr dünn hergestellt werden, sodass OLEDs besonders für die Anwendung in Kleingeräten wie zum Beispiel in Handy-Displays prädestiniert sind.

Design-Studie von Samsung: Das faltbare Handy

Eine weitere aufregende Eigenschaft der OLEDs ist, dass sie auch innerhalb von biegsamen Panelen verwendet werden können. Durch ihre Flexibilität können mit OLEDs ganz neue Raumbeleuchtungskonzepte entworfen werden. Auch im Bereich Design wird durch OLEDs vieles Möglich.

Leider ist die Lebensdauer von OLEDs noch vergleichsweise gering. Auch sind OLEDs gegenüber Wasser und Sauerstoff sehr empfindlich. Folglich wird die Markteinführung von alltagstauglichen Geräten mit OLEDs noch ein wenig auf sich warten lassen. Bis dahin freuen wir uns schon einmal im Voraus auf wirkungsvolle OLED-Entwürfe.

Stimmungsvolle Straßenbeleuchtung zu Weihnachten muss nicht zu horrenden Stromkosten führen

Schon seit Mitte September stehen Schokoladennikoläuse und Konsorten in den Supermärkten zum Verzehr bereit, so dass man sich jedes Jahr aufs Neue fragt, ob das denn wirklich schon so früh sein muss. Doch spätestens wenn die Weihnachtsbeleuchtung in den Innenstädten montiert wird, kommt man einfach nicht mehr an dem Thema vorbei.

Ganz klar ist dabei auch, dass man im Jahr der Energiewende in Deutschland an dem Thema Stromverbrauch der Weihnachtsbeleuchtung nicht vorbei kommen wird. In vielen Städten wurde die herkömmliche Weihnachtsbeleuchtung mittlerweile schon mit sparsamen LEDs umgerüstet. Das lohnt sich, denn die Stromersparnis durch die LED-Weihnachtsbeleuchtung ist beträchtlich. Nur einige Beispiele von Städten, die auf LED-Weihnachtsbeleuchtung umgestiegen sind: Mannheim spart 30000 Kilowattstunden Strom bzw. 20 Tonnen CO2, Augsburg spart 5500 Euro Stromkosten, Tübingen reduziert von 9343 Kilowattstunden auf 623 Kilowattstunden etc..

Bis zu 10 Millionen Kilowattstunden verbrauchten Städte in Deutschland bisher im Schnitt für die Weihnachtsbeleuchtung. Würde man alle Glühlampen in der Weihnachtsbeleuchtung durch LED-Lampen ersetzen, so würden laut dem Institut für Energiedienstleistungen 8 Millionen Kilowattstunden eingespart. Das kommt einem um 4,5 Millionen Tonnen verringerten CO2-Ausstoß gleich. So kann man mit gutem Gewissen den Weihnachtsmarkt und die herrliche Weihnachtsstimmung genießen.

In der Vergangenheit gab es in Vorreiter-Städten in Sachen LED-Weihnachtsbeleuchtung wie Augsburg noch Querelen, da die LED-Lampen der älteren Generation ausschließlich kalt Licht erzeugen konnten. So hat die innovative Weihnachtsbeleuchtung leider vielen die Weihnachtszeit vermiest. Mittlerweile stellt dies jedoch kein Problem mehr da, so dass die Ersparnis der Stromkosten nicht zulasten der Weihnachtsstimmung geht, denn die LED-Lämpchen der Augsburger Weihnachtsbeleuchtung strahlen nun warmweiß.

Da die Kosten durch die LED-Technik erheblich gesenkt werden können, denken manche Verantwortliche schon laut darüber nach, die Weihnachtsbeleuchtung bis Februar weiterzuverwenden – bis die dunkle Jahreszeit endgültig vorbei ist. Ob das jedoch umgesetzt wird, ist noch nicht klar. Bis dahin können sich Privathaushalte natürlich selbst mit günstiger LED-Weihnachtsbeleuchtung behelfen, bis der Frühling Einzug hält. Schauen Sie doch einfach einmal in unseren Shop …

LED Straßenleuchte

Die Beleuchtung unserer Straßen und Wege im innerstädtischen Bereich ist eine nicht zu vernächlässigende Größe was Kosten für die Allgemeinheit angeht. In Deutschland gibt sind derzeit über neun Millionen Leuchten, die zusammen die Energie von vier Terawattstunden verbrauchen – also vier Billionen Kilowattstunden! Zum Vergleich: ein durchschnittlicher Haushalt verbraucht im Jahr um die 4000 Kilowattstunden, wovon ca. 11 Prozent auf Beleuchtung entfallen – was ungefähr 440 kWh entspricht.

Das Einsparungspotential bei der Straßenbeleuchtung ist also immens. Einige deutsche Städte sind bereits Vorreiter bei der energiesparenden Beleuchtung der Verkehrswege, zum Beispiel die Gemeinde Eichenau bei München, die mit Hilfe von sparsamer LED-Beleuchtung ihre Energiekosten von 80000 EUR im Jahr um die Hälfte senken will. Höchste Zeit, denn die durchschnittliche Straßenlampe in Deutschland ist mit über 20 Jahren hoch betagt. Momentan sind zur Beleuchtung von Straßen noch überwiegend Quecksilberdampflampen im Einsatz, die aus Umweltschutzgründen bedenklich sind und daher noch dieses Jahr per Gesetz aus dem Handel verbannt werden sollen.

Für die Kommunden wird die Frage nach passenden Alternativen für die Beleuchtung von Straßen, Plätzen und Brücken also langsam drängend. Am sparsamsten im Verbrauch ist sicher die Beleuchtungs-Variante mit LEDs. Jedoch wird als Übergangslösung für die Beleuchtung auch die Natriumdampflampe favorisiert, die durch einen höheren Anteil an Lichtemission im sichtbaren Bereich im Vergleich zu Quecksilberdampflampen den Stromverbrauch durch die Straßenbeleuchtung senken.

Eine Beleuchtung ausschließlich mit LED-Lampen hätte den Vorteil, dass im Vergleich zu einer guten Natriumdampflampe 42 Prozent weniger Strom verbraucht würden. Allerdings liegen die Anschaffungskosten für diese Beleuchtungsart höher. Durch eine Amortisierung der Beleuchtungskosten aufgrund der höheren Lebensdauer von LED-Lampen würden sich diese Kosten jedoch in absehbarer Zeit amortisieren.

profitiert das Hirn von besserer Beleuchtung?

Nach Untersuchungen des US Department of Agriculture soll Salat, der während des Wachstums dem Licht von UV-emittierenden LEDs ausgesetzt war, gesünder sein als herkömmlich gezogener Salat.

Der UVB-Anteil im LED-Licht veranlasst die Pflanzen, Polyphenole zu produzieren, die dafür sorgen, dass weniger UV-Licht von den Blättern absorbiert und dort Schaden anrichten kann. Der Salat wird durch die LED-Einstrahlung dunkler und roter. Es funktioniert also fast wie die Bräunung der Haut beim Menschen, wenn Sonnenlicht die Haut zur Pigmentproduktion anregt.

Die durch das LED-Licht erzeugten polyphenolen Verbindungen – besser bekannt auch als Flavonoide – wirken stark antioxidativ. Das kommt dem menschlichen Organismus nach Verzehr zugute, denn die Flavonoide sind aktiv am Zellschutz beteiligt. So verbessern die LEDs also indirekt unter anderem die Gehirnleistung und bremsen den Alterungsprozess.

Die Produktion der polyphenolen Verbindungen setzt übrigens bereits nach ca. 43 Stunden Bestrahlung mit LED-Licht einer Dosis von 10 Milliwatt pro Quadratmeter ein.