Wie wird die Helligkeit von Lampen gemessen?
Gemessen wird der Lichtstrom beziehungsweise die Strahlungsleistung, also die Helligkeit eines Leuchtmittels, mit einer sogenannten Ulbricht-Kugel. Dafür bringt man die Lichtquelle in der Mitte der Kugel an. Anschließend wird der von der Leuchte abgegebene Lichtstrom von der Innenfläche der Kugel reflektiert. Der direkt abgegebene und der reflektierte Lichtstrom ergeben dann in der Summe den gesamten Lichtstrom. Dieser wird dann mit Hilfe eines Photometers gemessen und in Lumen angegeben.
Diese Messmethode hat den Vorteil, dass die Abstrahlcharakteristik einer Leuchte, also wo die Leuchte mehr oder weniger Licht abgibt, keine Rolle spielt: Der indirekte Lichtstrom verteilt sich gleichmäßig und erzeugt so überall die gleiche Beleuchtungsstärke. So werden Messfehler aufgrund einer abweichenden Abstrahlcharakteristik verhindert.
Wodurch entsteht ein Lichtstromrückgang?
Die Lebensdauer einer LED hängt von vielen Faktoren ab – weit mehr als nur von der Betriebszeit:
- LED-Leuchtmittel bzw. LED-Chips setzen sich aus sogenannten Halbleiterkristallen zusammen. Trotz sorgsamer Herstellungsverfahren ist es technisch nicht möglich, völlig reine Kristalle zu erzeugen, sodass an einigen Stellen Verunreinigungen auftreten. Im Laufe der fortschreitenden Nutzung der LED-Lampe entstehen höhere Temperaturen, welche die besagten Stellen nicht ohne weiteres überstehen können. Damit beginnt die unvermeidbare Degradation der LEDs.
- LEDs sind zwar sehr effizient, doch sie erzeugen trotz geringem Energieverbrauch eine gewisse Abwärme – insbesondere im Bereich des Halbleiter-Chips. Je höher die Betriebstemperatur, desto stärker wirken sich thermische Prozesse negativ auf die Zuverlässigkeit und Lichtqualität aus. Wird diese Wärme nicht ausreichend abgeführt, beschleunigt sich der Rückgang des Lichtstroms erheblich.
Lebensdauer von LEDs ist beeinflussbar
Die Auswirkungen thermischer, elektrischer und umgebungsbedingter Einflüsse auf die Degradation von LEDs sind messbar – und mit dem richtigen Betrieb auch kontrollierbar unter folgenden Voraussetzungen:
- Thermomanagement: Aluminiumkörper oder spezielle Kühlrippen helfen, die entstehende Hitze effizient abzuleiten. Dabei spielen sowohl das Design der Leuchte als auch das Material des Gehäuses eine Rolle.
- Umgebungstemperatur: In warmen oder schlecht belüfteten Umgebungen verschlechtert sich die Wärmeabfuhr, was die Degradation der LED beschleunigt.
- Wartungsfaktoren: Diese beschreiben, wie stark eine Lichtanlage gewartet oder die Lichtleistung über Jahre nachgeregelt werden muss, um bestimmte Beleuchtungsstärken dauerhaft sicherzustellen.
- Rolle des Treibers: Ein qualitativ hochwertiger Treiber sorgt für einen konstanten Stromfluss und schützt die LED vor Spannungsspitzen. Billige oder ungeeignete Treiber hingegen können Ausfälle begünstigen oder den Degradationsprozess beschleunigen. Besonders bei dimmbaren Leuchten ist die Kompatibilität zwischen Dimmer und Treiber ausschlaggebend für einen stabilen Betrieb.
