Die LED1 ist eine Karotte, ...

... die uns Konsumenten, wie braven Eseln, vor die Nase gehalten wird, damit wir den verfahrenen Karren wieder aus dem Quecksilbersumpf, in den uns die Ökodesign-Richtlinie2 getrieben hat, ziehen. Mit der Hoffnung, daß die LED uns von der quecksilberhaltigen "Energiesparlampe" erlösen möge.

Die Karotte - das Ziel ein energieeffizientes Leuchtmittel, mit der Lichtqualität einer Glühbirne - werden wir nicht erreichen, denn es ist nicht möglich mit den in LEDs verwendeten Halbleitern ein der Glühbirne äquivalentes Licht zu erzeugen.

Während das in der Karotte enthaltene ß-Carotin gut für die Sehkraft ist, wird in einer franz. Studie vor der Blendung durch Hochleistungs-LEDs gewarnt. studien

Nichtsdestrotz baumelt noch immer vor unserer Nase die Karotte der Energieeffizienz. Um sie uns schmackhaft zu machen, wird ihre angebliche Langlebigkeit von 50.000 oder 100.000 Stunden erwähnt. Berichte sprechen von Farbverschiebungen und Nachlassen der Leuchtkraft nach relativ kurzer Betriebsdauer. led



Kurzinfo: Auf einen Blick

* Die Lichtqualität von Glühbirnen und Halogenlampen kann von LEDs auf Grund des schlechten Farbspektrums und dem daraus resultierenden niederen Farbwiedergabeindex Ra nicht erreicht werden.

Vergleich Farbwiedergabeindex Glühbirne - LED
+ Glühbirne hat einen Farbwiedergabeindex von Ra 100
- LED hat einen Farbwiedergabeindex von Ra 60 - 80

* Die in LEDs verwendeten Halbleiter Galliumnitrid 3 und Galliumphosphid 4 gelten laut Gefahrstoffkennzeichnung als reizend.

* LEDs müssen auf Grund der verwendeten Elektronik als Elektronikschrott entsorgt werden.



Farbspektren:


Farbspektrum Sonne
© Alexander Wunsch


Das Farbspektrum der Sonne ist ein kontinuierliches Spektrum. Im Sonnenlicht sind alle Wellenlängen des Lichts vorhanden, die Pflanzen, Tiere und Menschen zum Leben brauchen. Auswirkungen fehlender Wellenlängen auf Tiere und Pflanzen sind in der Rubrik lichtqualität zu finden.




Farbspektrum Glühbirne
© Alexander Wunsch


Es gibt kein Leuchtmittel, das ein dem Sonnenlicht ähnlicheres Spektrum erzeugt, als die Glühbirne (und Halogenlampe). Beide weisen als Temperaturstrahler ein quasi kontinuierliches Spektrum auf.

Somit können alle Farben korrekt dargestellt werden. Deshalb erreichen Glühbirnen den höchsten Farbwiedergabeindex von Ra 100 (siehe weiter unten).




Farbspektrum Farb-LEDs
© Alexander Wunsch


Bei den Spektren farbiger LEDs kann man sehr gut die beschränkten Spektralbereiche erkennen.

Leuchtdioden enthalten Halbleiter, die Licht in einer spezifischen Wellenlänge ausstrahlen, sobald Strom durch sie durchfließt. 1



"Anders als Glühlampen sind Leuchtdioden keine Temperaturstrahler. Sie emittieren Licht in einem begrenzten Spektralbereich, das Licht ist nahezu monochrom." 1a




Farbspektrum Kaltweiss
und Warmweiss-LED
© Alexander Wunsch


Oft wird eine UV-LED mit mehreren verschiedenen Leuchtstoffen (rot, grün und blau) oder eine blaue LED mit nur einem einzigen Leuchtstoff (gelb, meistens Cer-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat) kombiniert. Da die Verwendung mehrerer Farbstoffe den Herstellungsprozess verteuert, wird aus Kostengründen fast immer die Variante mit einer blauen Leuchtdiode in Kombination mit Leuchtstoffen verwendet.



"Das Licht weißer LEDs wird erreicht, indem vor blaue LEDs farbtonändernde Leuchtstoffe montiert werden. Sie besitzen neben dem breiten Spektralbereich des Leuchtstoffes daher einen schmalbandigeren blauen Lichtanteil." 1




Farbwiedergabeindex



Berechnung des Farbwiedergabeindex



Das "ERGONOMIC Institut für Arbeits- und Sozialforschung" klärt in seiner Studie "Wie umweltfreundlich sind Energiesparlampen?" vom April 2010 auf, wie es zur Berechnung des Farbwiedergabeindex Ra kommt.

"Die Farbwiedergabe einer Lampe kennzeichnet die Güte der Wiedergabe von 8 Referenzfarben bei Beleuchtung mit dieser Lampe (insgesamt definiert DIN 6169 14 Farben ). Es wird die Wiedergabe von Pastellfarben geprüft, aber nicht die von gesättigten Farben (!)."


"Die Referenzfarben von DIN 6169. Die ersten acht (links) werden bei der Ermittlung des allgemeinen Farbwiedergabeindex berücksichtigt, die weiteren sechs nicht."

Somit kann eine Lampe, die die standardisierten Pastelltöne weitgehend korrekt darstellen kann, eine hohen Farbwiedergabeindex haben - unabhängig davon wie korrekt die Wiedergabe der anderen Farben erfolgt!

"Zur besseren Beurteilung der Qualität einer Lichtquelle werden neben dem allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra oft auch spezielle Farbwiedergabeindizes herangezogen, beispielsweise der R9 (gesättigtes Rot), ...." 5

"Energiesparlampen" geben bespielsweise gesättigtes Rot verfälscht oder kaum wieder.



Farbwiedergabeindex Vergleich: Glühbirne - LED


Index Ra

Lampe

wikipedia 5

osram 6

Glühlampe

bis 100

100

LED, weiß

70…95

60 - 80 (92)

Während Glühbirnen und Halogenlampen einen Farbwiedergabeindex Ra von 100 erreichen, sind die Werte der von Osram angebotenen LED Classic Lampen 6(LED in Glühbirnenform) im Bereich von 60 - 80 zu finden. Eine Lampe hat den Wert von 82 und eine von 92 (Stand 8.11.2010).

Der Farbwiedergabeindex von LED Deco Reflektorlampen 6 wird mit 70 oder 80 angegeben. In manchen Fällen fehlt die Angabe des Farbwiedergabeindex (Stand 8.11.2010) .



Fazit:
Die LED kann die Glühbirne in Punkto Lichtqualität nicht ersetzen, denn Energieeffizienz und Lichtqualiät verhalten sich indirekt proportional zueinander.



Weiterführende Informationen:
* weitere Informationen zur LED
* Studien zu LEDs
* Tests von LEDs

Quellenhinweise:

1 LED (wikipedia)

1a LED spektrale Charakteristik (wikipedia)

2 Ökodesign-Richtlinie (wikipedia)

3 Galliumnitrid (wikipedia)

4 Galliumphosphid (wikipedia)

5 Farbwiedergabeindex (wikipedia)

6 Produktkatalog (Osram)