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Die Zukunft gehört der Leuchtdiode

Von Mathias Ziegler

Wissen

Licht emittierende Dioden (LED) sind umweltschonender. | Lebensdauer wiegt Anschaffungskosten noch nicht auf. | Wien. Seit drei Wochen ist der Verkauf von 100-Watt- und matten Glühbirnen innerhalb der EU verboten, in den nächsten Jahren folgen alle anderen Birnentypen.


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Dem Konsumenten bleiben somit drei Vorgehensweisen: alte Glühbirnen horten; auf die von der EU forcierten, aber sehr umstrittenen Energiesparlampen umsteigen; oder einen Schritt weiter gehen und gleich in ein Leuchtmittel der Zukunft investieren. Mit den Licht emittierenden Dioden (LED) gibt es nämlich bereits eine Alternative, die sowohl in Hinsicht auf den Stromverbrauch als auch auf die Lebensdauer und die Umweltbelastung punktet.

Glaubt man etwa dem Hersteller Osram, so spart eine LED über die Lebensdauer bei einem Preis von 21 Cent je Kilowattstunde fast 200 Euro Stromkosten, 80 Prozent Energie und 400 Kilogramm CO2 gegenüber einer herkömmlichen Glühbirne. Bei einer Lebensdauer von 25.000 Stunden würde laut Osram-Berechnung eine LED zwei Dutzend Glühbirnen (je 1000 Stunden) ersetzen. Drei unabhängige Gutachter prüfen derzeit die Studie.

Die Kosten-Nutzen-Rechnung gewinnt derzeit aber noch die Glühbirne. Die LED, die als Halbleiter-Bauelemente Strom in Licht umwandeln, sind nämlich noch nicht günstig genug, um ihre Vorgänger in privaten Haushalten komplett zu ersetzen. Für kleine Badezimmerspots etwa eignen sie sich aber schon jetzt.

Problem: Weißes Licht

Gar so neu ist die LED-Technologie übrigens nicht. Schon 1876 hielt Ferdinand Braun einen Vortrag über Stromleitung durch Kristalle. Die erste echte LED wurde allerdings erst 1962 gebaut. Ein Zwischenschritt in der Entwicklung der Halbleiter-Technik an sich war zuvor der Transistor. Mittlerweile kommen Leuchtdioden beispielsweise in Armbanduhren mit Digitalanzeige, Ampeln, Taschenlampen, Lichtschranken, Autoscheinwerfern oder als Display-Hinterleuchtung im Mobiltelefon vor.

Und prinzipiell ist vom weißen Licht (meist aus Kostengründen eine bläuliche LED mit Fluoreszenzschicht) bis hin zu kunterbunten Farbenspielen alles möglich. Auch wenn die "weißen" Dioden noch nicht optimal sind. Da sie eine viel stärkere Blaufärbung haben als herkömmliche Glühbirnen, wird das Licht vom Auge als kälter empfunden. Zudem ist das blaue Licht aggressiver, Ärzte befürchten daher langfristig eine Schädigung der Netzhaut und auch des Biorhythmus, weil die Melatoninausschüttung negativ beeinflusst wird. "Tatsächlich relevant dürfte das allerdings eher nur bei Nachtarbeitern sein, zumal die Lichtqualität laufend verbessert wird," sagt Karl Schulmeister, Fachgruppenleiter der Prüfstelle für Laser und optische Strahlung der Seibersdorf Laboratories, im Gespräch mit der "Wiener Zeitung". Auch die LED-Entsorgung hält er für "eher unproblematisch, da es ja im Endeffekt kleine Plastikteile sind."

Allmählicher Rückgang

Ebenso komplex wie die Frage der Lichtfarbe ist die Berechnung der Lebensdauer. Während bei einer Glühbirnen irgendwann der Glühdraht reißt, wird eine LED nach und nach schwächer (Grund dafür ist die Vergrößerung von Fehlstellen im Leuchtkristall durch thermische Einflüsse sowie die Regelelektronik - eine Leuchtdiode verträgt keine 220 Volt, sondern maximal 5 bis 8 Volt). Als Lebensdauer gilt daher üblicherweise jene Zeit, nach der die Lichtausbeute auf 50 bis 70 Prozent des Anfangswertes abgesunken ist.

Und das kann bei modernen Dioden unter idealen Betriebsbedingungen (Niedrigstrom, keine Überhitzung) theoretisch auch erst nach 100.000 Stunden (das entspricht 11,5 Jahren Dauerbetrieb) passieren. In der Praxis werden Hochleistungs-LED oft zur maximaler Lichtausbeute an Arbeitspunkten betrieben, wo die Lebensdauer zwischen 15.000 und 30.000 Stunden liegt. Bei den derzeit im Handel erhältlichen LED in Glühlampenform wird sie mit durchschnittlich 10.000 Stunden angegeben.

Trotzdem besteht noch viel Weiterentwicklungsbedarf, damit sich der Umstieg für Haushalte lohnt. Denn, so wurde ein Abteilungsleiter des Fraunhofer-Instituts für angewandte Optik und Feinmechanik in Jena jüngst in der "Süddeutschen Zeitung" zitiert: "In den Baumärkten liegt viel Billig-LED-Zeug, aus dem wegen schlechten Materials zu wenig Licht kommt oder bei dem die Hersteller an der Elektronik gespart haben." Gute Leuchtdioden als Glühbirnenersatz kosten oft mehr als 35 Euro. Auch die Kühlung bei LED mit höheren Watt-Zahlen ist noch ein Problem.

Und ganz allgemein sei, um alle Vorteile der LED nutzen zu können, ein neues Leuchtenkonzept nötig, etwa mit Leuchtbändern oder flachen Lampen. "Die herkömmliche Fassung ist eigentliche eine Vergewaltigung der LED."