Neue Lampe zum Wohlfühlen von der FH Aachen

(12.1.2016) Behaglichkeit, Gemütlichkeit und Wärme haben viel mit dem richtigen / passenden Licht zutun. Der Beleuchtungsmarkt wird aber immer stärker von LED-Leuchtmitteln dominiert, wenngleich auch viele Menschen dieses Licht als eher kalt und ungemütlich empfinden, stellt Prof. Dr. Holger Heuermann von der FH Aachen fest.  Gemeinsam mit den Doktoranden Stephan Holtrup und Christoph Schopp so­wie dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Ulrich Gräser hat er deshalb eine Technolo­gie entwickelt, die es erlauben soll, Leuchtmittel herzustellen, die die Vorteile der LEDs mit einem warmen, behaglichen Licht kombinieren.

In der guten alten Glühbirnenzeit war die Lichtwelt recht einfach: Verbraucher hatten eigentlich nur die Wahl, eine 60-, 75- oder 100-Watt-Birne in die Fassung ihrer Wohn­zimmerleuchte zu schrauben. Aber konventionelle Glühbirnen waren beachtliche Ener­giefresser - oder wissenschaftlich ausgedrückt:

• Der Effizienzgrad war mit etwa 10 Lumen/Watt aus heutiger Sicht enorm gering.
• Außerdem hatten Glühbirnen eine geringe Lebensdauer.

Die Leuchtmittelhersteller brachten mit der Zeit eine ganze Reihe von Verbesserun­gen auf den Markt - wie z.B. Halogenlampen, Gasentladungslampen (die sogenannten Energiesparlampen) oder LED-Lampen. Aber keine dieser Variante vermochte es, ener­giesparend zu sein und zugleich ein behagliches Licht abzugeben.

Marktführer sind inzwischen LED-Lampen. Sie gelten mit rund 100 Lumen/Watt als ef­fizient, sind vergleichsweise preiswert herzustellen und langlebig. Aber sie geben ein Lichtspektrum ab, das viele Menschen als unangenehm empfinden. Werden sie darüber hinaus als ein- oder mehrfache Punktstrahler eingesetzt, können auftretende Schat­ten als störend wahrgenommen werden.

Die neue Technologie, die am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik entwickelt worden ist, nutzt das Prinzip der Hochdrucklampen, das auch aus Beamern oder Xenonlampen bekannt ist: Elektrischer Strom fließt durch ein Gas und ionisiert es, wodurch ein Plasma in Form eines Lichtbogens erzeugt wird. Dieses wiederum gibt Licht ab. Das Neuartige an der Entwicklung der FH-Wissenschaftler ist, dass die Elek­trode und das Gas voneinander getrennt sind. „Dadurch erreichen wir eine sehr hohe Lebensdauer, weil der Verschleiß deutlich geringer ist“, verspricht Prof. Heuermann. Außerdem soll das Lichtsystem sehr effizient sein: Die Aachener Forscher geben für ihr Demonstrationsmodell eine Ausbeute von 135 Lumen/Watt an und sind damit in Bereiche vorgestoßen, die bisher den LED-Lampen vorbehalten waren. Und nicht zu­letzt kann die Zusammensetzung des Gases in der Lampe so gewählt werden, dass sie ein warmes, an altbekannte Glühbirnen erinnerndes Licht abgibt.

Das neue Lichtsystem ist eines der Resultate eines dreijährigen Forschungsprojekts am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, das im Rahmen des NRW-Programms „FH extra“ gefördert wurde. „Wir erzeugen das Plasma mit einer Frequenz von 2,45 Gigahertz“, erläutert Prof. Dr. Holger Heuermann und ergänzt: „Bei unserem Forschungsprojekt haben wir erstmals auch andere Frequenzbereiche getestet“. Vor allem die Ergebnisse bei 1,3 Gigahertz seien vielversprechend, sie sollen in zukünftige Entwicklungsprojekte in den Bereichen Licht, Medizintechnik und Automotive einflie­ßen. Die Forschungsarbeit und die Entwicklung der neuen Lichttechnologie war ein Gemeinschaftsprojekt der FH Aachen mit der Ruhr- Universität Bochum und dem Lichttechnischen Institut des Karlsruhe Institute of Technology.