Wann wird die LED endlich auf breiter Front akzeptiert?

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Energieeinsparungen bei der Europäischen Union

Auch der Outdoor- und der Infrastruktur-Markt wechseln mehr und mehr von Natriumdampf-Niederdrucklampen, Natriumdampf-Hochdrucklampen und Quecksilberdampflampen zu LED-basierten Beleuchtungslösungen. LEDs bieten hier zahlreiche Vorteile wie Dimmbarkeit, sofortiges Einschalten, denn eine Aufwärmphase bis zur maximalen Leuchtstärke entfällt, und geringen Wartungsbedarf. Weltweit gibt es viele Pilotprojekte zum Umrüsten von Parkplatzbeleuchtungen, Straßenbeleuchtungen und Ampeln.

Unterstützt durch Fördergelder der US-Regierung haben Städte wie Ann Arbor, Michigan, und Anchorage, Alaska, 2009 auf LED-Straßenbeleuchtungen umgestellt, und Dutzende weiterer Städte planen eine Umstellung auf LED-Lösungen. Mindestens 30 Städte beantragten insgesamt entsprechende staatliche Fördergelder in Höhe von 104 Mio. US-$ [8]. 2009 hat die EU-Kommission [9] eine Verordnung verabschiedet, laut der herkömmliche Lampen für Büros, Industrieanlagen und Straßenbeleuchtungen schrittweise abgeschafft werden müssen, was ab 2012 deutliche Auswirkungen hat.

• 2010: Abschaffung von T8-Halophosphat-Leuchtstoffröhren

• 2012: Abschaffung von T12-Leuchtstoffröhren

• 2012: Abschaffung von Natriumdampf-Hochdrucklampen in Standardqualität (nur E27/E40/PGZ12 betroffen)

• 2012: Abschaffung von Halogen-Metalldampflampen mit niedrigem Wirkungsgrad (nur E27/E40/PGZ12 betroffen)

Die Europäische Union möchte bis 2020 Energieeinsparungen von 20% erzielen. In diesem Zusammenhang hat die EU-Kommission [10] im Februar 2011 einen Plan vorgestellt, laut dem bis zu 10 Mio. Euro für zwei bis drei groß angelegte Projekte zum Demonstrieren der Vorteile von LED-Beleuchtungen [11] hinsichtlich Lichtqualität, Energieverbrauch, Gesamtbetriebskosten und Benutzerakzeptanz bereitgestellt werden sollen.

3 Faktoren, LED-Lichtquellen effizienter zu gestalten

Zusätzlich zu den Bemühungen von Regierungen, die Einführung effizienterer Lichtquellen wie LEDs zu beschleunigen, sind drei technologische Faktoren für eine wirklich breite Akzeptanz von LED-Beleuchtungen im allgemeinen Beleuchtungsmarkt von entscheidender Bedeutung. Zum ersten müssen die Kosten für LED-Treiber sinken, um eine durchgängige Verbreitung von LED-Lampen im allgemeinen Beleuchtungsmarkt sicherzustellen. Viele Hersteller von LED-Chips und Spannungsversorgungs-ICs untersuchen, wie der Preis für LED-Chips und Treiber-ICs durch verbesserte Technologien weiter reduziert werden kann, um eine höhere Leuchtstärke, also mehr Lumen je Watt, zu geringeren Kosten bieten zu können.

Zum zweiten müssen LED-Treiber dahingehend entwickelt werden, dass sie nahtlos in bestehende Spannungsversorgungs-Infrastrukturen integriert werden können. Dieses Problem trifft vor allem auf dimmbare LED-Lampen zu, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb mit Dimmern mit Phasenanschnitt- (TRIAC-basiert) und Phasenabschnittsteuerung (transistorbasiert) ausgelegt sein müssen. MR16-LED-Lampen müssen kompatibel mit magnetischen und elektronischen Transformatoren mit Dimmfunktion sein sowie mit LED-Lampen, die wesentlich weniger Energie verbrauchen als herkömmliche MR16-Halogenlampen. Dabei ist es eine besondere Herausforderung, die Mindestleistungsanforderungen von elektronischen Transformatoren zu erfüllen und dabei den hohen Wirkungsgrad der LED-Lampe selbst aufrechtzuerhalten.

LED-Beleuchtungen sind flexibler

Zu guter Letzt bieten LEDs im Vergleich zu Glühlampen und Kompaktleuchtstofflampen eine wesentlich höhere Flexibilität. Allerdings gilt es im Bereich der intelligenten Steuerung von LEDs noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten, um den größtmöglichen Mehrwert aus dieser Technologie schöpfen zu können. Zu solchen Steuerungsfunktionen könnte das intelligente Dimmen von LED-Lampen zu Hause oder im Büro abhängig vom einfallenden Außenlicht gehören oder die Anpassung der Helligkeit der Straßenbeleuchtung in Abhängigkeit von der Tageszeit (Morgendämmerung, Abenddämmerung, Nacht). Ein weiterer Vorteil von LEDs besteht darin, dass sie praktisch sofort eingeschaltet werden können. Es ist also keine Anlaufzeit bis zur vollen Leistung erforderlich, wie es zum Beispiel in aktuellen Flutlichtlösungen in Stadien der Fall ist.

Texas Instruments hat sich voll und ganz diesem wichtigen Wachstumsmarkt verschrieben. So hat TI einen Geschäftsbereich eingerichtet, der sich zu 100% mit LED-Beleuchtungen für den allgemeinen Beleuchtungsmarkt beschäftigt. Die größte Herausforderung sieht das Unternehmen für sich und seine Wettbewerber darin, dass der Markt äußerst turbulent und wechselhaft ist. Eines der Hauptprobleme ist die Tatsache, dass für viele Regionen der Welt leicht abgewandelte Anforderungen gelten, sei es hinsichtlich Eingangsspannung, Leistungsfaktor, EMV, Normen oder Kosten. Für Hersteller von Spannungsversorgungs-Controllern und Wandler-ICs ist es daher schwierig, die theoretischen Skalenerträge zu erzielen, da niemand die universelle LED-Lampe entwickeln kann. Zumindest nicht in naher Zukunft. Dennoch wird es weiterhin einen starken Konkurrenzkampf mit den klassischen Wettbewerbern sowie mit den vielen Neulingen geben, die auf den LED-Zug aufspringen. Das wird die Entwicklung neuer Lösungen beschleunigen.

Quellennachweis:

1. Energy Savings Estimates of Light Emitting Diodes in Niche Lighting Applications (Schätzungen zu möglichen Energieeinsparungen in Nischen-Beleuchtungsanwendungen), Navigant Consulting Inc., September 2008.

2. Walmart plans LED lighting in 650 stores (Walmart plant Einführung von LED-Beleuchtung in 650 Geschäften), relumination, 12. November 2010.

3. Target Lights Up Savings With LED Retrofit at 500 Stores (Target stellt Energieeinsparungen ins Rampenlicht und rüstet in 500 Geschäften auf LED-Beleuchtungen um), Environmental and Energy Management News, 13. April 2010.

4. Redbird LED completing LED tube lighting retrofit for SuperMax Grocery Store in Puerto Rico (Redbird LED schließt Umrüstung von SuperMax-Supermarkt auf LED-Röhren in Puerto Rico ab), LED Retrofit, 24. Februar 2010.

5. Lighting the way to greener retail: A research paper on digital lighting (Ein gut beleuchteter Weg für einen umweltfreundlicheren Einzelhandel: Ein Forschungsaufsatz zu digitaler Beleuchtung), Nualight, 2008.

6. Tesco UK shares its perspective on LED lighting (Tesco legt Sichtweise zu LED-Beleuchtung dar), Nualight, 10. Februar 2011.

7. Sainsbury’s and Tesco opt for LED lighting in freezer cases (Sainsbury’s und Tesco entscheiden sich für LED-Beleuchtung in Gefriertheken), NACS, Insight, Global Convenience Store Focus, April 2009.

8. More cities tap stimulus package for LED streetlights (Immer mehr Städte nehmen Fördergelder für LED-Straßenbeleuchtungen in Anspruch), USA Today, 3. März 2009.

9. EU Lighting Ban (EU-Verordnung zum Verbot von herkömmlichen Lampen), HiTEC LED Lighting Specialists.

10. Energy Efficiency Policy in the European Union (Energieeffizienzpolitik in der Europäischen Union), Institute for Building Efficiency.

11. Europe seeks proposals for pilot projects on solid-state lighting (Europa ersucht um Vorschläge für Pilotprojekte zu Festkörperbeleuchtungen), LEDs Magazine, 16. März 2011.

* Nick Holland ist Strategic Marketing Manager bei der Lighting Power Products Group von TI in Freising, Deutschland.

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