Was steckt hinter der Effizienzsteigerung bei LED-Beleuchtung?
Nennen Sie in 30 Sekunden 10 Gartenbaubeleuchtungslieferanten – das ist doch nicht allzu schwierig, oder? Als wichtiger Akteur in der LED-Entwicklung hat ams OSRAM in der gesamten Branche große Effizienzsteigerungen vorangetrieben. Thomas Grebner blickt auf ein Jahrzehnt voller Fortschritte in der LED-Technologie zurück.
Mit einer mehr als hundertjährigen Geschichte im Beleuchtungsgeschäft erstreckt sich die Geschichte von ams OSRAM auf dem Gewächshausmarkt nur über ein Jahrzehnt und hat ihren Ursprung in der Bereitstellung hyperroter LEDs für verschiedene Branchen. Die hohen Standards, die in der Gartenbauindustrie erforderlich sind, haben dabei geholfen Mit der Erfahrung in Branchen wie Laser-, Automobil-, Bühnen-, Straßen- und Innenbeleuchtung weitete ams OSRAM seine Aktivitäten auf den Gartenbaumarkt aus kleiner Kundenstamm, der an das Produkt glaubte. „Sobald die LEDs die Wirksamkeit von HPS erreichten, nahm ihre Beliebtheit weiter zu“, sagt Thomas. „Ein HPS erreicht 2,1 µmol/Joule im Vergleich zu einer Wirksamkeit von 4 µmol/Joule bei LEDs, was bedeutete, dass Züchter ihren Energieverbrauch um 50 % reduzieren konnten.“ Mit jedem Schritt wuchs der Druck auf den HPS-Markt und der LED-Gartenbaumarkt wuchs von Jahr zu Jahr.“
Bei der Diskussion der LED-Wirksamkeit, oft auch Effizienz genannt, geht es darum, sicherzustellen, dass der Großteil der von den LEDs verbrauchten Energie in Licht umgewandelt wird. Hinter kontinuierlichen Verbesserungen verbergen sich Schlüsselkomponenten: Als Herz dient der in Deutschland produzierte LED-Chip, ein winziger Halbleiter, der Licht aussendet, wenn Strom durchfließt. Die Materialien des Chips bestimmen die Farbe des Lichts. Hinzu kommt die Linse, die den Chip schützt und den Lichtstrahl formt. ams OSRAM bietet fünf LED-Farben für Gartenbauanwendungen an (Hyperrot, Tiefblau, Dunkelrot, Rot und Horti-Weiß), die laut Thomas 99 % der Gartenbauanwendungen abdecken.
Die Produktion der Chips erfolgt in Deutschland, was laut Thomas in einem von globalen Unsicherheiten geprägten Umfeld von entscheidender Bedeutung ist. „Das stellt sicher, dass wir unabhängig von geopolitischen Zöllen oder Gebühren sind.“ Eigene Forschung und Entwicklung sowie Produktion halten uns hinsichtlich Entwicklungen und Innovationen dynamisch.“
Zu den jüngsten Entwicklungen gehört die Einführung des OSCONIQ® P 3737, das als Oberlicht, als Zwischenbeleuchtung, als alleinige Beleuchtung oder als Beleuchtung in vertikalen Landwirtschaftsanwendungen verwendet werden kann. Der in fünf Farben erhältliche OSCONIQ® P 3737 erreicht eine Wirksamkeit von 4,59 µmol/J % im Hyperrot bei 700 mA Antriebsstrom. Dies ist eine Verbesserung um 11 % gegenüber früheren Generationen, die einen Wirkungsgrad von 74 % hatten, und ermöglicht es Herstellern von Vorrichtungen, ihre Produkte neu zu gestalten, um 6,13 µmol/s zu erreichen. „Es gibt keine LED mit einer solchen Wirksamkeit auf dem Markt“, sagt Thomas. Der Einsatz der Technologie in einer Leuchte wird die Energiekosten in einem Gewächshaus erheblich senken. „Ebenso wichtig sind die umfangreichen Stress- und Qualitätstests, die wir durchgeführt haben.“ um sicherzustellen, dass diese Werte über die gesamte Lebensdauer erhalten bleiben: Laut LM80-Testdaten liefert die LED auch nach 102.000 Betriebsstunden noch 90 % ihrer ursprünglichen Lichtleistung.
Obwohl die Produktdesigns geheim und IP-geschützt sind, kann Thomas einige Entwicklungen verraten, die ams OSRAM zu höheren Effizienzen führen. „Wir haben uns zum Beispiel darauf konzentriert, die Optik der Komponenten zu verbessern – Lichtverluste in der Linse zu reduzieren und die Chip-Technologie zu verbessern“, sagt er. In Bezug auf die Chiptechnologie stellt ams OSRAM sicher, dass seine Chips Licht in eine einzige Richtung abstrahlen, sodass keine Reflektoren im Gehäuse erforderlich sind. „Manchmal sehen wir das bei Blue-Chips: Sie strahlen Licht in fünf verschiedene Richtungen ab und erfordern Reflektoren. Mit zunehmendem Alter der Verpackung werden die Reflektoren jedoch schlechter. Mit unserer Technologie vermeiden wir dieses Problem vollständig.“