Re: Interessante Seite zum Thema LED und Solar!
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Geschrieben von Tiemo am 03. Januar 2011 01:20:33:
Als Antwort auf: Re: Interessante Seite zum Thema LED und Solar! geschrieben von Uwe FDS am 02. Januar 2011 18:55:52:
Hi Uwe!
>Ganz anders bei LED, da gilt diese direkte Abhängigekeit nicht. Da ist das Wirkungsprinzip anderer Art: Regt man ein Molekül elektrisch an, dann fällt es kurz danach wieder auf sein altes Niveau zurück und emittiert die Energie dabei als elektromagnetische Strahlung. Und die Wellenlänge ist abhängig davon, welches Niveau der angeregte und der nicht-angeregte Zustand haben.
Es gibt verschiedene LED-Systeme, welche ohne und welche mit Leuchtstoffen:
Bei LEDs ohne Leuchtstoffe wird im Chip die abgestrahlte Wellenlänge erzeugt, sie hängt vom Bandabstand zwischen Leiterband und Nichtleiterband des verwendeten Halbleiters ab. Das sind die traditionellen LEDs, die es mittlerweile in Infrarot, Rot, Gelb, Amber, Grün, Blau, Violett und Ultraviolett gibt.Die Systeme mit Leuchtstoffen sind solche LEDs, die du beschreibst. Bei ihnen strahlt ein Chip zumeist blaues Licht aus, das auf einen Leuchtstoff, ähnlich dem in einer Leuchtstoffröhre, fällt und diesen zum Leuchten anregt. Im Fall der weißen LED wird beispielsweise ein blau strahlender Chip hoher Effizienz verwendet, der auf einen gelben Leuchtstoff strahlt, der im Reflektor der LED angebracht ist. Das Mischungsverhältnis wird so eingestellt, dass das Auge eine Art Weiß wahrnimmt, das aber sehr kalt wirkt und rote Gegenstände zu dunkel erscheinen lässt, weil diese Spektralfarbe im Leuchtstoff unterrepräsentiert ist. Leuchtet man mit einer solchen LED sehr nahe ein weißes Blatt Papier an, erkennt man die beiden Farbkomponenten, das Blau eher im Zentrum und das Gelb eher in der Peripherie des Leuchtkegels. Auch wenn man eine weiße LED anleuchtet, kann man den gelben Leuchtstoff gut erkennen.
>Um verschiedene Farben zu erzeugen, braucht man verschiedene Materialien. Weiß ist eine Mischung aller Farben. Um eine weiße LED zu machen, kann man nun eine rote, grüne und blaue LED in einer Einheit kombinieren. Ein anderer Weg ist, mit nur einem Stoff zu arbeiten und in der LED einen Leuchtstoff unterzubringen, der von der (mglw. nicht sichtbaren!) LED-Strahlung angeregt wird.
Solche Dreifarb-LEDs gibt es wirklich, sie bieten einen wesentlich größeren "Farbraum" und man kann den Farbton des abgestrahlten Lichts durch Einzelansteuerung der Komponenten individuell anpassen (Farbwechsler). Sie sind aber teuer (schließlich sind aufgrund der nötigen unterschiedlichen Halbleiter drei getrennte Chip-Systeme pro LED enthalten) und haben auch nicht den Wirkungsgrad kaltweißer LEDs.
>Bei weißen LED ist so eine Grundregel, kaltweiße LED haben einen schlechteren Wirkungsgrad als warmweiße. Brund dafür dürfte die relativ niedrige Empfindlichkeit das Auges für blau sein.
Das stimmt nicht, die kaltweißen LEDs haben einen höheren Wirkungsgrad. Bei den warmweißen kommt ein Mehrbanden-Leuchtstoff zum Einsatz, der zwar angenehmere Lichttemperaturen erzeugt, aber leider einen etwas geringeren Wirkungsgrad hat.
>>Das zweite Problem ist die gerige Lichtstreuung, d.h. LEDs haben immer Spot-Charakter und sind nicht geeignet, um Räume auszuleuchten. Ich lasse mich da gerne eines besseren belehren, aber bislang kenne ich da nichts zufriedenstellendes.
>Die fertigen LED-Produkte haben das vielleicht, die LED selber von Haus aus nicht. Nimm mal aus einer LED-Taschenlampe den LED-Chip raus und bestrome in.Meist ist der Reflektor unlösbar in die LED integriert und bildet den elektrischen Anschluss, auf den der Chip aufgeklebt ist. Vom anderen Anschluss aus führt dann ein Bond-Draht auf die Chipoberfläche. Aber auch der Chip selbst hat nicht die Rundum-Charakteristik einer Glühlampe, sondern leuchtet vorwiegend in eine Richtung. Insofern hat die LED doch von Haus aus eine Richt-Charakteristik.
Inzwischen wurden aber LED-Gehäuse entwickelt, die anstelle der halbrunden Linse eine kegelige Bohrung vorne haben, an der durch Reflektion ein Teil des Lichtes zu den Seiten hin umgelenkt wird. Leider sind die noch ziemlich teuer, obwohl es eigentlich nichts Besonderes ist und schon von so manchem Weihnachtsbaum strahlt.>Wer seinen kompletten LT innen stromsparend ausleuchten will, wird das wohl weiterhin mit Leuchtstofflampen tun oder viel Geld ausgeben müssen.
Inzwischen sind die LEDs knapp an den Leuchtstoff-Lampen vorbei gezogen. Diese hatten auch nur im Neuzustand und wenn man den Spannungswandler nicht mitrechnete einen besseren Wirkungsgrad. Im Betrieb schwärzen sich die Glasröhren nämlich durch von den Elektroden durch die Ionen abgelöste Metallpartikel. LEDs dagegen bleiben wesentlich länger hell, sie haben oft eine Halbwertszeit von ca. 100 Jahren (dh. nach dieser Zeit leuchtet die LED bei Standard-Bestromung noch mit der Hälfte ihrer ursprünglichen Lichtintensität).
Allerdings muss man bei Betrieb im KFZ bestimmte Dinge beachten: Die Hochleistungs-LEDs vertragen nicht mehr so große kurzzeitige Leistungsspitzen wie frühere LED-Generationen. Oft darf nur der 8-fache Spitzenstrom fließen wie im Dauerbetrieb. Außerdem mögen LEDs überhaupt nicht irgendwelche Spannungsspitzen falscher Polarität, wie sie besonders im Primitiv-KFZ wie dem LT durch Induktionswirkung beim Schalten von großen Strömen mit mechanischen Kontakten vorkommen. Meist ist die mximale Sperrspannung von LEDs mit 5V angegeben. Daher sollte, falls LEDs einfach über Vorwiderstände mit dem Bordnetz verbunden werden, prinzipiell eine Antiparallel-Diode zur LED verschaltet werden oder ein Brückengleichrichter vor der LED-Schaltung vorgesehen werden, sonst sind die LEDs oft nach Minuten schon tot (selbst getestet im Lichtschalter des LT). Der Brückengleichrichter ist insbesondere bei LED-Schaltungen sinnvoll, die Glühlampen ersetzen sollen, bei denen die Polung nicht definiert ist.Gruß,
Tiemo
- Re: Interessante Seite zum Thema LED und Solar! tommi aus Schwerte 03.01.2011 02:26 (0)
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