Ein Licht am Ende des Tunnels: Für die Beleuchtung gibt es heute nachhaltige und energiesparende Optionen.

Fakten:

Glühbirnen sind Vergangenheit und Energiesparlampen eine unzureichende Alternative. Im Rennen um das Licht der Zukunft leuchten LEDs weit vorne.

Glühlampen – ein Relikt

Durch das Betätigen des Lichtschalters wird Strom in Form von Elektronen durch den sogenannten Glühfaden im Inneren einer Glühlampe geleitet. Dort treffen die Elektronen auf geladene Wolframmoleküle (Ionen) des Glühfadens und versetzen sie in Schwingung. Je nach Schwingungsenergie emittieren Ionen elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlängen. Jagen wir also Strom mit der richtigen Stärke durch den Glühdraht, wird er Strahlung im sichtbaren Bereich (400-750 nm Wellenlänge), das heisst Licht, ausstrahlen.
Der Glühdraht kann dabei bis zu 3000°C heiss werden. Ist das nicht etwas viel, fragen Sie sich? Sollte eine Glühlampe nicht in erster Linie Licht und nicht Wärme erzeugen? Ihre Bedenken sind völlig berechtigt, denn genau dort liegt die Schwachstelle der Glühlampe. Von der investierten Energie wandelt sie nämlich gerade mal 5 % in Licht um, die restlichen 95% verpuffen als Wärme. Somit ist die Glühlampe ein enorm ineffizienter und energieverschwenderischer Lichtspender; in der EU wurde sie deshalb 2012 endgültig vom Markt genommen.

Auch Energiesparlampen sind nicht das Goldene vom Ei

Kompaktleuchtstofflampen, wie die bescheidenen Brüder der Glühbirne fachgerecht genannt werden, sind zwar um rund 80 % effizienter, weisen aber dennoch einige Nachteile auf. Sie benötigen deutlich länger, ihre vollständige Helligkeit zu erreichen. Das macht sie ungeeignet für Orte wie Treppenhäuser, wo gute Sichtbarkeit auf Knopfdruck notwendig ist. Auch weisen Kompaktstofflampen eine geringe Schaltfestigkeit auf, was bedeutet, dass sich mit häufigem Ein- und Ausschalten ihre Lebensdauer verringert. Die auf der Verpackung angegebene Lebensdauer erreichen sie deshalb meistens nicht. Ein weiterer Kritikpunkt ist die Lichtqualität. Unter ihrer unnatürlichen und inhomogenen Lichtzusammensetzung bzw. Verteilung leidet die Farbwiedergebung und Wahrnehmung für das menschliche Auge. Geht eine Energiesparlampe zu Bruch, atmen wir ausserdem unweigerlich giftige Dämpfe aus Quecksilber ein.
Die Moleküle des Quecksilbers sind, ähnlich der Wolframionen in Glühdrähten, mitverantwortlich für die Lichtemission: In einer Kompaktstofflampe treffen Elektronen eines fliessenden Stroms auf die Quecksilberteilchen und versetzen sie kurzzeitig in ein höheres Energieniveau, bei dessen Verlassen sie die Energie in Form von UV Licht abgeben. Dieses wird an den Wänden der Glasröhre von Leuchtstoffen absorbiert und in für uns sichtbarem Licht wieder ausgesendet.

Licht aus der Diode

Das Herz einer Licht emittierenden Diode, kurz LED, besteht aus einem sogenannten Halbleiterkristall, der sich aus zwei verschiedenen Halbleitermaterialien zusammensetzt. Des Weiteren sind in jedem Halbleiter unterschiedliche Fremdatome eingebaut, wodurch sich ein Elektronenüberschuss im einen, und ein Elektronenmangel im anderen Halbleiter bilden (Stichwort „Dotierung“). Diese Ladungsdifferenz bewirkt eine Spannung innerhalb des Kristalls; die Elektronen der Überschussseite „wollen“  in Richtung der Unterschussseite wandern, um den Ladungsunterschied auszugleichen. Verstärken wir nun diese Spannung, in dem wir Strom in einer bestimmten Richtung durch die Diode jagen, dann fliessen auch die Elektronen zwischen den Halbleiter. Die Energie, die sie dabei verlieren, emittieren sie in Form von Licht.
Weil die Elektronen vom dem Anlegen es Stroms bereits unter Spannung standen, wird weniger Strom benötigt, um sie zum Leuchten zu bringen.

Folgerungen:

Wer es weiterhin bevorzugt, nach Sonnenuntergang ins Bett zu gehen, schätzt sich über die sinnvolle Alternative der LED Lampen glücklich. Auch sie sparen gegenüber der Glühbirne 70-80 % Strom.
LED Lampen enthalten aber kein Quecksilber, sind nach dem Einschalten sofort hell und weisen eine bessere Farbwiedergabe und längere Lebensdauer auf. Ein weiterer Pluspunkt besteht darin, dass sie mittlerweile in genormte Schraubgewinde von Haushaltsleuchten passen.
Die LED verdrängt zu Recht Glüh-, Energiespar-, und Halogenlampen. Dennoch sollte man sich ihrer Schattenseite bewusst sein. Für den Bau von LED werden nämlich Seltene Erden verwendet, von denen es weltweit nur wenige Lagerstätten gibt. Effiziente Recyclingmethoden gibt es noch nicht, und die Entwicklung eines entsprechenden Werkstoffkreislaufes ist höchst prioritär.

 

Quellen und weiterführende Informationen
Dotierung
Die Funktionsweise einer LED
Seltene Erden

 

Alle Klimabausteine

Der Vormarsch der energiesparenden LED-Lampen ist nicht mehr aufzuhalten. Es lohnt sich, den Haushalt entsprechend umzurüsten. Vom höheren Anschaffungspreis der LED-Lampen sollte man sich nicht abschrecken lassen, denn langfristig überzeugen sie durch ihre lange Lebensdauer und Energieeffizienz.

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