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Lebensdauer 5-12 Jahre
Aufbau von LED-Lampen
Der Halbleiterkristall vieler LED-Lampen ist auf den Boden einer kegelförmigen Vertiefung in einem Metallhalter gelötet. Die Innenseiten der Vertiefung von LED-Lampen wirken als Reflektor für das aus den Seiten des Kristalls austretende Licht. Die Lötstelle bildet einen der beiden elektrischen Anschlüsse des Kristalls. Gleichzeitig nimmt er die Abwärme auf, die entsteht, weil der Halbleiterkristall nur einen Teil der elektrischen Leistung in Licht umsetzt. Der Halter mit dem Reflektor ist bei bedrahteten LED-Lampen als rechteckiger Draht ausgeführt, der als elektrischer Anschluss dient. Anders als sonst bei Elektronik Bauteilen üblich, besteht der Anschlussdraht nicht aus verzinntem Kupfer, sondern aus verzinntem Stahl. Die Wärmeleitfähigkeit von Stahl ist vergleichsweise gering. Dadurch wird der Halbleiterkristall beim Einlöten des Bauteils von LED-Lampen in eine Leiterplatte nicht überhitzt. Funktion von LED-Lampen Der prinzipielle Aufbau von LED-Lampen entspricht dem einer pn-Halbleiterdiode, LED-Lampen besitzen daher die gleichen Grundeigenschaften wie diese. Ein großer Unterschied besteht in dem verwendeten Halbleitermaterial. Während nichtleuchtende Dioden aus Silizium, seltener aus Germanium oder Selen hergestellt sind, ist das Ausgangsmaterial für LED-Lampen ein sogenannter III-V-Halbleiter, meist eine Galliumverbindung. Wird eine Spannung in Durchlassrichtung angelegt, wandern Elektronen von der n-dotierten auf die p-dotierte Seite. Bei diesem Übergang kann Licht ausgesendet werden. III-V-Halbleiter zeichnen sich dabei durch einen direkten Bandübergang aus, das bedeutet, dass die Elektronen auf direktem Wege vom Leitungsband in das Valenzband wechseln können und somit Energie für die Lichterzeugung der LED-Lampen frei wird. Definition LED-Lampen LED (Licht emittierende Diode) ist ein elektronisches Bauelement der Familie von optoelektronischen Komponenten, die Licht abgeben, wenn ein elektrischer Strom durch sie. LED-Lampen haben eine wesentlich höhere Renditen als herkömmliche Glühbirnen. Viele glauben jetzt, dass die LED-Lampe die revolutionärste Erfindung seit mehr als 100 Jahre ist. Anwendungen mit LED-Lampen sind praktisch unbegrenzt, die Anzahl der Farben betrifft.
Vorteile von LED-Lampen
- Sehr lange Lebensdauer. (35.000H)
- LED-Lampen enthalten keine Schadstoffe
- Geringer Stromverbrauch (8W bis 60W Glühlampe zu vergleichen)
- LED-Lampen starten sofort
- LED-Lampen sind zu 95% recycelbar
- LED-Lampen sind unempfindlich gegen Brände und niedrigen Temperaturen
- LED-Lampen haben in der Farbgebung große Möglichkeiten beider Wiedergabe
Lebensdauer Alterung von LED-Lampen
Als Lebensdauer (Licht-Degradation) einer LED-Lampe wird die Zeit bezeichnet, nach der die Lichtausbeute auf die Hälfte des Anfangswertes abgesunken ist. Leuchtdioden werden nach und nach schwächer, fallen aber in der Regel nicht plötzlich aus. Die Lebensdauer hängt vom jeweiligen Halbleitermaterial und den Betriebsbedingungen (Wärme, Strom) ab. Hohe Temperaturen (gewöhnlich durch hohe Ströme) verkürzen die Lebensdauer der LED-Lampen drastisch. Die angegebene Lebensdauer reicht von einigen tausend Stunden bei älteren 5-Watt-LED-Lampe bis zu über 100.000 Stunden bei mit niedrigen Strömen betriebenen LED-Lampen. Aktuelle Hochleistungs-LED-Lampen werden, um eine maximale Lichtausbeute zu erreichen, oft an Arbeitspunkten betrieben, bei denen ihre Lebensdauer bei 15.000 bis 30.000 Stunden liegt. Die von den Herstellern angegebene Leuchtdauer bezieht sich in der Regel auf die Anzahl der Betriebsstunden, bis die Leuchte noch mit 70% der ursprünglichen Leuchtkraft arbeitet. Auch im Handel erhältliche LED-Leuchtmittel in Glühlampenform erreichen über 25.000 Stunden bis hin zu 45.000 Stunden Lebenszeit. Die Alterung der LED-Lampen ist in erster Linie auf die Vergrößerung der Fehlstellen im Kristall durch thermische Einflüsse zurückzuführen. Diese Bereiche nehmen nicht mehr an der Lichterzeugung teil. Es entstehen strahlungslose Übergänge. Bei GaN-LED-Lampen im blauen und Ultraviolett-Bereich ist auch eine Alterung der Kunststoffgehäuse durch das kurzwellige Licht mit einhergehender Trübung feststellbar. Bei diesen und weißen LED-Lampen mit hoher Leistung wird deshalb der lichtdurchlässige Teil des Gehäuses manchmal aus Silikongummi gefertigt, wodurch eine Lebensdauer von 100.000 Stunden erzielt wird, was etwa 11,5 Jahren Dauerbetrieb entspricht. Eine weitere Ursache kann eine Fehlfunktion auf Grund der Alterungsvorgänge in den verwendeten Materialien sein. Zum Beispiel Ermüdungserscheinungen der Klebe- oder Bodenverbindungen. Diese Fehlfunktionen werden unter dem Begriff Mortality (B) oder Totalausfall beschrieben. Steht im Datenblatt einer LED-Lampe B50 bei 100.000 Std., bedeutet dies, dass 50 % aller Testlampen nach 100.000 Std. durch Defekt ausgefallen sind. Manchmal wird auch der B10-Wert, d. h. die Zeitdauer, nach der 10 % der Testlampen nicht mehr funktionieren, angegeben.
Lichtausbeute
Die effizientesten weißen LED-Lampen erreichen derzeit (Stand Februar 2010) im optimalen Fall eine Lichtausbeute bis zu 208 Lumen/Watt bzw. seit September 2010 bei 250 lm/W .Dies ist nicht weit entfernt von dem theoretischen Maximum (100 % Strahlungsleistung) bei 6600 K (relativ kalt wirkend), das physikalisch nicht größer als ca. 350 lm/W sein kann. Die Ausbeute ist stark von der Lichtfarbe abhängig, bei warmweißen LED-Lampen liegt sie deutlich unter der von kaltweißen LED-Lampen. Ein weiterer Parameter ist die Leistung pro Einheit: je höher die Leistung einer einzelnen LED-Lampe wird, desto schlechter ist ihr Wirkungsgrad. Das resultiert sowohl aus Quanteneffekten als auch aus einer höheren Temperatur des LED-Chips. Aus diesem Grund werden in vielen Anwendungen die LED-Lampen nicht bei der vom Hersteller angegebenen Nennleistung, sondern darunter betrieben. Dadurch erhöht sich die Energieeffizienz und durch die reduzierte Temperatur verlängert sich die Lebensdauer der LED-Lampe, gleichzeitig vereinfacht die geringere Abwärme die Kühlung und damit die Konstruktion der Leuchte. Allerdings kann es dadurch notwendig werden, mehr LED-Lampen einzusetzen, um die gewünschte Lichtmenge zu erreichen, wodurch ggf. eine aufwändigere Optik notwendig wird. Der Wirkungsgrad einer massengefertigten LED-Lampe unterliegt einer gewissen Streuung. So wurden bereits vor Jahren einzelne LED-Lampen mit hohem Wirkungsgrad für Prüfzwecke hergestellt und bald darauf als Massenprodukt angekündigt. Mit dem sogenannten „Fluxbinning“ werden aus einer Produktion mehrere Klassen verschiedener Lichtströme selektiert und mit jeweils unterschiedlichen Preisen angeboten. Selbstverständlich wirbt ein Hersteller mit seiner höchsten Klasse. Wie klein der Anteil der besten Klasse an der Gesamtproduktion ist, erfährt man indirekt über den Preis und die Lieferbarkeit. Die angegebene Lichtausbeute bezieht sich einerseits auf die Anschlussschnittstelle eines LED-Bausteins, nicht auf eine LED-Lampe, bei der noch die Verluste durch das notwendige Vorschaltgerät mit 70 bis 95 % Wirkungsgrad dazukommen. Weitere Verluste entstehen durch eine (eventuell) weitere Optik in einer LED-Lampe.
Handelsplatz für unter anderem Kettensägen, 
