Leute,
Ein wichtiges Element der Energieunabhängigkeit der USA ist die Reduzierung des Energieverbrauchs für die Beleuchtung. Während die Glühlampe zu ihrer Zeit eine der größten Erfindungen aller Zeiten war, ist sie extrem energieineffizient. Studien zeigen, dass 19 % des gesamten Stroms für elektrische Beleuchtung verbraucht wird. Bis zu 90 % der Energie, die für den Betrieb von Glühbirnen verwendet wird, erzeugt Wärme und nicht Licht. Diese zusätzliche Wärme kann zu einem noch höheren Stromverbrauch führen, da in warmen Klimazonen möglicherweise mehr Klimaanlagen benötigt werden, um Büros und Wohnungen kühl zu halten.
LED-Leuchten versprechen, einen wesentlichen Beitrag zur Lösung dieses Energieproblems zu leisten. Sie erzeugen etwa 100 Lumen pro Watt elektrischer Energie im Vergleich zu 15 Lumen pro Watt bei Glühlampenlicht. Dieser Vorteil der mehr als sechsfachen Energieeffizienz ist nicht die einzige Stärke der LED: Sie halten etwa 30.000 Stunden, 30 Mal länger als Glühlampen mit 1.000 Stunden.
Nachteilig ist, dass LED-Leuchten derzeit teurer sind und das Licht einer LED gerichtet ist, so dass das Design der Glühbirne eine Herausforderung darstellt (die jedoch recht gut gemeistert wurde). Siehe Abbildung 1. Außerdem empfinden viele das blau-weiße Licht der LED als etwas grell.
Abbildung 1. Obwohl das Licht von LEDs sehr gerichtet ist, bilden Designs wie dieses das ungerichtete Licht einer Standard-Glühlampe nach.
Die Preise für LED-Leuchten sinken rapide, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis LEDs in einer Vielzahl von Farbtemperaturen erhältlich sein werden, die angenehmere weiße Lichtfarben erzeugen. Diese Aspekte der LED-Beleuchtung wurden bereits ausführlich erörtert.
Es gibt keine LED für weißes Licht. Um weißes Licht zu erzeugen, werden häufig rote, grüne und blaue LEDs zusammen verwendet, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2. Um weißes Licht zu erzeugen, wird häufig das Licht von roten, grünen und blauen LEDs gemischt.
Diese einfarbigen LEDs enthalten Indium und Gallium in Halbleitermaterialien wie Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid, Indium-Gallium-Nitrid und anderen Indium- oder Gallium-Halbleiterverbindungen, um ihr Licht zu erzeugen.
Von den roten, grünen und blauen LEDs war die Herstellung der blauen LED die größte Herausforderung - viele hielten sie für unmöglich. Ohne die blaue LED wäre es eine Herausforderung, effizientes weißes LED-Licht zu erzeugen. Anfang der 1990er Jahre ermöglichte die Arbeit von Shuji Nakamura, Isamu Akasaki und Hiroshi Amano jedoch die Herstellung hocheffizienter blauer LEDs. Für diese Arbeit erhielten sie 2014 den Nobelpreis für Physik "für die Erfindung effizienter blauer Leuchtdioden, die helle und energiesparende weiße Lichtquellen ermöglicht haben."
Wenn Sie also die LED-Beleuchtungsrevolution beobachten, denken Sie daran, dass Gallium und Indium eine entscheidende Rolle dabei spielen, Ihren Tag ein wenig heller zu machen und gleichzeitig enorme Mengen an Energie zu sparen.
Zum Wohl,
Dr. Ron
