Smarte LED-Lösungen – die Geschichte dahinter
Intelligente Lichtlösungen basieren nicht zwangsläufig auf LED-Technik. Smarte Beleuchtungssysteme gab es schon in den 90er Jahren. Genauer gesagt seitdem die Leuchtstofflampen-Technologie mit elektronischen Vorschaltgeräten versehen wurde. Aber fangen wir von vorne an.
Das erste marktfähige Leuchtmittel wird auf 1879 datiert. Es ist die erste langlebige Kohlefadenglühlampe von Edison. Eine Glühlampe kann man am Netz betreiben und stufenlos regeln. Sie hat jedoch einen großen Nachteil: Sie ist nicht effizient. Die Umwandlung von elektrischer in Lichtenergie findet unter zehn Prozent statt, also 90% in Wärme und der Rest ist Licht. Um damit ein Büro oder eine Industriehalle normgerecht auszuleuchten, daran war nicht zu denken. Von dem unglaublichen Wärmeeintrag ganz abgesehen.
Mit der Erfindung von Licht ist es noch lange nicht in den Haushalten verbreitet. Wenn man bei Wikipedia die – Geschichte der Beleuchtung – sucht, findet man folgendes: „Die hohen Kosten für Stromproduktion und -versorgung verzögerten anfangs die Ausbreitung des elektrischen Lichts. Hohe Anschlusskosten an das Stromversorgungsnetz und hohe Preise für nicht besonders langlebige Leuchtmittel machten Licht zu einem Luxusgut für reiche Bürger. Es dauerte bis in die 1940er Jahre bis ganz Deutschland an das Stromnetz angeschlossen war.“
Strom und damit Licht waren ein Luxusgut. Jedoch lagen die wirtschaftlichen Aspekte für die längere Nutzung von Arbeitsbereichen durch die Unabhängigkeit von Tageslicht auf der Hand. Die Menschen begannen bei Nacht zu arbeiten, in den Fabriken wurde die Schichtarbeit eingeführt und Arbeits- sowie Wohnräume wurden funktional voneinander getrennt. Die Stromlieferanten bewarben die Energie als sauber, praktisch und modern.
1918 begann man mit der Produktion von Leuchtstoffröhren bei General Electric. Dieselbe Firma patentiert 1959 die erste kommerzielle Halogenlampe. Philips kommt in den 80er Jahren mit der ersten Kompaktleuchtstofflampe auf den Markt. 1993 beginnt die japanische Firma Nichia mit der Herstellung von effizienten, blauen LEDs. Die blaue LED ermöglicht die Herstellung von weißen LEDs. Aber wie kommt die Intelligenz in das Leuchtmittel?
Welche Erfindung ermöglicht smarte Steuerungskonzepte?
Nun, es ist zum einen das Leuchtmittel, dass dimmbar oder steuerbar sein muss und auf diesem Gebiet trennt sich bereits die Spreu vom Weizen. Temperaturstrahler wie Glühlampen und Halogenglühlampen sind stufenlos ohne Vorschaltgerät dimmbar. Aber nicht sonderlich effizient.
Gastentladungslampen sind effizienter, sie brauchen zum Betrieb ein Vorschaltgerät. Der Entladungsstrom würde sonst immer weiter ansteigen bis die Lampe zerstört oder die Sicherung ausgelöst wird. Zu den Gasentladungslampen zählen Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampe, Natriumdampflampe sowie Quecksilber- und Halogenmetalldampflampe.
Bei Kompaktleuchtstofflampen ist das Vorschaltgerät als Komponente in der Lampe verbaut und das Leuchtmittel kann direkt am Stromnetz betrieben werden. Häufig sind die Vorschaltgeräte als separates Bauelement in der jeweiligen Leuchte integriert. Leuchtstofflampen sind durch ein elektronisches Vorschaltgerät stufenlos von 100% bis 1% dimmbar. Aber das war nicht immer so. Die ersten Vorschaltgeräte waren konventionelle, mit herkömmlichen Vorschaltdrosseln bestückte Einheiten, die nicht dimmbar waren und die Leuchtmittel häufig flackern ließen. Erst durch den Einsatz elektronischer Vorschaltgeräte wurden smarte Beleuchtungssysteme realisierbar. Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen sind ihre kompakten Varianten nur vereinzelt dimmbar. Hochdruckentladungslampen sind mit Einschränkungen und nur bis maximal 50% dimmbar. LEDs sind im gesamten Bereich von 0% bis 100% steuerbar.
Was bringt mir ein intelligentes Beleuchtungssystem?
Einen geringeren Energieverbrauch um ca. 30%. Das System ist nahezu wartungsfrei, deutlich geringere Kosten sind damit verbunden, der CO2 Eintrag in die Atmosphäre wird reduziert… um nur einige Punkte anzusprechen.
Es ist wie der Kauf eines neuen Autos. Viele fahren Auto, jeder fährt ein anderes, und wir sind längst technologisch nicht mehr auf dem Stand von vor 40 Jahren. Kaum jemand, außer vielleicht einigen Autoliebhabern, möchte heute mit einem Käfer Cabrio von 1976 den Berufsverkehr meistern. Sie fahren damit in die nächstbeste Werkstatt und bekommen eine ordentliche Rechnung präsentiert, weil die Kosten für die Besorgung der Sonder-Komponenten und die Arbeitszeit des Monteurs im Vergleich deutlich angestiegen sind. Jeder normale Haushalt schafft sich einen Wagen mit vergleichsweise niedrigem Verbrauch und basierend auf moderner Technik an.
Wieso übertragen wir dieses Verhalten nicht auf unsere großen Industrie- und Logistikhallen? Auf Liegenschaften, wo wir massenhaft Energie, CO2 und Kosten einsparen können? Lassen sie uns die Käfer Cabrios durch moderne Autos ersetzen.
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Herzliche Grüße
Nicolas von Wilcke und Team
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