Vor- und Nachteile von LED
Vorteile
Effizienz:Im Vergleich zu herkömmlichen Glühbirnen erzeugen LEDs mehr Lumen pro Watt. Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen oder -röhren wird die Wirksamkeit von LED-Beleuchtungsgeräten nicht von Form und Größe beeinflusst.
Farbton: Im Gegensatz zu herkömmlichen Beleuchtungstechniken können LEDs ohne Verwendung von Farbfiltern Licht im gewünschten Farbton emittieren. Dies kann zu geringeren Anfangskosten führen und ist effektiver.
Größe:LEDs lassen sich einfach an Leiterplatten anschließen und können so klein wie 2 mm2 hergestellt werden.
LEDs schalten sehr schnell ein und aus. In weniger als einer Mikrosekunde erreicht eine standardmäßige rote Anzeige-LED ihre maximale Leuchtkraft. Noch schnellere Reaktionszeiten sind mit LEDs möglich, die in Netzwerkgeräten verwendet werden.
Radfahren:Im Gegensatz zu Glüh- und Leuchtstofflampen, die bei häufigem Ein- und Ausschalten schneller kaputt gehen, und Hochdruckentladungslampen (HID-Lampen), deren Wiederaufnahme eine Weile dauert, eignen sich LEDs perfekt für Anwendungen, die häufigen Ein-Aus-Zyklen ausgesetzt sind.
LEDs lassen sich sehr einfach reduzieren, entweder durch Reduzierung des Durchlassstroms oder durch Pulsweitenmodulation. Auf Videos oder von einigen Personen gesehen, scheinen LED-Leuchten, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer, aufgrund dieser Pulsweitenmodulation zu flackern oder zu blinken. Diese Art von Bild ist stroboskopisch.
Kühles Licht:Im Gegensatz zu den meisten Lichtquellen geben LEDs nur sehr wenig Wärme in Form von Infrarotstrahlung ab, die empfindlichen Gegenständen oder Textilien schaden kann. Verschwendete Energie wird durch die Basis der LED als Wärme freigesetzt. LEDs fallen normalerweise langsam aus und werden im Laufe der Zeit dunkler, im Gegensatz zum plötzlichen Ausfall von Glühlampen.
Leben:Die nutzbare Lebensdauer einer LED kann ziemlich lang sein. Die Nutzungsdauer beträgt nach einer Darstellung zwischen 35,000 und 50,000 Stunden, wobei sich die Zeit bis zum Totalausfall verlängern kann. Je nach Nutzungsbedingungen sind Leuchtstoffröhren normalerweise für 10,000 bis 15,000 Betriebsstunden ausgelegt, während Glühlampen für 1,000 bis 2,{ {11 Stunden. Laut einer Reihe von DOE-Demos wird die Amortisationszeit für ein LED-Produkt in erster Linie durch verringerte Wartungskosten aufgrund dieser erhöhten Lebensdauer beeinflusst, nicht durch Energieeinsparungen.
Stoßfestigkeit:Im Gegensatz zu empfindlichen Leuchtstofflampen und Glühlampen können LEDs Stößen von außen standhalten, da es sich um Festkörperkomponenten handelt.
Fokus:Der robuste Behälter der LED kann dazu gebracht werden, sein Licht zu lenken. Um Licht von Glüh- und Leuchtstoffquellen zu sammeln und in eine nützliche Richtung zu lenken, wird häufig ein externer Reflektor benötigt. Optiken mit totaler interner Reflexion (TIR) werden häufig verwendet, um das gleiche Ergebnis für größere LED-Pakete zu erzielen. Wenn jedoch große Lichtmengen erforderlich sind, werden typischerweise zahlreiche Lichtquellen verwendet, die schwierig zu konzentrieren oder auf dasselbe Ziel zu kollidieren sind.
Nachteile
Hohe Einstiegskosten:Im Vergleich zu den meisten herkömmlichen Beleuchtungstechnologien sind LEDs derzeit teurer (Preis pro Lumen). Der Preis pro Kilolumen (tausend Lichter) lag 2012 bei etwa 6 US-Dollar. Bis 2013 wurde prognostiziert, dass die Kosten 2 US-Dollar pro Kilolumen betragen würden. Seit März 2014 behauptet mindestens ein Hersteller, 1 US-Dollar pro Kilolumen erreicht zu haben. Die vergleichsweise geringe Lichtleistung, die erforderlichen Treiberschaltungen und Stromquellen tragen alle zu den zusätzlichen Kosten bei.
Temperaturabhängigkeit:Die Umgebungstemperatur des Arbeitsbereichs oder die Eigenschaften des „Wärmemanagements“ haben einen großen Einfluss auf die LED-Leistung. Wenn eine LED in einer heißen Umgebung übersteuert wird, kann das LED-Modul überhitzen, was letztendlich zu einer Fehlfunktion des Geräts führen kann. Für eine lange Lebensdauer ist ein ausreichender Kühlkörper erforderlich. Dies ist entscheidend für Anwendungen in der Automobil-, Medizin- und Verteidigungsindustrie, wo Geräte bei einer Vielzahl von Temperaturen funktionieren und niedrige Ausfallraten haben müssen. Mit einem Arbeitstemperaturbereich von -40 bis 100 Grad hat Toshiba LEDs entwickelt, die sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich in Leuchten wie Lampen, Deckenbeleuchtung, Straßenlaternen und Flutlichtern geeignet sind.
Spannungsempfindlichkeit:LEDs benötigen eine Spannungsversorgung, die höher als die Cutoff ist, und einen Strom, der niedriger als die Spezifikation ist. Eine geringfügige Verschiebung der angelegten Spannung verursacht erhebliche Änderungen des Stroms und der Lebensdauer. Sie brauchen also eine Quelle, die durch Strom gesteuert wird. (normalerweise nur ein Vorwiderstand für Anzeige-LEDs).
Lichtqualität:Im Vergleich zu einer dunklen Körperheizung, wie z. B. der Sonne oder einer Glühlampe, haben die meisten kaltweißen LEDs sehr unterschiedliche Wellenlängen. Aufgrund der Metamerie werden rote Oberflächen von normalen kaltweißen LEDs auf Phosphorbasis besonders schlecht dargestellt, wodurch die Farbe von Objekten unter kaltweißer LED-Beleuchtung anders wahrgenommen wird als unter Sonnenlicht oder Glühlampen. Im Vergleich zu modernen weißen LEDs ist die Farbwiedergabe von gewöhnlichen Leuchtstofflampen jedoch häufig unterdurchschnittlich.
Flächenlichtquelle:Einzelne LEDs erzeugen eine lambertsche Lichtverteilung statt einer kreisförmigen Lichtverteilung, die von einer einzelnen Lichtquelle stammt. Folglich ist es eine Herausforderung, LEDs für Anwendungen einzusetzen, die ein kugelförmiges Lichtfeld erfordern; jedoch können bestimmte Lichtfelder durch die Verwendung verschiedener Optiken oder "Linsen" gesteuert werden. Eine Divergenz unter ein paar Grad kann von LEDs nicht erzeugt werden. Im Vergleich dazu können Laser Strahlen erzeugen, die um nicht mehr als 0,2 Grad divergieren.
Elektrische Polarität:LEDs leuchten nur mit der richtigen elektrischen Polarität, im Gegensatz zu Glühlampen, die unabhängig von der elektrischen Polarität leuchten. Gleichrichter können verwendet werden, um die Polarität der Quelle sofort an LED-Anzeigen anzupassen.
Blaue Gefahr:Gemäß Augensicherheitsstandards wie ANSI/IESNA RP-27.1-05: Recommended Practice for Photobiological Safety for Lamp and Lamp Systems können blaue LEDs und kaltweiße LEDs jetzt mehr blaues Licht emittieren als sicher ist menschliche Augen.
Blaulichtverschmutzung:Aufgrund der starken Wellenlängenabhängigkeit der Rayleigh-Streuung können kaltweiße LEDs mehr Lichtverschmutzung als andere Lichtquellen erzeugen, da sie proportional mehr blaues Licht emittieren als herkömmliche Lichtquellen für den Außenbereich wie Natriumdampf-Hochdrucklampen. IDA rät davon ab, weiße Lichtquellen mit zugehörigen Farbtemperaturen über 3,000 K zu verwenden.
Effizienzabfall:Wenn der elektrische Strom erhöht wird, nimmt die LED-Effizienz ab. Höhere Ströme führen auch zu einer stärkeren Erwärmung, was die Lebensdauer der LED verringert. Der Strom, der bei Hochleistungsanwendungen durch eine LED fließen kann, wird durch diese Effekte praktisch eingeschränkt.
Wirkung auf Insekten:Im Vergleich zu Natriumdampflampen sind LEDs viel anziehender für Insekten, was die hypothetische Sorge aufkommen lässt, dass dies zu einer Unterbrechung der Nahrungsnetze führen könnte.
Verwendung bei kaltem Wetter:Da LED-Ampeln nicht so viel Wärme erzeugen wie herkömmliche elektrische Lichter, kann Schnee sie verdecken und Pannen verursachen.
