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Gesichter
BG Light+Building
on der Lampe bis zur kompletten Haustechnik
Die Light+Building war auch in diesem Jahr ein Besuchermagnet: Die Bandbreite der Exponate reichte von Retrofit-LED-Leuchtmittel über OLED- und Designer-Leuchten bishin zu kompletten Haustechnik-Installationen - optisches Highlight war die begleitende Luminale.
Beleuchtungskonzepte
Anspruchsvolle Beleuchtungskonzepte: finden Sie hier drei Beispiele!
Bildergalerie Lichtkunst
Lichtleiter
Ausgesprochen effizient: Siemens hat eine pfiffige Technologie entwickelt, mit der sich das Sonnenlicht direkt ins Haus holen lässt.
LED-Licht aus der Steckdose
Immer öfter kommt der Betriebsstrom für die LED direkt aus der Steckdose. So einfach wie das klingt, ist die direkte Stromversorgung von Weißlicht-LEDs aber nicht.
T&KH Trends in der Lichttechnik
Die LED dynamisiert den Beleuchtungs-Markt. Unterbietungswettbewerb durch die Anbieterausweitung aus Fernost, technische Neuerungen und der Ruf nach Standards: Es zeichnen sich Trends ab, die den Markt der Zukunft prägen dürften.
Bildergalerie LEDs
Weißlicht-LEDs, RGB-LEDs, unterschiedliche Größen und Formen: die Variantenvielfalt von LEDs ist nahezu grenzenlos.
Bildergalerie Außenbeleuchtung
Gut konstruierte LED-Leuchten sind wartungsarm, lassen sich gut dimmen und flexibel ausrichten. Wir stellen Ihnen Beispiele gelungener Außen- und Straßenbeleuchtung vor.
Bildergalerie Innenbeleuchtung
Designer können sich dank LED-Lichttechnik richtig austoben. Wozu das führt, zeigen unsere Beispiele.
Flimmerfreies Dimmen
LED-Lampen sind schwierig zu dimmen, weil Konstantstrom- treiber den phasen- angeschnittenen Wechselstrom nicht als solchen interpretieren können. Ein IC von Power Integrations löst das Problem.
Plasmalampen
Deutsche Innovation tritt aus der Hinterleuchtung in die Leuchtentechnik ein
Eine bislang wenig beachtete Lichttechnologie kann im allgemeinen Beleuchtungsmarkt über manche Unzulänglichkeiten von Leuchtdioden hinweghelfen.
Marktübersichten
Besseres Licht für mehr Sicherheit
Ein leistungsfähiges Konzept für LED-Straßenlampen
Hohe Lichtausbeute, lange Lebensdauer, hohe Effizienz bei geringem Strombedarf und die Möglichkeit zur Helligkeitsregelung lassen LEDs zu einer zuverlässigen Lichtquelle werden, die auch im Bereich der Straßenbeleuchtung die traditionellen Lichtquellen ersetzen werden. Aber der Betrieb von LEDs erfordert auch neue Technologien, um diese Vorteile richtig nutzen zu können.
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In Europa ist die Straßenbeleuchtung nach EN 13201 genormt; diese Europanorm basiert im Wesentlichen auf der Norm DIN 5044. Damit werden einerseits wichtige Parameter wie die Leuchtdichte auf der Fahrbahn oder dem Fußweg, die Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte, die Beleuchtungsstärke und die Blendungsbegrenzung definiert. Andererseits wird die Auswahl der Lichtfarbe weitgehend den Behörden überlassen. Daher befinden sich noch größtenteils Lampen mit niedrigen oder mittleren Werten des Farbwiedergabe-Indexes im Einsatz, wie Leuchtstofflampen, Quecksilber- und Natriumdampflampen oder Halogen-Metalldampflampen.
Neue Erkenntnisse beweisen jedoch, dass die Lichtfarbe sowohl für die Erkennbarkeit von Personen oder Objekten als auch bei der Orientierung für Fahrzeugführer und Fußgänger bedeutsam ist. Entscheidend dafür ist die Wahrnehmbarkeit in Abhängigkeit von der spektralen Zusammensetzung und der Farbtemperatur des Lichtes. So können z.B. Objekte oder Personen im Straßenverkehr im weißen LED-Licht 1 bis 1,5 Sekunden früher erkannt werden.
Um die Sicherheit im Straßenverkehr zu gewährleisten, werden herkömmliche Leuchtmittel während ihrer Betriebszeit dann ausgetauscht, wenn sich Helligkeit und Lichtfarbe deutlich verändert haben. Dieser Austausch ist sehr aufwendig und kostspielig, denn es sind Spezialfahrzeuge notwendig und geschultes Personal. LEDs dagegen haben, wenn sie richtig betrieben werden, eine hohe Lebensdauer von mehreren zehntausend Stunden. Eine Kommune kann bei der Umstellung auf LED-Straßenlampen durchaus mehrere hunderttausend Euro pro Jahr sparen - die höheren Kosten für die Anschaffung amortisieren sich so in wenigen Jahren.
Weiße LEDs haben eine Flussspannung von etwa 3,2 bis 4 V, abhängig von der Temperatur und dem Strom, mit dem sie betrieben werden. Dabei erfordert die sehr starke Abhängigkeit des Durchlassstroms von der Flussspannung eine präzise Einhaltung des eingestellten Stromwertes. Das lässt sich mit Vorwiderständen gar nicht und mit linearen Reglern nur mit sehr schlechtem Wirkungsgrad erreichen. Einen Ausweg bieten Schaltregler (SMPS, Switch Mode Power Supplies), die für die Verwendung als Konstantstromregler optimiert sind.
Um eine hohe Lichtausbeute zu erreichen, werden bei Straßenlampen viele LEDs in Reihe geschaltet, wobei sich Gesamt-Betriebsspannungen der LED-Stränge von 24, 36 oder mehr Volt ergeben (Bild 1). Diese Betriebsspannungen für jeden LED-Strang einzeln aus dem Stromnetz zu erzeugen benötigt bei mehreren LED-Strängen mehrere AC/DC-Wandler mit hoch beanspruchten Komponenten wie Transformatoren, hochspannungsfesten Kondensatoren und anderen Bauteilen.
Solche Netzteile sind als PFC-Netzteile (Power Factor Correction) auszuführen, oft recht aufwendig, und sie beeinträchtigen die Zuverlässigkeit der Lampe. Sinnvoll ist daher eine Konstruktion, die mit einem DC/DC-Wandler als LED-Stromversorgung arbeitet, während die Netzspannung, falls notwendig, mit einem einzigen, auf hohe Zuverlässigkeit optimierten AC/DC-Wandler mit PFC-Eigenschaften auf das Niveau einer Zwischenkreisspannung von 12, 24 oder 36 V Gleichspannung gewandelt wird.
Bei Lampen in Parks oder weniger belebten Straßen kann die Betriebsdauer und Helligkeit der Verkehrssituation angepasst werden. Um zusätzlich Energie zu sparen, können z.B. Bewegungsmelder eingesetzt werden, was wiederum eine Kombination von Lampe, Solarzellen und Akkus zur Energiespeicherung ermöglicht. Für solche Anwendungen sind ebenfalls DC/DC-Wandler erforderlich.
1. Teil: Ein leistungsfähiges Konzept für LED-Straßenlampen
2. Teil: Herausforderung: Hohe Leistung ohne Kühlung
3. Teil: Drei LED-Ketten simultan gesteuert
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Jens Würtenberg, Elektronik |
Weiterführende Links:
- PwC-Analyse: Kommunen könnten mit LED-Straßenbeleuchtung kräftig sparen
- Mit den heutigen technischen Mitteln lassen sich faszinierende Lichtinstallationen gestalten: Bildergalerie: Lichtkunst mit und ohne LEDs
- Effiziente Straßenbeleuchtung - Steuern sparen und Sicherheit verbessern: Chevron Energy Solutions und Bridgelux starten Initiative für innovative Straßenbeleuchtung
