Vier Arten von Lichterzeugung

Vier Arten von Lichterzeugung

Wärmestrahlung:

Thermische Lichtquellen erzeugen sichtbares Licht.
Beispiele sind Glühlampen oder Halogenlampen

Merkmale von Halogenleuchtmitteln

• Geeignet für Netzspannung oder Niedervolttechnik
• Höhere Lebensdauer als bei herkömmlichen Glühlampen
• Höhere Lichtausbeute als bei herkömmlichen Glühlampen
• Dimmbar
• Brillantes und klares Licht
• Sehr hoher CRI (sehr gute Farbwiedergabe)
• Kostengünstig
• Umweltfreundliche Entsorgung
• Gerne eingesetzt im Wohnbereich, Verkaufsbereich, Gastronomie und für dekorative Beleuchtungen

Technologie von Halogenglühlampen:

Durch einen Wendel in einem Glaskolben fließt Strom welchen den Draht erhitzt. Es entsteht viel Wärme. Im Innern des Gaskolbens sind verschiedene Halogene (Gase) gemischt, die die Effizienz und die Lebensdauer des Leuchtmittels erhöht.
Aufgrund der vergleichbar niedrigen Effizienz zu anderen Leuchtmitteln wurden seitens der EU die Produktion und die Einfuhr von Halogenlampen mit höherer Leistung untersagt. Weitere Einschränkungen, auch im Bereich der niedrigeren Leistung zu erwarten und auch logisch.

Gasentladung: Spezielle Gase werden durch hohe Spannungen zum Leuchten angeregt.
Beispiele sind: Niederdruck-Entladungslampen (Kompaktleuchstofflampen und Leuchtstoffröhren), Hochdruck-Entladungslampen (HID Lampen) Metalldampflampen, Natriumdampflampen, Quecksilberdampflampen

Merkmale von Leuchtstofflampen:

• Hohe bis sehr hohe Lichtausbeute bei modernen Leuchtstofflampen
• Hoher CRI Wert – gute bis sehr gute Farbwiedergabe
• Lange Lebensdauer
• Breite Sortiment in vielen Formen und Größen
• Dimmbar
• Häufig eingesetzt in der Flächenbeleuchtung (Parkraum, Supermärkte, Büros)

Technologie von Leuchtstofflampen:

Zwischen zwei Elektroden an den Enden eines Entladungsrohrs wird ein Wechselfeld unsichtbare UV Strahlung. Diese unsichtbare Strahlung wird durch den Leuchtstoff (innenseitige Bedampfung) in sichtbares Licht umgewandelt. Das Licht hat eine hohe Qualität und lässt sich durch den Leuchtstoff und die Gasmischung noch beeinflussen. Der Strom in den Lampen muss begrenzt werden. Zudem benötigen die Leuchtmittel eine Zündhilfe. Deshalb werden Leuchtstofflampen mit einem (meist elektronischen) Vorschaltgerät eingesetzt.

Die Leistung von Leuchtstofflampen ist stark von der Umgebungstemperatur und der Einbaulage abhängig. Mit den Jahren haben sich viele spezielle Typen gebildet wie die Leuchtmittel mit Amalgam für den Einsatz mit Temperaturschwankungen oder spezielle Farben für Foto und Filmanwendungen. Auch sogenannte Schwarzlichtlampen (hoher UV Anteil) basieren auf der gleichen Technologie.

Kompaktleuchtstofflampen sind im Prinzip genau wie Leuchtstofflampen aufgebaut. Das Vorschaltgerät zur Strombegrenzung ist hier im Sockel fest verbaut und die Leuchtmittel sind sehr kompakt gebaut.

Technologie von Halogen-Metalldampflampen:

Bei Halogen-Metalldampflampen wird in einem Brenner zwischen Elektroden ein kurzer Lichtbogen gezündet. Der Kolben ist mit speziellen Gasmischungen gefüllt, die die Qualität des Lichts bestimmen. Um die Lampen zu zünden, ist ein spezielles Zündgerät notwendig, das die Spannung erhöht und den Stromfluss kontrolliert und begrenzt.

Die Technologie der Metalldampflampen wird vor allem im kommerziellen (Ladengeschäfte) und im Professionellen Bereich eingesetzt. Bühne, Theater, Stadion und Architekturbeleuchtung sind nur ein paar Anwendungsgebiete für diese Lichttechnik.

Technologie von Natriumdampf-Hochdrucklampen:

Bei dieser Technologie wird in einem langen Kolbenbrenner eine Entladung erzeugt. Natriumdampf und andere Edelgase füllen den Kolben und erzeugen ein gelbliches Licht. Die Vorteile liegen in einer sehr langen Lebensdauer der Brenner. Die Lichtqualität und Farbwiedergabe ist eher als schlecht zu bezeichnen weswegen die Leuchtmittel nur im Industriellen Bereich (Flächenbeleuchtung) sowie in der urbanen Beleuchtung (Parks, Straßen und Plätze) zum Einsatz kommt.

Mittlerweise gibt es auch verbesserte Modelle bei den die Farbwiedergabe sehr hoch ist und es somit auch als Weißlicht eingesetzt werden kann. (z.B.: SDW Lampen von Philips)

Zum Start der Natriumdampflampen ist ein Vorschaltgerät notwendig das auch den Strom begrenzt.

Elektrolumineszenz:

Lichterzeugung durch Halbleiterlichtquellen
Beispiele: Leuchtdioden

Merkmale von Leuchtdioden:

• Sehr hohe Effizienz
• Umfangreiche Baugrößen und Typen
• Beliebig schalt und dimmbar
• Sehr lange Lebensdauer
• Gute bis sehr gute Farbwiedergabe (hoher CRI Wert)
• Sehr gute Erzeugung auch von farbigem Licht
• Einsatzbereich extrem breit von Signalleuchten über technische Leuchten bis zum dekorativen Bereich.

Technologie von Leuchtdioden:

Leuchtdioden sind elektrische Halbleiter. Durch Einsatz verschiedener Materialien und unterschiedlichem Aufbau der Dioden und Diodengruppen (Cluster) wird die Betriebsweise und die Anwendungsfelder bestimmt. Zwischen einer positiv und einer negativ geladenen Zone im Innern des Bauteils liegt eine Halbleiterschicht in der die Strahlung erzeugt wird.

Je nach Material können verschiedene Farben erzeugt werden. Weißes Licht wird durch blaue LED erzeugt die mit gelben Stoffen wie Phosphor beschichtet sind. Diese wirken wie ein Filter und wandeln das licht in sauberes Weiß um. Alternativ können rot, grün und blau zu weiß gemischt werden.

Die Technologie ist bereits hoch entwickelt. Die kleinsten LED liegen bei 250 Mikrometern (1 Mikrometer ist 1 tausendstel eines Millimeters).

Die Halbleiter werden am häufigsten über passive Gleichstromkonverter mit Strom versorgt (Brückengleichrichter).  

Da die Lebensdauer von LED stark temperaturabhängig ist wird bei Leuchten mit höherer Leistung ein sehr gutes Temperaturmanagement notwendig. Wärmeleitpaste, spezielle Wärmeleiter oder aktive Kühlung durch Lüfter oder Ferrofluide machen LED auch im Hochleistungsbereich einsetzbar.

LED sind die am häufigsten eingesetzten Lichtquellen und werden wohl nach und nach alle anderen Lichtquellen ersetzen. Die Technologie entwickelt sich stetig fort und die Energieeffizienz wird jedes Jahr erhöht.

Biolumineszenz:

Chemische Vorgänge bei denen sichtbares Licht entsteht
Beispiel: Glühwürmchen, Tiefseefische