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14. September 2016
Lighting ›

Alternativlos? Warum die LED gewonnen hat – und warum wir Nischen für andere Lichtquellen brauchen

Innerhalb weniger Jahre hat sich die LED zur dominierenden künstlichen Lichtquelle entwickelt und fast alle Anwendungsbereiche der Beleuchtung erobert. Wir wurden Zeugen eines disruptiven Wandels, der die Vorgängertechnologien obsolet machte. Wie weit wird dieser Prozess noch gehen? Was kann die LED und was nicht – und wo bilden sich »ökologische Nischen« für Nicht-Halbleiter-Lichtquellen?

Unwiderstehliche Vorteile

Letztlich sind es ihre technischen und physikalischen Eigenschaften, die die LED für so viele Beleuchtungsaufgaben qualifizieren:

  • Durch die Auswahl von Halbleiter-Kristall sowie Fluoreszenzstoffen lässt sich das Spektrum und damit die Lichtfarbe in weiten Bereichen nach Wunsch produzieren. 
  • Das emittierte Licht lässt sich hervorragend kontrollieren, also mittels Reflektoren und/oder Linsen lenken.
  • Die LED ist extrem schaltfest, das Licht steht nach Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung sofort zur Verfügung. 
  • Unempfindlich gegenüber Kälte, Erschütterungen und Vibrationen 
  • Als Halbleiterkomponente lässt sie sich elektrisch hervorragend ansteuern und kontrollieren.
  • Für Bauform und Gestaltung von Lampen und Leuchten bieten LEDs großen Spielraum 
  • Unter guten Betriebsbedingungen sehr lange Lebensdauer; der Ausfall erfolgt meist nicht schlagartig, sondern schleichend durch alterungsbedingten Lichtstromabbau. 
  • Effizient – im Sinne einer hohen Lichtausbeute. 


Andererseits hat die LED auch einige prinzipielle Nachteile. Vor allem funktioniert die Lichterzeugung am PN-Übergang der LED bei steigender Temperatur immer schlechter: Es gibt kaum LED-Leuchten, die sich für Umgebungstemperaturen über 60° C eignen, ab 100° C wird der Aufwand zur Kühlung unwirtschaftlich. Eine Xenon-Kurzbogenlampe mit 10 kW erreicht auf der Entladungsstrecke von wenigen Millimetern einen Lichtstrom von 500.000 lm – solche Leistungsdichten bleiben der LED grundsätzlich verwehrt.

Manche mögen’s heiß – die LED nicht

Die Nische für herkömmliche Speziallampen liegt also bei Anwendungen mit hohen Umgebungstemperaturen oder extrem hohen Leuchtdichten. Überall sonst wird die LED dominieren – zu Recht, angesichts fragiler Glaskolben mit giftigen Schwermetallen bei der konventionellen Technik. Dennoch wünsche ich mir eine weitere Nische jenseits der allgegenwärtigen LED, und zwar unter gesundheitlichen Aspekten. Hier spricht einiges für die Temperaturstrahler und ihre „natürliche“ Lichterzeugung.

Von bestimmten Eigenschaften des LED-Lichts gehen möglicherweise gesundheitliche Risiken aus. Betrachten wir zunächst den Blau-Peak im Spektrum weißer LEDs, typischerweise zwischen 440 und 460 nm. Licht dieses Spektralbereichs wirkt auf die melanopischen Lichtrezeptoren des Menschen. Lichtmediziner wie Prof. Dr. med. Herbert Plischke aus München vergleichen Kunstlicht mit Medikamenten: Risiken und Nebenwirkungen inklusive. Aktuell rüsten viele Menschen ihre privaten Wohn- und Schlafräume auf LED um – hier tragen Hersteller und Planer große Verantwortung.

Licht auf Rezept?

Ein weiteres Problem: Das Flimmern der meisten LEDs im nicht sichtbaren Bereich. Es kann zu Kopfschmerzen, Migräneanfällen, Erschöpfungserscheinungen oder einer generell verringerten Sehleistung führen (vgl. Felix Schirmer: „Die IEE 1789: Ein neuer Standard zur Bewertung von flimmernden LEDs?“, DIAL-Blogbeitrag vom 27. Juli 2016). Tageslicht, aber auch Glühlampen, flackern gar nicht. Flimmerfreie LEDs sind technisch machbar, aber teurer.

Schließlich der fehlende Infrarot-Anteil: Er ist in vielen Anwendungen explizit unerwünscht, etwa im Museum oder bei der Beleuchtung wärmeempfindlicher Produkte. Doch wer ein wirklich warmes Licht möchte, sollte es auch auf legale Weise bekommen können. Zum Glück droht bislang kein Verbot von Kerzen, obwohl sie mit einer Lichtausbeute von < 1lm/ extrem ineffiziente Lichtquellen sind.

Licht ist Lebensmittel

Licht lässt sich nicht nur als technisch erzeugte Strahlung, sondern auch als ein Lebensmittel begreifen. Dann sollte man seine Effizienz allerdings nicht wie bei Waschmaschinen oder Kühlschränken vergleichen. Weitergedacht: Analog zur Lebensmittelindustrie wurde auch künstliches Licht zunächst darauf hin optimiert, bei möglichst hoher Lichtausbeute gleich auszusehen wie natürliches Licht. Der nächste Schritt war Licht, das auch ähnlich „schmeckte“, im Sinne einer vergleichbaren Farbwiedergabe. Doch aus dem Umgang mit industriellen Nahrungsmitteln wissen wir: Nicht alles, was gleich aussieht und gleich schmeckt, ist auch gleich gesund. Es gilt, unser Wissen um Licht und Gesundheit weiter zu vertiefen – und verantwortungsbewusst in Produkte und Anwendungen umzusetzen.

Die LED geht ihren Weg – als wichtiger Beitrag der Lichttechnik zur Energieeinsparung. Konventionelle Lichtquellen werden in einigen kleinen Nischen überleben. Aber ich hoffe und wünsche mir für die Profession der Lichtplaner, dass insbesondere für Wohnräume auch weiterhin Temperaturstrahler im Sinne technisch hoch entwickelter Glühlampen zur Verfügung stehen werden.