LED-Lampen LEDs – die Lichttechnik der Zukunft

Redakteur: Stefanie Michel

Wissenschaftler der TU Darmstadt arbeiten an der Lichttechnik der Zukunft. Energetisch und lichttechnisch optimale LED-Lampen sollen ab etwa 2012 auch in der Straßenbeleuchtung zur Verfügung stehen.

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Die Messung der Leuchtdichte in einer beleuchteten Straße in einem Darmstädter Vorort: Leuchtende Flächen erscheinen weiß bis gelb, hell beleuchtete rot, schwach beleuchtete blau. Bild: Lichttechnik, TU Darmstadt
Die Messung der Leuchtdichte in einer beleuchteten Straße in einem Darmstädter Vorort: Leuchtende Flächen erscheinen weiß bis gelb, hell beleuchtete rot, schwach beleuchtete blau. Bild: Lichttechnik, TU Darmstadt
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Europäer entdecken das Licht als Quelle für Energiesparmaßnahmen. Nach dem Verbot der althergebrachten Glühbirnen, das ab kommendem Frühjahr in Kraft treten wird, sind nun auch alte, ineffiziente Straßenlampen ins Visier der Politiker geraten, denn die in den Kommunen häufig in der Straßenbeleuchtung verwendeten Quecksilberdampflampen sind technisch und energetisch völlig veraltet.

Schon der Einsatz moderner Lampen auf dem derzeitigen Stand der Technik bietet den Kommunen schon heute Einsparpotentiale in dreistelliger Millionenhöhe. Eine neue Regelung soll spätestens ab dem Jahr 2011 den Verkauf von Quecksilberdampflampen in Europa untersagen. In der Praxis bedeutet das, dass fast jede zweite Lampe ausgetauscht werden muss.

Veraltete Lampen sind teuer und schädigen die Umwelt

„Es wird zwar eine Übergangsphase geben, in der die alten Quecksilberdampflampen weiter in Betrieb sein dürfen, aber spätestens ab 2012 wird der Bedarf an Ersatz nicht mehr gedeckt werden können“, warnt Prof. Tran Quoc Khanh vom Fachgebiet Lichttechnik der TU Darmstadt. „Es kommt eine riesige Herausforderung auf die Kommunen zu, doch die meisten wissen bislang noch nicht einmal etwas davon.“ Khanh ist einer der führenden Lichtforscher in Deutschland, sein Fachgebiet international bekannt.

Die Beleuchtung von Straßen, Plätzen und Brücken macht zehn Prozent des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland aus, was den Staat Jahr für Jahr 760 Millionen Euro kostet. Der Bestand an Straßenleuchten ist insgesamt völlig überholt, jede dritte deutsche Straßenleuchte ist älter als zwanzig Jahre. Die veralteten Lampen haben eine niedrige Lichtausbeute, viele enthalten noch Quecksilber. Umweltschädigend sind sie darüber hinaus wegen ihres hohen Stromverbrauchs und des damit verbundenen CO2-Ausstoßes.

Schon heute könnte CO2-Ausstoß um 1,6 Mio. Tonnen reduziert werden

„Das Einsparpotenzial ist gigantisch“, ist sich der Darmstädter Lichttechniker Khan denn auch sicher. „Schon mit der heute verfügbaren Technologie könnte Deutschland den CO2-Ausstoß um 1,6 Millionen Tonnen pro Jahr reduzieren.“ Nach Ansicht des Frankfurter Zentralverbandes der Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI) könnten die öffentlichen Haushalte jährlich bis zu 400 Millionen Euro einsparen.

Wo alte Straßenlampen ausgewechselt werden müssen, werden vor allem in Deutschland meist die gelb leuchtenden Natriumhochdrucklampen installiert. „Die allerdings sind aus Sicht der Lichtplaner wegen der schlechten Farbwiedergabe nicht wünschenswert“, erläutert Khanh. Österreich und andere Länder setzen denn auch lieber auf die weiße Halogenmetalldampflampe. Diese gibt die Farben sehr gut wieder, ist allerdings teurer in der Anschaffung als die Natriumhochdrucklampe.

Mit weniger als vier Jahren hat die Halogenmetalldampflampe zudem eine kurze durchschnittliche Lebensdauer. Mit Blick auf das anstehende europäische Verbot von Quecksilberdampflampen stellen Natriumdampf- und Halogenmetalldampflampen bei allen Nachteilen jedoch die derzeit einzigen verfügbaren und wirtschaftlich tragbaren Alternativen dar.

Wie in der Automobilbranche: Zukunftstechnologie LED

„Die Straßenlampe der Zukunft ist eine LED-Lampe“, prophezeit Khanh, der für die Automobilbranche bereits Scheinwerfer auf Basis von Licht emittierenden Dioden (LED) entwickelt. Die Darmstädter Forscher kooperieren mit den führenden Lampenherstellern bei der Entwicklung einer solchen Leuchte, die auf deutschen Straßen allerdings noch nicht zu finden ist. „Die neue Technologie ist noch vergleichsweise teuer, doch die Vorteile der LED sind so groß, dass sich dieser Typ auch bei der Straßenbeleuchtung durchsetzen wird“, betont Khanh.

Die neuartigen LED-Leuchten zeichnen sich nicht nur durch sehr gute Farbwiedergabe und Umweltverträglichkeit aus. Auch die Lebensdauer ist mit durchschnittlich 14 Jahren sehr hoch - bei entsprechend niedrigen Wartungskosten. Sie lassen sich zudem als einzige stufenlos von null auf 100 Prozent dimmen. Nicht zuletzt sind die Leuchtdioden extrem klein, wodurch die Form der Straßenlampen sehr variabel wird.

Noch wird an der Effizienz und Lichtausbeute geforscht

Doch noch sind nicht alle Probleme gelöst. Die Effizienz der LED-Straßenleuchten ist noch nicht mit der von Natriumdampflampen vergleichbar. Die Forschungen laufen jedoch auf Hochtouren und die Lichtausbeute steigt enorm schnell an, versichern die Darmstädter Lichtexperten.

Auch ist noch nicht geklärt, wie die Bewohner die weiße Farbe der LED-Lampen wahrnehmen. Befragungen zu gelbem beziehungsweise weißem Licht gab es bislang nur in Nordamerika. Die Darmstädter haben nun als erste in Europa eine Umfrage zum Empfinden unterschiedlicher Farben bei der Straßenbeleuchtung durchgeführt. Die befragten Anwohner in Hofheim im Taunus zeigten eine deutliche Tendenz hin zu weißen Lampen. „Die Ergebnisse sind jedoch nicht repräsentativ, wir werden hierzu noch weitere Untersuchungen durchführen müssen“, betont Khanh. Doch auch darin liegt ein Vorteil der LED-Lampen: Die Farbtemperatur kann zwischen „kaltem“ und „warmem“ Licht variiert werden.

Selbst wenn noch einiges zu tun bleibt, bis die alten Quecksilberdampflampen ausgemustert werden: „Bis zum Jahr 2012 werden wir in unserer Forschung so weit fortgeschritten sein, dass LED-Leuchten die energetisch, licht- und umwelttechnisch sinnvollste Lösung darstellen“, bringt es Khanh auf den Punkt.

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