Die Effizienz der LED

Leuchten und Lampen mit aktueller LED Technologie und entsprechenden Vorschaltgeräten erreichen die Effizienzklasse A der EU Klassifizierung für Haushaltslampen (entsprechend der EU-Richtlinie 98/11/EG, weitergehende Information siehe unten).

Die Theorie

Die LED erzeugt Licht nicht durch Erwärmung eines Materials, wie beispielsweise die Glühlampe durch erhitzen des Glühfadens. Die LED besteht aus einem Halbleiterchip (Diode), bei welchem durch eine Vorspannung Elektronen und Löcher (dies sind Fehlstellen im Material) auf unterschiedliches Potenial gehoben werden (linkes Bild unten). Vereinigen sich nun Elektronen und Löcher (man spricht von Rekombinieren), so wird aus der dann freiwerdenden Energie ein Photon (Licht) generiert. Die Vorspannung (Eg, die sog. Bandgap-Spannung, auch Bandabstand genannt) ist nur abhängig vom Material-System der LED. Hohe Bandgap-Spannungen bedingen hohe Lichtenergien (d.h. kurze Wellenlängen, z.B. blau), niedrigere Bandgap-Spannungen bewirken lange Wellenlängen (z.B. rot). Die Wellenlänge (Farbe) der LED ist nahezu unabhängig vom Strom, der Erwärmung, und der Umgebungstemperatur.

Der Wirkungsgrad (Effizienz)

Eine ideale LED würde 100% der zugeführten elektrischen Energie in Licht umwandeln. Reale LEDs wandeln, leider, nur einen Bruchteil der elektrischen Energie in Licht um. Allerdings wird ein höheren Anteil in Licht umgewandelt als z.B. bei Glühlampen, welche einen großen Teile der elektrischen Energie in Wärme umwandeln. Zunehmender technischer Fortschritt wird bei der LED diesen in Licht umgewandelten Teil immer weiter verbessern - man erwartet ca. 35% Wirkungsgrad-Verbesserungen pro Jahr. Nebenstehende Tabelle gibt einen Vergleich zu anderen Lichtquellen. Bezüglich des Wirkungsgrades (W) hat die LED bereits die Halogenlampe überholt und nähert sich der Xenonlampe an.

Zuverlässigkeit / Lebensdauer

LEDs sind Halbleiterbauelemente. Sie werden, im Gegensatz zu Glühlampen, bei moderaten Temperaturen betrieben, meist unter 100°C Chiptemperatur. Dadurch erreichen sie sowohl eine erheblich bessere Zuverlässigkeit als auch eine erheblich höhere Lebensdauer als Glühlampen.

Mit den bei uns verarbeiteten LEDs wird, unter unseren Einsatzbedingungen, eine typische Lebensdauer pro LED von bis zu 60.000 Stunden (entspr. den Herstellerangaben des LED Lieferanten) erreicht - das entspricht, bei einem Betrieb von 8 Stunden pro Tag und 200 Tagen pro Jahr einer Lebensdauer von weit über 30 Jahren. Dadurch sind unsere Lampen absolut wartungsfrei - die Leuchtmittel müssen nicht mehr ausgewechselt werden.
Zum Vergleich: Herkömmliche Glühlampen erreichen eine Lebensdauer von 1000 Stunden (siehe auch nebenstehende Tabelle).

Energie-Effizienz-Klassifizierung

Die EU-Richtlinie 98/11/EG der Kommision vom 27. Januar 1998 beschreibt die Kennzeichnung von Haushaltslampen (siehe Bild oben). Wenngleich explizit LED-Lampen dort nicht erwähnt bzw. behandelt werden, kann man diese Richtlinie trotzdem darauf anwenden. In der Regel kann mit weißen High Power Leuchtdioden der aktuellen Generation des Jahres 2011 die Klasse A erreicht (zum Vergleich: Einergiesparlampen liegen bei A - B, Halogenlampen bei C - D, normale Glühlampen bei E - F).