Dienstleister der LED-Beleuchtung Brückenschlag zwischen Standard und Sonderlösung

Autor / Redakteur: Alexander Müller und Marcel Nierhoff * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Standard oder individuelle Lösung? Das lässt sich nicht pauschal beantworten. Ein Standard fördert die Akzeptanz der LED, aber bei besonderen Anforderungen ist man schnell auf Hilfe angewiesen.

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Die Verbindung von zwei Welten: Ob Standardlösung oder speziell auf eine Anwendung zugeschnittene Lösung – entscheidend ist die Expertise, um eine komplexe LED-Beleuchtung zu realisieren.
Die Verbindung von zwei Welten: Ob Standardlösung oder speziell auf eine Anwendung zugeschnittene Lösung – entscheidend ist die Expertise, um eine komplexe LED-Beleuchtung zu realisieren.
(Foto: 3quarks, Clipdealer)

Glühlampe & Co geben zunehmend Marktanteile an die LED ab. Grund dafür sind einerseits die in Serie produzierten Kennwerte der LED, die konventionelle Leuchtmittel weit in den Schatten stellen. Andererseits sorgen Standardisierungsbemühungen dafür, dass die LED-Technologie Massenmarkt-tauglich wird. Standardisierte Module bieten allerdings nicht immer den passenden Lösungsansatz für jeden Einsatzbereich. Leuchtenbauer stehen vor ganz neuen Herausforderungen.

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Leuchtendesigner haben heute vielfach die Wahl zwischen standardisierten LED-Modulen und eigenentwickelten Lösungen. Mehrere Faktoren beeinflussen diese Entscheidung auf dem Weg zu einem fertigen Endprodukt. Allen voran steht die Frage, ob der Leuchtenbauer die nötige Expertise im Unternehmen aufweisen kann, um selbst eine maßgeschneiderte Lösung für jeden Anwendungsfall zu entwickeln und zu produzieren. Denn so breitgefächert sich die Möglichkeiten der LED-Technologie darstellen, umso komplexer gestaltet sich auch das Design der Leuchte.

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Strandbeleuchtung mit LEDs in Niendorf

( Future Electronics Deutschland )
Das Projekt der Niendorfer Strandpromenade am Timmendorfer Strand ist ein Beispiel für maßgeschneiderte Lösungen. Leipziger Leuchten als Hersteller der Strandbeleuchtung holte sich bei der Umsetzung der geforderten Lichtstärke für die POA-Stele Unterstützung von Future Lighting Solutions. Genaue Vorstellungen hinsichtlich der Beleuchtungslevel, Bauraumvorgaben in der Stele und ein enger Zeitrahmen zur Umsetzung waren die Vorgaben an das Design eines LED-Moduls. Um die gewünschte Lichtanmutung zu erzielen, wurde in der Entwicklungsphase die Auslegung der eingesetzten LEDs im SSL-Designer simuliert. Dadurch ließ sich die Anzahl der LEDs für die notwendigen Lumenpakete berechnen. Heute erleuchten 24 stahlverzinkte Stelen den Ostseestrand, die in ihrer Form an die Dünenvegetation erinnern.

Die besondere Lichtaustrittsfläche und die thermischen Gegebenheiten waren neben dem salzhaltigen Seeklima sehr spezielle Anforderungen, die nicht durch ein Standard-LED-Modul bedient werden konnten. Von der elektronischen Ansteuerung über die Optik bis zum Verguss unterstützte der Spezialdistributor die gesamte Lösungsfindung und trug zu deren Umsetzung als einbaufertiges Modul bei.

Selbst wenn die Expertise vorhanden ist, steht oft Ressourcenmangel einer schnellen Umsetzung entgegen. Dementsprechend lagern Leuchtenhersteller oft die Leiterplattenmontage von LEDs mitsamt Optik, Steuerung und Kühlkörper für ihre LED-basierten Leuchten an Subunternehmen aus. Die Anschaffung der nötigen Maschinen für die Leiterplattenbestückung inhouse rechnet sich vielfach nicht. Bis das LED-Licht auf einen Anteil von 50 Prozent des gesamten Beleuchtungsmarkts wächst, lohnt sich für die meisten Leuchtenhersteller die Investition in die Anlagen zur hauseigenen Leiterplattenbestückung nicht. Somit stehen sie vor der Herausforderung, die Bestückung ausgelagert und damit ohne teure Anschaffungskosten für Anlagen zu bewerkstelligen.

Eine Möglichkeit, diesem Dilemma zu entkommen, ist der Einsatz fertiger LED-Module, die zunehmend von alteingesessenen Lichtspezialisten wie Philips mit den Fortimo-Modulen oder von relativ neu agierenden Marktbegleitern wie LG Innotek angeboten werden. Die Standardisierung der Module trägt ihren Teil dazu bei, dass LED-Module schnelle Verbreitung finden.

Schnelle LED-Verbreitung durch Standards

LED-Hersteller versuchen ihren Kunden den Transformationsprozess hin zur LED-Lösung so einfach wie möglich zu machen. Das Zhaga-Konsortium als Zusammenschluss von Leuchten- und Komponenten-Herstellern hat es sich zum Ziel gesetzt, Schnittstellen zu standardisieren. Die Spezifikationen des Konsortiums sollen Leuchtenbauern die nötige Planungssicherheit bieten und für stabile Design-Plattformen sorgen, die den herstellerunabhängigen Austausch von LED-Lichtquellen ermöglichen, während Kühlkörper und Reflektor beibehalten werden.

Der technologische Fortschritt sollte in die Endprodukte eingeplant und ein LED-Modul austauschbar gestaltet werden. Wenn ein Modul defekt oder technologisch überholt ist, sollte es ersetzt werden können, ohne dass das komplette Produkt neu entwickelt werden muss. Die Aufgabe ist groß, denn neben der elektrischen und mechanischen Schnittstelle muss die thermische Schnittstelle mit unterschiedlichen Technologien in Einklang gebracht werden.

Standards sollen dabei den Technologiefortschritt nicht hemmen, sondern im Gegenteil die Austauschbarkeit mit dem jeweils aktuellsten Produkt ermöglichen. Denn die Leistungsfähigkeit der eingebauten LED obliegt dem Hersteller. Das Konsortium definiert lediglich die Abmessungen des Moduls mit oder ohne vorgeschaltetem Treiber und trifft keinerlei Aussagen über die Lichtausbeute oder Lebensdauer.

Die Normvorgaben basieren auf der Definition der photometrischen Schnittstelle und legen die räumliche Strahlenverteilung ebenso fest wie die elektrische Leistungsaufnahme. Darüber hinaus erfolgen Vorgaben zur thermischen Schnittstelle, die zur Einhaltung der maximalen Betriebstemperatur unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur dienen. Heute liegen bereits sechs Zhaga-Spezifikationen vor, darunter beispielsweise Module für Straßen- oder Büroleuchten.

Standards sind nicht als Allheilmittel anzusehen

Allerdings gibt es durchaus Komponenten-Hersteller, die sich bewusst für eigene Schnittstellen entscheiden und nicht dem Trend der Standardisierung folgen. Beispielsweise ist hier Bridgelux zu nennen, die mit der neuen Vero-Serie vormontierte LED-Module zur Verfügung stellen. Diese bieten einerseits den Vorteil, dass das Handling der Module auch ohne Elektronik-Fertigung möglich ist. Aufgrund fehlender Standards bzw. Adaptierbarkeit beispielsweise auf Zhaga ist andererseits extensives Wissen beim Anwender nötig. Dies bietet ihm jedoch den Vorteil, eigene Gestaltungsfreiräume zu nutzen und sich damit am Markt der Endprodukte zu unterscheiden.

Obwohl Standards nicht das Allheilmittel für alle kundenspezifischen Anforderungen darstellen, tragen sie zur Akzeptanz der LED-Beleuchtung bei. Die Standard-Interfaces minimieren das Risiko eines Redesigns, gehen aufgrund der definierten Abmessungen aber mit limitiertem Platz für Elektronik, Leiterplatte und Steuerungstechnik einher. Kommen dann noch besondere Umweltanforderungen an die Leuchte hinzu, muss ein Lichtdesigner sich andere Unterstützung suchen. Hilfe zu einem eigenentwickelten Lösungsansatz bietet beispielsweise ein Distributor, der auf LED-Technologie spezialisiert ist.

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