LEDs: Auffällig kurzlebig

Ich war und bin, seit es sie gibt, ein großer Verfechter der LED-Beleuchtung.

Natürlich vor allem, weil eine 6W LED eine 60W Glühbirne ersetzen kann, ein enormes Stromsparpotential eben. Die Birnen waren leider anfangs sauteuer, sind mittlerweile allerdings in der Mitte der Gesellschaft – sprich im Aldi-Wühltisch – aufgetaucht. Zudem ist heute wirklich warmweißes Licht standard (auf der Verpackung nach Lichttemperatur kleiner gleich 2700K schauen, alles darüber ist unangenehm grell).

So eine LED ist, wenn man sie gut behandelt, nicht oder nur sehr schwer umzubringen. Entsprechend haben die Hersteller der ersten Strahler auch die Lebensdauer mit 50.000 Betriebsstunden beziffert. Das sind beinahe 6 Jahre Dauerleuchten, ich nehme deshalb an, man hat das draufgeschrieben, um irgendetwas draufzuschreiben, die besagten LED Leuchtmittel würden schließlich erst nächstes Jahr genug Zeit gehabt haben, so lange dauerzuleuchten.

Seit einer Weile beobachte ich schon, wie dieser Wert auf den Verpackungen langsam über 30.000 (3 ½ Jahre) auf den neuesten Tiefstand von 15.000 (1 2/3 Jahre) Betriebsstunden absackt. Da gab es ja mal eine Duku über das Lampenkartell. Es ist wieder da, mit einer gewollten Lebensdauerverkürzung auf ein Drittel, natürlich würde man sich selbst den Markt abgraben mit Leuchten, die unheimlich wenig Strom brauchen und noch dazu nie kaputt sind.

Wie stellt man es nun an, LED-Leuchten schnell zu zerstören? Am besten durch Überhitzung, schließlich werden auch (Power-)LEDs warm, die kleinen roten Leuchtpünktchen am Fernseher natürlich nicht, aber je mehr Leistung sie haben, desto mehr Strom fließt und als Ingenieur der Elektrotechnik sag ich frei von Fachtermini: Strom macht warm.

Im Lampensockel ist deshalb ein Kühlkörper integriert, der die Wärme gut genug abführt, so dass die LED selbst in ihrer Komfortzone unter 60°C vor sich hin leuchtet. Zwischen diesem Keramik-oder Alukühlkörper der das Gehäuse der „Birne“ bildet und dem Leuchtelement muss eine feste, gut wärmeleitende Verbindung bestehen, diese sollte günstigstenfalls verschraubt und mit sog. Wärmeleitpaste realisiert sein. Wichtig ist jedenfalls, dass die beiden Komponenten richtig fest aufeinandergedrückt werden um optimale Wärmeleitung zu ermöglichen.

Man könnte allerdings auch…?

Pfusch machen und die Schrauben oder Klemmen weglassen und eine minderwertige Wärmeleitpaste dazu nutzen, den Leuchtmittelträger mit dem Kühlkörper zu verkleben. Der Klebeeffekt der Paste ist allerdings minimal, über die Zeit löst sich die Verbindung immer mehr, das Lampeninnere wird immer heißer und das war’s dann mit der Langlebigkeit. Meine letzte verstorbene Leuchte, die immerhin mit 30.000h angegeben war und nach etwas Popelei ihr Innerstes Preis gab, hatte einen winzigen Klecks Wärmeleitpaste in der Mitte des LED-Trägers. Hier waren vielleich 20% der verfügbaren Fläche überhaupt wärmeleitend. Kein Wunder das sie dahinschied.

Beim Erstellen dieses Artikels habe ich mich noch ein wenig schlau gemacht, was die Lebensdauerprüfung dieser Lampen angeht. Alles hängt auch hier mit Temperatur zusammen, man prüft vereinfacht gesagt die Leuchten bei erhöhter Umgebungstemperatur. Eine Erhöhung derselben von 10°C halbiert die Lebenserwartung einer LED, eine exponentielle Abhängigkeit, mit Hilfe derer man also theoretisch 5,7 Jahre bei 20 °C zu etwa einem Monat Dauerleuchten bei 80°C „einschmelzen“ kann. Die LED wird dabei über die Zeit immer weniger Licht abgeben. Sind 70% der ursprünglichen Lichtausbeute erreicht, „stoppt“ man die Zeit.

 

"Wie lang soll'se denn halten, Chef?" Die Exponentialfunktion des Todes

„Wie lang soll’se denn halten, Chef?“
Die Exponentialfunktion des Todes

Hier haben wir eine Lebensdauerkurve von einem High Power Led-Typ. Zu erkennen ist, dass bei 60°C 50.000 Stunden zu erwarten sind und dieser Wert exponentiell mit steigender Temperatur abnimmt. Dreht man das Experiment um und verringert die Temperatur, dann sollten bei nur 40°C schon 200.000h (ca. 23 Jahre Dauerbetrieb) erreichbar sein, bei richtiger Kühlkörperdimensionierung sogar das Doppelte. Da haben wir sie, die ewig haltbare Lampe, die allen LEDs innewohnen könnte. Schade, dass es keiner macht…

Wie kann man sich dagegen wehren?

Einem risikofreudigen Mitmensch würde ich raten, die soeben erworbene Lampe auseinanderzubauen und ggf. eine Möglichkeit zu suchen, die Verbindung Kühlkörper-LED-Träger robuster zu gestalten. Teilweise habe ich Leuchten daheim, an denen sogar Schraubenlöcher vorhanden sind – ohne Schrauben! Oft wird es aber schwerer… Außerdem ist äußerste Vorsicht geboten, hier muss man an einem 230V Betriebsmittel „rumpfuschen“ und die Garantie ist dann natürlich auch erloschen.

Weniger Risiko?

In seltenen Fällen werden nach meiner Recherche noch Lampen mit bis zu 40.000h verkauft – die sind etwas teurer, aber empfehlenswerter.

Auch das Basteln einer kompletten Lampe mit einem High-Power-LED-Modul (da gibt es Unmengen in diversen Elektronikshops). Ich habe ein 10 W 14 V Modul auf einen alten CPU-Kühler gesetzt und nutze es gern als indirektes Leselicht. Ein solcher Eigenbau hat den Vorteil, dass man nicht auf die Birnenform mit 230V-Schraubfassung angewiesen ist und damit tausende Möglichkeiten der Formgestaltung hat. Ein 12V-Netzteil eines ausrangierten Druckers oder Routers bringt den nötigen Saft ohne die Gefahr eines Schlags und für die Wärmeabfuhr taugt im Zweifel das gesamte Lampengehäuse selbst- werdet kreativ.

Etwas hemdsärmelige Theorie zum Schluss:
Es wird überall die unhandliche Einheit Lumen (lm) für die Beleuchtungsstärke angegeben. Wer gerne einen genaueren Vergleich der Lichtausbeute als die Faustregel „10W Glühbirne entspricht 1W LED, 100W entspricht 10W“ anstellen möchte: 7,8lm entsprechen rechnerisch 1W Glühbirnenhelligkeit.

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blackengineer

blackengineerHier soll ich nun also Halbwahrheiten über mich verkünden: Es gab einmal den schönen Spruch "Wir sind die geworden, vor denen uns unsere Eltern immer gewarnt haben". Das trifft die Sache allerdings nicht unbedingt im Kern. Aber von vorn: Ich bin durch die Hölle gegangen, was in Fachkreisen auch "Studium der Elektrotechnik" heißt, und nun Ingenieur. Entgegen der landläufigen Meinung bin ich auch in der Lage, Dinge nicht ironisch auszudrücken (siehe letzter Satz), was aber für diesen Blog weitestgehend ignoriert werden darf. Das Studium fand in Dresden statt, wo ich auch meine Freundin Sarah fand, ohne die dieses Stück Internet nie entstanden wär. Ich bin ein vielinteressierter Geist und spiele gern mit Gedanken, Worten und... naja, hin und wieder auch gern Computer ;) Die Leidenschaft für alles, was mit Strom funktioniert, habe ich seit Kindesbeinen, was meinen Eltern sicher noch erschreckend bewusst sein dürfte, und da waren dichte beißende Lötdampfschwaden aus dem Keller, explodierende Kondensatoren vorm Frühstück und leidlich mit Tesafilm isolierte 230V-Stromkabelverbindungen (funktioniert bis heute!) noch harmlose Beispiele (man erinnere sich an den oben angebrachten Spruch) . Man ist mittlerweile professioneller geworden, stolzer Besitzer eines immer weiter wachsenden privaten Elektroniklabors und momentan - in Dublin: Der eigentliche Aufhänger für unseren Blog, wobei ich fürchte, dass dieser weiter wuchern wird, wenn wir im Dezember wieder deutschen Boden unter den Füßen haben. Was mache ich hier? Diese Frage wird ausführlich in den Artikeln dieser Site bearbeitet, nur kurz: Ich bin sowas wie die Geheimwaffe des Trinity Colleges für und gegen alle analogtechnischen Probleme und Entwicklungen. Eine letzte Frage sollte ich hier noch klären: WARUM DIESER NICK? ...Es begab sich, dass ich meine Hose wusch, und dieses kurzbeinige Exemplar schwarzer Baumwolle aus einem szeneeinschlägig bekannten Bekleidungsgeschäft trug diesen Namen. Klasse, dacht' ich mir, das passt zu dir – außerdem find' dich über Google keiner – dieser Nickname, das wird meiner.View all posts by blackengineer →

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