LED - LEUCHTDIODE

LED,
Kurzbezeichnung für das Halbleiterbauelement mit p-n-Übergang Light Emitting Diode (Licht emittierende Diode).

Eine LED-Lampe enthält eine oder mehrere LED.

In Zeiten von Glühlampenverboten und Bestrebungen bei der Reduzierung von CO₂-Emissionen, gewinnt der Einsatz von diesen handelsüblichen 3 mm und 5 mm großen Alleskönnern immer weiter an Bedeutung und gelten als Revolution der Beleuchtungstechnik.

Nicht nur wegen des geringen Energiebedarfs und des hohen Wirkungsgrades - Energie wird in besonders hohem Maße in Licht (ca. 90 %) und nicht in ineffiziente Wärme (nur ca. 10 %) umgesetzt -, sondern auch wegen der beachtlichen Langlebigkeit und Zuverlässigkeit werden immer mehr Einsatzgebiete gefunden.

Gegenüber Glühlampen und Energiesparlampen zeichnet sich die LED besonders durch diese Vorzüge aus:

Geringer Energieverbrauch, hohe Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden und mehr, sofort verfügbare Helligkeit, gute Farbwiedergabe (hier ist allerdings noch Defizite vorhanden), keine problematischen Metalle oder Gase wie bei Energiesparlampen und den damit verbundenen Sondermüllentsorgungen, keine schädlich UV-Strahlung, nahezu unempfindlich gegenüber Umgebungstemperaturen und Erschütterungen, wartungsfrei, geringe Wärmeentwicklung, kein sofortiger Ausfall des Leuchtmittels (Helligkeit vermindert sich kontinuierlich über den gesamten Lebenszeitraum), herkömmliche Glühlampensockel wie E14 oder E27 können genutzt werden.

Waren in der Vergangenheit nur geringe Lichtausbeuten möglich, so sind hier gegenwärtig enorme technische Fortschritte zu verzeichnen und machen sie für den Alltagseinsatz wie Haushalt oder Auto noch unentbehrlicher.

Um technisch unterschiedliche Leuchtmittel hinsichtlich der Lichtausbeute vergleichen zu können, muss auf die Einheit für den Lichtstrom Lumen, Kurzzeichen lm, geachtet werden. Die in der EU bekannten und verwendeten Energielabels kennzeichnen so in Form der Effizienzklassen A bis C besonders effiziente Leuchtmittel mit hoher Lichtausbeute bei geringem Energieverbrauch.

Tägliche Betriebsdauer	angenommene Lebensdauer 50.000 Stunden	angenommene Lebensdauer 100.000 Stunden
	Die Nutz-Lebensdauer ist der Zeitpunkt, an dem die Lichtausbeute nur noch 80 % der Anfangshelligkeit beträgt.
24 Stunden	entspricht 5,7 Jahre	entspricht 11,4 Jahre
18 Stunden	entspricht 7,6 Jahre	entspricht 15,2 Jahre
12 Stunden	entspricht 11,4 Jahre	entspricht 22,8 Jahre
8 Stunden	entspricht 17,1 Jahre	entspricht 34,2 Jahre
4 Stunden	entspricht 34,2 Jahre	entspricht 68,5 Jahre
Die Abkürzung MTTF (engl.: Mean TimeTo Failure) beschreibt die mittlere Betriebsdauer bis zum Auftreten eines Fehlers (an nicht reparierbaren technischen Systemen wie LEDs), auch als mittlere Lebensdauer bezeichnet. Beispiel für LEDs: MTTF > 50.000 h bedeutet, dass die mittlere Lebensdauer mehr als 50.000 Stunden beträgt.

LED-Lichtfarben - Farbe entspricht der Wellenlänge λ des Lichtes in nm (nm = Nanometer)

Die unterschiedlichen Farben ergeben sich durch die Verwendung unterschiedlicher Halbleitermaterialien.

Bei RGB-LEDs (Rot-Grün-Blau) sind die Grundfarben-LEDs in einem Gehäuse untergebracht und daher kann jede Farbe separat angesteuert und folglich das gesamte Farbspektrum erzeugt werden.

Additiver Farbmischung-Simulator (RGB)

Rot:100%

Grün:100%

Blau:100%

Rot	Rotorange	Orange	Amber	Grün	Blaugrün	Türkis	Blau
●	●	●	●	●	●	●	●
λ 625 nm	λ 615 nm	λ 605 nm	λ 590 nm	λ 565 nm	λ 505 nm	λ 495 nm	λ 430 nm

LED-Farben - Farbtemperaturen in der Einheit Kelvin (K)
eignen sich zur Charakterisierung von weißen LEDs

3.000 K warm white (warmweiß)	4.000 K neutral white (neutralweiß)	6.500 K cool white (kaltweiß)

Flimmer- und flackerfreie LED-Beleuchtung
Leuchtmittel, die direkt mit 230-Volt-Netzspannung betrieben werden, können von manchen Personen als unbehagliches Flimmern wahrgenommen werden oder zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen wie Kopfschmerzen, Migräne, Sehbeschwerden bis hin zu epileptischen Anfällen führen. Diese Beschwerden können auch auftreten, wenn das Flimmern gar nicht wahrgenommen wird. Das Flimmern tritt grundsätzlich beim Dimmen mittels Pulsweitenmodulation (PWM) auf. Dabei wird der Lichtstrom in kurzen Abständen stromsparend ein- und ausgeschaltet. Bei der Konstantstromreduzierung (CCR) oder der Amplituden-Modulation (AM) erfolgt die Dimmung dagegen durch eine schwankungsfreie Stromabsenkung, was zu keinem Flimmereffekt führt. Die Messgröße für das Flimmern wird mit dem Parameter P_St LM (P = "Perception" für "Wahrnehmung" St = "short term" für "Kurzzeit" und LM = "light flickermeter method" für "Licht-Flimmermessmethode") beschrieben. (Beispiel: PSt LM =1 bedeutet, dass eine durchschnittliche Person das Flimmern mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % erkennt.) Mindestanforderung gemäß VO (EU) 2019/2020: P_St LM ≤ 1.	In diesem Zusammenhang ist auch der Stroboskop-Effekt zu nennen. Dieser beschreibt die Bewegungswahrnehmung, wie man sie aus dem Fernsehen von sich drehenden Wagenrädern kennt. Diese scheinen bei einer bestimmten Umdrehungszahl stillzustehen, sich langsamer oder rückwärts zu bewegen. Dieser Kennwert wird mit der genormten Größe SVM (SVM steht für „stroboscopic visibility measure” und bedeutet „stroboskopische Sichtbarkeitsmessung”) ausgedrückt. (Beispiel: Mit SVM 1 wird diese Sichtbarkeitsschwelle für einen durchschnittlichen Besucher beschrieben. Werte von ≤ 0,1 gelten als flimmerfrei.) Mindestanforderung gemäß VO (EU) 2021/341: SVM ≤ 0,9 und ab 1.9.2024: SVM ≤ 0,4.
Dimmung per Phasenabschnitt oder Phasenanschnitt

Etikett (Energie-Verbrauchskennzeichnung)