Referenzdesign mit LED So lässt sich eine Hallenbeleuchtung mit High-Power-LEDs umsetzen

Autor / Redakteur: Kai Klimkiewicz * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Ein spezielles Referenzdesign aus High-Power-LEDs und einer optischen Folie hat Cree entwickelt. Es überzeugt nicht nur durch weniger Wärmeentwicklung, sondern auch bei der Lebensdauer.

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Licht für Industriehallen: Cree hat in Kooperation ein Referenzdesign aus 72 High-Power-LEDs entwickelt. Dank einer speziellen Folie (rechts) mit einer optischen Effizienz von 92 Prozent ließ sich das Verhältnis von Lumen zu Candela (lm/cd) von 0,36 auf 0,47 erhöhen.
Licht für Industriehallen: Cree hat in Kooperation ein Referenzdesign aus 72 High-Power-LEDs entwickelt. Dank einer speziellen Folie (rechts) mit einer optischen Effizienz von 92 Prozent ließ sich das Verhältnis von Lumen zu Candela (lm/cd) von 0,36 auf 0,47 erhöhen.
(Bild: Cree)

Das Licht spielt nicht nur im privaten Umfeld eine wichtige Rolle: Auch Industrieunternehmen haben erkannt, dass die Qualität des Lichts sowie die Gestaltung des Arbeitsplatzes einen nicht unerheblichen Stellenwert einnehmen. Hinzu kommt, dass Unternehmen Geld einsparen wollen, wenn sie Industriehallen ausleuchten. Faktoren dabei sind geringe Systemkosten bei gleichmäßiger Ausleuchtung.

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Die Mitarbeiter sollen dabei nicht geblendet werden. Große Industrie- oder Lagerhallen sind in der Regel sehr gut ausgeleuchtet. Planer und Architekten erreichen das, indem sie Hallenstrahler oder Lichtbänder einplanen. Sie sind entsprechend der Höhe und dem Abstand zum Boden so angeordnet, dass eine gleichmäßige und zweckmäßige Ausleuchtung der Fläche garantiert ist. Nur so arbeiten die Angestellten produktiv und sicher.

Der klassische Hallenstrahler lässt sich gut und effizient mit den leistungsstärksten High-Power-LEDs realisieren. Lichtbänder sollen ebenfalls effizient und leistungsstark beleuchten. Gleichzeitig muss man berücksichtigen, dass die Blendwirkung unterhalb definierter UGR-Werte = Unified Glare Rating bleiben und ein pixeliertes Erscheinungsbild der Lichtaustrittsfläche vermieden werden. Ziel ist eine homogene Lichtaustrittsfläche, wie es von den Leuchtstofflampen bekannt ist.

Homogener Lichtaustritt mit Mid-Power-LEDs

Um diese Vorgaben zu erfüllen, wird zumeist auf sogenannte High-Power-LEDs verzichtet und stattdessen eine hohe Anzahl von Mid-Power-LEDs verbaut. Sie werden gering bestromt, um die Effizienzziele zu erreichen und eine zu hohe Temperaturentwicklung der LED zu verhindern. Hohe Temperaturen führen zu einer schnelleren Degradation der LED.

Um die Vorteile der Mid-Power-LEDs zu bündeln, hat Cree ein Referenzdesign entwickelt, das auf der MHBB-LED basiert. Zudem sorgt eine optische Folie von der Firma Brightview jetzt dafür, die Vorteile zu bündeln. Im Ergebnis kann mit weniger High-Power-LEDs eine ebenso gleichmäßige Ausleuchtung erzielt werden, und das bei gleichzeitig hoher Effizienz und Lebensdauer.

Ein Referenzdesign mit High-Power-LEDs

Für das Referenzdesign wurde ein Lichtstrom von 24.000 lm vorgegeben, den die Leuchte im thermisch eingeschwungenen Zustand abgibt. Mit einer Lichtausbeute von 130 Lumen pro Watt will Cree mit dem Design zudem den Standard DLC Premium 4.1 des amerikanischen Department of Energy erreichen. Ein klarer Anspruch ist zudem, mit der High-Power-LED die Vorteile der Mid-Power-LEDs bei gleichmäßigem Lichtaustritt und konkurrenzfähigem Preis zu erreichen. Insgesamt werden 72 Leuchtdioden des Typs MHBB LED mit einer Farbtemperatur oder auch Correlated Color Tempterature (CCT) von 5000 K in einer rund 60 cm langen Leuchte angeordnet.

Die Leuchte erreicht im eingeschwungenen thermischen Zustand am LED-Gehäuse einen Lichtstrom von 24.600 lm. Dabei beträgt die Lötpunkttemperatur 65 °C. Das bedeutet bei einer elektrischen Aufnahmeleistung von 184 W eine Lichtausbeute von 134 lm/W. Die Effizienz des Treibers liegt hier, wie auch bei der optischen Folie, bei einem Wert von 92 Prozent. Um eine vergleichbare Lichtleistung mit Mid-Power-LEDs zu erreichen, braucht es rund 1000 LEDs – im Gegensatz zu den im Referenzdesign verwendeten 72 LEDs – und rund die vierfache Fläche, um die LED-Anzahl unterzubringen. Das sorgt für einen nicht zu unterschätzenden Gewichtsunterschied, der neben Materialeinsatz auch Mehraufwand bei der Befestigung der Leuchte sowie beim Versand und Transport bedeutet.

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