Was sind LED Lampen?
Eine LED Lampe hat als Leuchtmittel eine LED. Diese LED kann fest verbaut oder austauschbar sein.
LED Lampen sind in unterschiedlichen Leistungs- und Effizienzklassen erhältlich. Angaben zu Leistungsaufnahme, Lichtausbeute und Lebensdauer können den jeweiligen Produktdaten entnommen werden. Die Verwendung von LED Lampen anstelle herkömmlicher Glühlampen hat in vielen Anwendungsbereichen zugenommen.
Beleuchtungssysteme mit LED Lampen lassen sich in beinahe allen Bereichen finden. Inzwischen sind neben dem klassischen Modell mit kühlem weißen Licht vielfältige Varianten erhältlich. Die Technik hinter diesem Leuchtmittel bleibt dabei aber dieselbe.
Wie ist eine LED Lampe aufgebaut?
Die Abkürzung LED steht für Licht-emittierende Diode (aus Deutsch: Leuchtdiode). Dabei handelt es sich um Bauelemente aus Halbleitermaterial. Ein wichtiges Merkmal von Halbleitern ist, dass hier der Strom nur in eine Richtung fließt.
Insgesamt bestehen die Leuchtdioden aus zwei Schichten von Halbleitern:
- n-Schicht (Kathode)
- P-Schicht (Anode)
Die n-Schicht besitzt hierbei einen Überschuss an Elektronen und ist negativ geladen. Die gegenüberliegende p-Schicht hingegen weißt eine positive Ladung auf. Die n-Schicht wird auch als Kathode bezeichnet und die p-Schicht trägt den Namen Anode. Durch einen dünnen Bond Draht ist die Anode mit dem LED-Chip verbunden.
Das Herzstück jeder LED Lampe ist der Halbleiterkristall. Dieser wird auch als LED-Chip bezeichnet und ist für die Erzeugung des Lichts verantwortlich. Eingebaut ist der Halbleiter in eine Reflektorwanne, welche die Lichtausbeute erhöht. Um den Aufbau herum schließt eine Kunststofflinse die Konstruktion ab.
Welche Bauarten gibt es für LED Lampen?
Die verschiedenen Einsatzbereiche stellen unterschiedliche Ansprüche an die Bauform der verwendeten LED Lampen.
Neben der ursprünglichen gedrahteten Leuchtdiode sind modernere gängige Bauarten die SMD-LEDs sowie COB-LEDs.
Bei einer SMD (surface mounted device) Variante ist der LED Chip auf einer Leiterplatte befestigt. Zusätzlich ist ein Kühlkörper in Form eines kleinen Gehäuses angebracht, wodurch Leuchtstärke und Effizienz beeinflusst werden. Chip und Gehäuse sind durch den Bonddraht verbunden.
Im Gegensatz dazu ist die Bauart einer COB (chip on board) LED kompakter. Hierbei ist der Chip unmittelbar auf der Platine verlötet. Der Bonddraht verbindet die Chip-Anschlüsse mit der Platine.
Wie ist die Funktionsweise der LED Lampen?
Das Leuchten von LEDs entsteht durch einen Prozess, der als Elektrolumineszenz bezeichnet wird. Grundlage dafür ist der gerichtete Stromfluss innerhalb des Festkörpers, wobei dieser ein Licht emittiert.
Der LED Chip fungiert als mehrschichtiges, kristallenes Halbleitermaterial. Außen befindet sich eine Konversionsschicht, welche den Leuchtstoff beinhaltet. In den darunterliegenden zwei Schichten befinden sich ein Überschuss an positiv oder negativ geladenen Teilchen.
Die Funktionsweise lässt sich kurz wie folgt beschreiben:
Wird Strom an die Diode angelegt, entsteht ein Elektronenfluss zwischen Anode und Kathode. Die konstante Bewegung der Elektronen in eine Richtung zeigt sich nach außen als das charakteristische Leuchten: das Licht.
Welche Vorteile und Nachteile haben LED Lampen?
Je nach Produkt können LED Lampen gegenüber klassischen Glühlampen Unterschiede bei Leistungsaufnahme, Lichtausbeute und Lebensdauer aufweisen.
Die Lebensdauer einer LED Lampe hängt unter anderem vom jeweiligen Modell, der Konstruktion und den Betriebsbedingungen ab. Konkrete Angaben zur Nennlebensdauer sind den jeweiligen Produktdaten zu entnehmen.
Auch der Energieverbrauch unterscheidet sich je nach Produkt und gewünschter Lichtleistung. Für einen sachgerechten Vergleich sollten Leistungsaufnahme und Lichtstrom der jeweiligen Lampen gegenübergestellt werden.
LED Lampen sind in unterschiedlichen Bauformen erhältlich. Angaben zu verwendeten Materialien, Inhaltsstoffen und zur Entsorgung richten sich nach dem jeweiligen Produkt und den geltenden Herstellerinformationen.
Nach dem Einschalten erreichen viele LED Lampen ihre vorgesehene Helligkeit ohne längere Einschaltverzögerung. Auch die Wärmeentwicklung unterscheidet sich je nach Modell und Leistung.
Darüber hinaus gibt es dimmbare LED Lampen sowie Modelle in unterschiedlichen Lichtfarben und Bauformen.
Ein Nachteil von LED Lampen kann je nach Produkt der vergleichsweise höhere Anschaffungspreis sein. Ob sich ein höherer Anschaffungspreis durch Verbrauch und Nutzungsdauer ausgleicht, hängt vom konkreten Produkt und der tatsächlichen Nutzung ab.
Bei einzelnen Modellen kann die Helligkeit im Verlauf der Nutzung abnehmen. Auch die unterschiedlichen technischen Eigenschaften von LED Lampen können die Auswahl eines passenden Modells komplexer gestalten.
Wie wird die Helligkeit von LED Lampen angegeben?
Die Helligkeit beziehungsweise der Lichtstrom einer LED Lampe wird in Lumen angegeben. Die Lichtausbeute wird in Lumen pro Watt angegeben und beschreibt das Verhältnis von erzeugtem Lichtstrom zur aufgenommenen elektrischen Leistung.
Lichtstrom und Lichtausbeute unterscheiden sich je nach LED Lampe erheblich. Für den Vergleich verschiedener Leuchtmittel sollten daher die konkreten Angaben zu Lumen, Watt und Lichtausbeute des jeweiligen Produkts herangezogen werden.
Was ist bei der Anschaffung von LED Lampen zu beachten?
Entsprechend dem gewünschten Einsatzort und der Lichtstimmung ist bei dem Kauf einer LED Leuchte auf einige Faktoren zu achten. Hierzu zählen Helligkeit, Abstrahlwinkel, Dimmbarkeit, Lebensdauer und Lichtausbeute. Welche Auswirkungen ein Wechsel auf LED Leuchtmittel auf den Stromverbrauch hat, hängt von den bisher verwendeten Leuchtmitteln, den gewählten LED Lampen und der individuellen Nutzungsdauer ab.
Wenn eine LED Lampe defekt ist oder ihre Lebensdauer abgelaufen ist, darf sie nicht im Hausmüll entsorgt werden. Stattdessen sind sie bei Wertstoff- und Recyclinghöfen oder anderen vorgesehenen Sammelstellen abzugeben. Teils verfügen auch Baumärkte oder Supermärkte über einen entsprechenden Sammelbehälter.