Beleuchtung / LED – das Licht der Zukunft

Die Beleuchtungstechnik steht weltweit vor einem gravierenden Umbruch: In immer mehr Anwendungsbereichen werden klassische Leuchtmittel durch effiziente und leistungsfähige LEDs ersetzt. Wie keine andere Lichtquelle zuvor lässt sich die LED dank ihrer Halbleitertechnik mit den Kommunikations- und Steuerungsmöglichkeiten des Internet zusammenführen. Wesentlich für den erfolgreichen Übergang in das Zeitalter der LED ist neben der rasanten Fortentwicklung der Technologie vor allem der Abbau sozioökonomischer Barrieren, welche die Einführung der neuen Technik entscheidend verlangsamen können.

Gehäuseentwicklung für weiße Ultra High Brightness-LEDs mit Konverterfolien für Frontscheinwerfer. © Fraunhofer IZM, Berlin

Seit ihrer ersten Entdeckung in den 1960’er Jahren in den USA kommt die LED-Technologie in immer mehr Bereichen zur Anwendung. War die LED in ihren Anfängen vor allem ein Leuchtmittel für mobile und lichtschwache Applikationen, so finden sich moderne Leuchtdioden heute vom Automobil bis zur Straßenlaterne bereits in allen Bereichen des täglichen Lebens.

In den letzten Jahren war die Forschung an den Halbleiterlichtquellen dominiert von Effizienz- und Helligkeitssteigerungen der Komponenten.

Wie bei allen Haltleitertechnologien gilt auch für die LED eine Art Mooresches Gesetz: Über die letzten vierzig Jahre hat sich die Helligkeit einer LED alle zehn Jahre in etwa verzehnfacht. Ein Ende dieser Entwicklung ist aktuell noch nicht abzusehen. Für die Lichtindustrie stellt diese rasante Entwicklung einen wahren Paradigmenwechsel dar.

Wesentlich und notwendig für diese Innovationsdynamik waren, sind und bleiben eine eng vernetzte Forschungslandschaft und stetige Investitionen in Forschung und Entwicklung durch Politik und Wirtschaft. Hier setzen die Fördermaßnahmen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) an.

Durch die enormen Fortschritte der LED konnte eine Vielfalt von Anwendungsfeldern erobert werden. So folgte dem Einsatz in der Innenbeleuchtung im Automobil die Verwendung im Außenbereich, angefangen von den Bremsleuchten bis hin zu Frontscheinwerfern basierend auf weißen LEDs. Derzeit erobert die LED auch die Allgemeinbeleuchtung.

Neues Licht, neue Funktionalitäten

Neben der Forderung höchster Energieeffizienz stehen bei der Neuausrichtung des Lichtmarktes auch neue Funktionalitäten und die gezielte Nutzung und Steuerung der Wirkung des Lichtes auf den Organismus im Vordergrund.

Die Beleuchtung von morgen wird nicht durch einzelne Lampen bestimmt, der Trend geht vielmehr hin zu intelligenten Lichtlösungen, die die Energieeffizienz optimieren und hohe Funktionalität ermöglichen.

So bieten neue LED-Systeme beispielsweise für die Automobilindustrie ein enormes Innovationspotenzial: Kamera- oder sensorunterstützte, intelligente Beleuchtungssysteme sehen tiefer in die Nacht, reagieren intelligent auf Kurvenfahrten, führen das Licht mit oder passen die Beleuchtungsstärke gezielt an die Verkehrs- und Wettersituation an. Die Vision des völlig blendfreien Fernlichts als Teil eines integralen Fahrzeug-Sicherheitskonzepts wird greifbar.

Was bisher fehlt, ist die Ausnutzung der spezifischen Eigenschaften des Halbleiterlichts: die Möglichkeit, Helligkeit, Lichtfarbe und Lichtrichtung zu steuern und damit die Beleuchtung individuell auf den Nutzer oder die Applikation zuzuschneiden.

So können ganz neue Funktionalitäten wie z. B. Stimmungsaufhellung durch die Raumbeleuchtung erreicht werden.

Dabei stehen drei Herausforderungen bei der Weiterentwicklung der LED im Mittelpunkt:

  • die Vernetzung von Lichtpunkten und Beleuchtungsanlagen mit dem Betreiber/Anwender,
  • die Berücksichtigung individueller Bedürfnisse und
  • die Erforschung der Wirkung von Licht auf den menschlichen Körper, um so optimal auf den circadianen Zyklus des Menschen, d.h. die innere Steuerung des Tag-Nach-Rhythmuss, abgestimmte Beleuchtungskonzepte entwickeln zu können.

Neue Standards gefragt

Neues Licht und neue Lichtanwendungen benötigen darüber hinaus neue Standards zur Beschreibung der technischen und physiologischen Eigenschaften.

LEDs unterscheiden sich signifikant von den klassischen Leuchtmitteln. Entsprechend müssen auch die Grundsätze, nach denen Licht sowie die Wahrnehmung und Wirkung von Licht beschrieben wird, verstanden und neu definiert werden.

Dieser Aufgabe widmet sich die LED-Leitmarktinitiative. Ziel der Initiative ist es, eine breite Markteinführung der LED in Deutschland zu unterstützen und die Akzeptanz des neuen Lichtes zu erhöhen.

Im Rahmen der Initiative wurde im Mai 2009 der bundesweite Wettbewerb „Kommunen in neuem Licht“ ausgerufen. Die Ergebnisse und Erfahrungen aus den zehn beispielhaften Demonstrationsprojekten sollen weiteren Anwendern als Orientierungshilfe bei der Planung und Umsetzung zukünftiger LED-Projekte dienen.

Leuchtdioden (LED) - Nachrichten

Hier finden Sie alle Nachrichten rund um den Förderschwerpunkt "Leuchtdioden (LED)". -> mehr

Fördermaßnahme
Intelligente Beleuchtung

Die Schwerpunkte der Förderung liegen im Bereich von optischen Systemen und ihrer Vernetzung, Elektronik und Steuerungsaspekten des Systems und ihrer Vernetzung sowie Forschungsarbeiten zur Wahrnehmung und Wirkung von Licht auf den Menschen.-> mehr

Fördermaßnahme
LED-Leitmarktinitiative - der Innovation den Weg bereiten

Ein breiter Einsatz der LED-Technologie vereint Umweltschutz, finanzielle Einsparmöglichkeiten und bessere Lichtqualität. Um die bevorstehende, breite Markteinführung der LED (Leuchtdioden) in Deutschland zu unterstützen und die Diffusionshemmnisse zu überwinden, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die LED-Leitmarktinitiative ins Leben gerufen. -> mehr

Wie funktioniert eine LED?

LEDs sind sehr effiziente Lichtquellen. Mit einer Lichtausbeute von bereits heute 100 Lumen pro Watt (lm/W) sind sie den Glühlampen (ca. 10 lm/W) und den Halogenlampen (ca. 20 lm/W) deutlich überlegen. -> mehr

Abgeschlossene Fördermaßnahmen

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