Kleinere LED-Leuchten mit höherer Leuchtdichte

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Kompakte und effiziente Leuchten konzipieren

Aus diesem Grund greifen Entwickler zu optische Komponenten wie Reflektoren oder Linsen, um Leuchten mit speziellen Abstrahlwinkeln zu designen. Ein beträchtlicher Anteil dieser Lösungen konzentriert das Licht zu Spots. Je enger der Abstrahlwinkel einer Leuchte sein soll, desto kleiner muss auch die primäre Lichtaustrittsfläche ausfallen. Nur dann lassen sich kompakte und effiziente Leuchten konzipieren. Entwickler haben mehrere Optionen, um sich den Vorteil zunutze zu machen, den hohe OCF-Werte bieten.

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Durch den Einsatz von LEDs mit dem erwähnten Leuchtdichtevorteil können sie mit einem gegebenen optischen System eine höhere Lichtstärke beziehungsweise größeren Lichtstrom erzeugen. Und ein wesentlicher Vorteil ist, dass dazu keine neuen Tools oder Komponenten erforderlich sind. Durch den kleineren Lichtaustritt kann zudem der Abstrahlwinkel enger gefasst werden. Alternativ dazu lässt sich die ursprüngliche Lichtleistung mit einem kompakteren, kleineren optischen System erzielen. Das wiederum ermöglicht ein filigraneres Leuchten-Design.

Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Schienensystem-Strahler mit Keramik-Halogenmetalldampf-Lampen, auch als CDM-R für Ceramic Discharge Metal bekannt, soll durch ein LED-Beleuchtungssystem ersetzt werden. Schienenstrahler werden häufig zur Ausleuchtung von Waren in Ladengeschäften eingesetzt. Ein vergleichbares System auf Basis von Leuchtdioden weist eine um 230% höhere Lichtstärke bei nur 35 Prozent der Leistungsaufnahme auf.

Der Einsatz von LED-Strahlern statt CDM-Leuchten hat für den Nutzer mehrere Vorteile. Zum einen spart er Strom und reduziert somit die Energiekosten. Diese Einsparungen können eine beträchtliche Höhe erreichen, weil in einem Ladengeschäft in der Regel etliche solcher Spot-Leuchten zu finden sind. Zudem werden die Waren dank der höheren Lichtstärke besser in Szene gesetzt, was sich positiv auf den Verkauf auswirkt. Hinzu kommt die längere Lebensdauer von LEDs im Vergleich zu konventionellen Leuchtmitteln.

Die Nachteile einer höheren Leuchtdichte bei LEDs

Allerdings ergeben sich durch höhere Leuchtdichten auch potenzielle Risiken und Einschränkungen. So kann es zu einer Blendwirkung durch LED-Leuchten mit hoher Lichtstärke kommen. Diesen Faktor müssen sowohl der Leuchtendesigner als auch der Nutzer von Beleuchtungssystemen berücksichtigen. Eventuell ist es notwendig, das Blenden der LED mithilfe einer Optik an den Leuchten zu reduzieren. Das gilt vor allem für Systeme, die an Bildschirmarbeitslätzen eingesetzt werden sollen. Dort gelten besonders strikte Vorgaben in Bezug auf die Blendfreiheit.

Ein weiterer kritischer Faktor ist der thermische Pfad. Ihm sollten Entwickler besondere Aufmerksamkeit schenken. Der Grund ist, dass bei LED-Leuchten mit hohem OCF mehr Leistung auf einer kleineren Fläche erzeugt wird. Zum einen ist die Effizienz abhängig von der Temperatur, zum anderen kann eine Überhitzung des Systems zu Schäden an der LED oder gar einem Ausfall des gesamten Beleuchtungssystems führen.

Allerdings stellen die genannten Faktoren keine unüberwindbaren Hürden dar. Im Gegenteil: Die Vorteile für die Leuchtendesigner überwiegen trotz der genannten Herausforderungen bei weitem. Denn Entwickler haben nun die Möglichkeit, LED-Beleuchtungssysteme zu entwerfen, die sich durch ein kompakteres Design und eine verbesserte Lichtausbeute hervorheben. Somit lassen sich LED-Leuchten entwerfen, die sich von bisherigen Lösungen unterscheiden.

* Kai Klimkiewicz ist Field Application Engineer Central Europe bei Cree in Unterschleißheim bei München.

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