LEDs in der Straßenbeleuchtung

Neutralweiße LEDs im öffentlichen Raum

10.06.2010 | Autor / Redakteur: Andreas Pohl* / Hendrik Härter

Straßenbeleuchtung mit neutralweißem Licht ist angenehmer, da ihr Lichtspektrum besser verteilt ist
Straßenbeleuchtung mit neutralweißem Licht ist angenehmer, da ihr Lichtspektrum besser verteilt ist

Neutralweiße LEDs bieten im Vergleich zu ihren kaltweißen Verwandten in der Straßenbeleuchtung eine bessere Sicht und geben Farben besser wieder. Des weiteren werden verschiedene Lösungsansätze zum Wärmemanagement und zum optischen Design der Halbleiterbauelemente betrachtet.

Im Laufe der letzten Jahre wurden LEDs im Hinblick auf Lichtausbeute, Leuchtstärke und Lebenserwartung deutlich weiterentwickelt und verbessert. Das hat dazu geführt, dass LEDs für ein breites Spektrum von Anwendungen immer interessanter geworden sind, bei denen in der Vergangenheit andere Lichtquellen zum Einsatz kamen. Dies gilt insbesondere für die Straßenbeleuchtung, welche heute auch mittels LED-Technik realisiert werden kann.

Straßenlaternen mit LED-Technik wurden vor ungefähr vier Jahren zum ersten Mal eingesetzt, wenn auch hauptsächlich in Design- und Testkonzepten von Universitäten. Weißes Licht wird von LEDs mit Hilfe von farbigem Phosphor, beispielsweise gelb, in Verbindung mit einem blauen Chip erzeugt. Gelber Phosphor war seinerzeit einer der wenigen und, was noch wichtiger ist, stabileren verfügbaren Phosphore.

In den meisten dieser Straßenlaternen wurden kaltweiße LEDs verbaut, welche eine Farbtemperatur von 6000 K oder sogar höher zeigten. Den meisten Anwohnern gefiel das von diesen ersten LED-Straßenlaternen ausgehende kaltweiße Licht nicht. Obwohl einige Straßenschilder unter LED-Beleuchtung mit kaltweißem Licht gut lesbar waren, zum Beispiel blaue und weiße Parkschilder, erschienen von kaltweißem Licht angestrahlte Autos und Gebäude in einer unnatürlichen Farbe. Desweiteren erschienen Hauttöne in kaltweißem Straßenlicht blass.

Hohe Lichtausbeute bei naturweißen Farben

Die Hersteller von LEDs und Phosphoren nahmen die Rückmeldungen zu den ersten Prototypanlagen in die Entwicklung auf und entwickelten LEDs, die eine hohe Lichtausbeute bieten und eine neutrale, naturweiße Farbe besitzen, bei einer Farbtemperatur von 4000 K. Die ASMT-JN32-NVV01 von Avago liefert bespielsweise eine Helligkeit von mindestens 100 lm bei 350 mA oder 160 lm bei 700 mA und einer typischen Farbtemperatur von 4000 K (CCT).

Die Empfehlung des LM-80 LED-Dauertestes liegt bei einer Mindestlebensdauer der LED-Lichtquellen von 35.000 Stunden. Die Hochleistungs-LEDs der neuesten Generation besitzen eine voraussichtliche Lebensdauer von bis zu 60.000 Stunden (L70, B10), sogar bei einer hohen Sperrschichttemperatur.

10 Jahre Lebensdauer ohne Austausch

Bild 1: Lichtstromleistung Neutralweiß verglichen mit der Sperrschichttemperatur
Bild 1: Lichtstromleistung Neutralweiß verglichen mit der Sperrschichttemperatur

Bei einer durchschnittlichen Betriebsdauer von zwölf Stunden pro Tag, was etwa 4400 Stunden pro Jahr entspricht, könnte eine mit neuester LED-Technik ausgestattete Straßenlaterne rechnerisch zehn Jahre ohne Austausch der Lichtquelle betrieben werden.

Vom Gehäuse her gesehen verfügen moderne LED-Lichtquellen heute über einen niedrigen thermischen Widerstand von 6-9 °C/W (K/W). Das macht es leichter, die in der Sperrschicht entstehende Wärme zu einem Kühlkörper abzuleiten. Zudem ist das Verhältnis der Lichtausbeute über die Sperrschichttemperatur bei einem Abfall von weniger als 20% über einen Sperrschichttemperaturbereich von 25 bis 110 °C sehr stabil

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posted am 20.04.2011 um 11:33 von peter.rimbrecht@t-online.de


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