Lange Zeit galten Quecksilberdampf-Hochdrucklampen als energiesparendes Leuchtmittel bei der elektrischen Straßenbeleuchtung, waren diese aus energetischer Sicht doch wesentlich besser als Glühlampen. Mit der Entwicklung der LED Technik werden Leuchtmittel mit Quecksilberdampf aber immer weiter ersetzt. Das hat natürlich energetische Gründe.
Aber auch aus lichttechnischer Sicht ist die LED Technik überlegenen. Dies wird in diesem Beitrag mit dem Vergleich des Boden-Lux-Diagramms und der Lichtspektren gezeigt.
Verglichen werden eine herkömmliche Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (siehe Abb. 1 links) wie diese Tausendfach in der öffentlichen Straßenbeleuchtung eingesetzt wurde und eine LED-Lampe der Firma „Siteco“ (siehe Abb. 1 rechts). Von der benötigten Energie liegt der Wirkleistungsbezug bei der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen bei ca. 120 W und bei der LED-Lampe bei ungefähr 35 W.
Abb. 1: Prüflinge, Quecksilberdampflampe (links) und LED-Lampe (rechts)
Die Beleuchtungsstärke ist ein Maß der Helligkeit. Boden-ISO-Lux-Diagramme geben für eine feste Höhe einer Lampe die Beleuchtungsstärkeverteilung an. Dabei werden Messpunkte mit einander verbunden, die die gleiche Beleuchtungsstärke besitzen. ISO-Lux-Diagramme veranschaulichen sehr gut die Lichtcharakteristik einer Leuchte und ist eine gute Vergleichsbasis für die Beleuchtungsqualität.
Für die Messung wurden die Lampen auf 4,7 m Höhe aufgehängt und die Beleuchtungsstärke in einem Raster von 0,5 m auf dem Boden gemessen. Die Ergebnisse sind in Abb. 2 dargestellt. Die LED-Lampe weist ein weitaus „breitere“ Beleuchtungsstärke auf. Die Beleuchtung ist wesentlich besser, insbesondere bei größerer Entfernung.
Abb. 2: Boden-ISO-Lux-Diagramm einer Quecksilberdampflampe (links) und LED-Lampe (rechts)
Das Lichtspektrum wiederum ist ein Maß zur Farbwiedergabe. Die Lichtspektren der Prüflinge wurden mit einem Spektrometer USB 2000 von Ocean Optics aufgenommen. Bei der Interpretation von aufgenommenen Spektren muss unterschieden werden zwischen Mustern in der Spektrum-Kurve, die vom untersuchten Objekt stammen, und solchen, die durch die variable Lichtempfindlichkeit des Spektrometers über den erfassten Spektralbereich hinweg bedingt sind. Die spektrale Empfindlichkeit von verschiedenen Spektrometern ist unterschiedlich, was an den physikalischen Eigenschaften der Lichtempfindlichen Materialien der Detektoren liegt. Zur Ermittlung des spektralen Verlaufs der absoluten Lichtemission eines Objektes müssen also die vom Spektrometer gelieferten Messwerte entsprechend den Variationen der Lichtempfindlichkeit des Gerätes korrigiert werden. Nachfolgend sind die unkorrigierten Spektren der Quecksilberdampflampe (Abb. 3 links) und der LED-Lampe (Abb. 3 rechts) abgebildet.
Die Quecksilberdampflampe zeigt das typische Spektrum für diese Art Lampe: Hohe Intensitäten bei wenigen Wellenlängen, vor allem bei einer Wellenlänge von 545 nm.
Das Spektrum der LED erstreckt sich fast vollständig über den sichtbaren Bereich. Es gibt eine sehr gute Farbwiedergabe bei blauen, grünen und gelben Gegenständen. Die LED-Lampe ähnelt im Lichtspektrum somit weitaus mehr der Glühlampe, die allgemein als sehr angenehm empfunden wird.
Abb. 3: Unkorrigierte Lichtsprektren einer Quecksilberdampflampe (links) und LED-Lampe (rechts)
Diese kurzen Vergleiche zeigen, dass LED-Lampen den Quecksilberdampflampe nicht nur energetisch, sondern auch lichttechnisch überlegen sind.