e³-Plasmalampen für Gebäude
Die e³-Plasmalampe ist eine energieeffiziente Weiterentwicklung der Kaltkathodenlampen. Sie liefert bei gleichem Energieverbrauch eine bis zu zwölfmal höhere Helligkeit als eine Glühlampe. Die nur rund 3mm dünnen e³-Röhren sind seit rund 15 Jahren in Fahrzeug- und Industriedisplays sowie Geldautomaten rund um den Globus im Einsatz. Jetzt bietet die Herstellerfirma Global LightZ ihre patentierten Lampen auch für die Gebäudebeleuchtung an.
Das komplexe Funktionsprinzip der e³-Technologie (energy efficient excitation = energieeffiziente Anregung) basiert auf der Ionisierung verdampfter bzw. gasförmiger Teilchen zur gesteuerten temporär stabilen Clusterbildung. Durch entsprechende Kontrolle der Vorgänge bilden sich kurzzeitig stabile Cluster (Exciplexe), die ultraviolettes, sichtbares und/oder infrarotes Licht erzeugen. Eine entsprechende Kombination daraus ergibt das gewünschte Lichtspektrum (Lichtfarbe). Zudem erzeugen die Plasmaprozesse noch eine kleine Menge an extrem langwelligem Licht, das zur Regelung und Steuerung des gesamten Systems benötigt wird. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung entsteht ein elektrisches Feld, das Elektronen und Elementarteilchen (Ionen, Atome, Moleküle) innerhalb der Glasröhre beschleunigt – was zwangsläufig zu Kollisionen führt, bei denen dann verschiedene, genau gesteuerte quantenphysikalische Prozesse stattfinden. Die hierbei ausgesendeten Elektronen (Photonen) werden in der Keramikschicht sortiert und aufbereitet und verlassen dann das Glasröhrchen als das gewünschte Lichtspektrum. Um recht einfach eine stabile Ionisation zu erreichen, werden als Füllgas Edelgase genutzt. Je nach der Zusammenstellung der beteiligten Komponenten lassen sich unterschiedliche Arten von Clustern und damit unterschiedliche Emissionen der beteiligten Elementarteilchen erzeugen.
Vergleich mit der LED
Mit ihrer langen Lebensdauer (die meisten Versionen sind für Lebensdauern von 50.000 bis 75.000h spezifiziert), den geringen Abmessungen und der niedrigen Systemkomplexität weisen die e³-Röhren wichtige Merkmale auf, die man auch an LEDs zu schätzen weiß. Die Plasmalampen haben aber den zusätzlichen Vorteil, dass sie im Betrieb weniger heiß werden. Tests zufolge geben LEDs bis zu 95% ihrer Energie als Hitze an die umgebenden Bauteile ab. Bei e³-Lichtquellen lag dieser Wert bei maximal 54%. Was die Umgebungstemperatur betrifft, funktionieren e³-Lampen je nach Ausführung zwischen -35 und +250°C ohne Beeinträchtigung. Auch in Bezug auf die Energieeffizienz schneidet die e³-Technologie gut ab. Werte von 60 bis 100lm/W sind bei e³-Leuchtmitteln heute verfügbar. Wenn e³-Lampen dann in Leuchten oder Beleuchtungssystemen eingesetzt werden, ist ein Leuchtenwirkungsgrad von 30 bis 50lm/W bereits der Mindeststandard, der sich auch mit überschaubaren Kosten in der Massenfertigung realisieren lässt. Anders als die stets punktförmige LED strahlt die e³-Röhre von jedem Punkt ihrer Linienform gleichmäßig ab. Dies schließt bestimmte Anwendungen, die eine punktförmige Spotbeleuchtung erwarten, aus – ermöglicht dafür aber blendfreies Licht fast ohne Schatten. Hinzu kommt eine gute Farbwiedergabe. Der minimale CRI (Colour Rendering Index) der Leuchtröhren liegt bei etwa 84. Für Spezialanwendungen mit entsprechendem Budget kann Global LightZ aber auch Röhren mit einem CRI über 90 produzieren – höhere Werte werden auch von LEDs bisher kaum erzielt. Ein weiteres Plus gegenüber der LED: e³-Licht behält seinen guten CRI bei jeder Lichttemperatur.
Dies ist umso interessanter, weil die neueste Generation der e³-Röhren, das sogenannte V-Light, zwischen 2.000 und 10.000K stufenlos regelbar ist. Die benötigte Steuerungselektronik ist bereits im Leuchtmittel integriert. Sie kann mittels Taster oder Regler angesprochen oder in die Regelabläufe der Gebäudeelektronik integriert werden, da die Lichtquellen mit allen gängigen Bus-/Protokollsystemen kompatibel sind. Damit eignet sich die e³-Technologie für die Gestaltung dynamischer Lichtlösungen, mit denen der Benutzer seine bevorzugte Lichtfarbe auswählen oder Tageslichtverläufe simulieren kann. Auch in Sachen Lichtfarbe haben e³-Röhren gegenüber LED-Produkten praktische Vorteile. Zum einen können sie bei entsprechender Ansteuerung alle Lichttemperaturen mit einer einzigen Leuchtröhre realisieren, während zur Farbmischung mit LEDs stets ein Mosaik verschiedenfarbiger Dioden notwendig ist. Zum anderen bleiben e³-Lichtquellen, wenn die Lichttemperatur einmal eingestellt ist, dauerhaft farbstabil. Bei LEDs kann es hingegen immer wieder zu Abweichungen kommen. Weil e³-Röhren wenig Wärme an umgebende Bauteile abgeben, können sie anders als LEDs ohne Kühlkörper verbaut werden, was sich auch auf die Ökobilanz positiv auswirkt.
Ökobilanz und Kosten
Die e³-Röhren erfüllen alle EU-Normen bezüglich Energieeffizienz und Schadstoffarmut und sind zu 100% recycelbar. Aufgrund ihrer schlichten Bauform – keine organischen Bestandteile, keine Kühlkörper – muss für das Recycling prinzipiell weniger Energie aufgewendet werden als für das von LEDs. Einer Studie von Global LightZ zufolge sind die Plasmalampen nicht nur umweltfreundlicher als Glühlampen – betrachtet man den Zeitraum von der Produktion über die gesamte Betriebsdauer bis zur Entsorgung, dann liegt der von ihnen verursachte CO2- und Quecksilberausstoß sogar unter dem von LEDs. In einer weiteren Studie hat das Unternehmen die Energieeffizienz unterschiedlicher Lichtquellen auch im Hinblick auf die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership) verglichen. Die Anschaffungskosten wurden mit den über die Betriebszeit anfallenden Stromkosten addiert. Die jeweilige Summe wurde auf ein Lumen Lichtleistung umgerechnet. Dabei ergaben sich folgende Werte: Das Lumen Licht einer e³-Lampe kostet 25 Cent, das einer Energiesparlampe 26 Cent, bei der Glühlampe kostet es dagegen 57 Cent und bei der LED sogar stolze 1,97 Euro. Wer Elektroinstallationsrohre sauber befestigen will, braucht nicht für jede Montagesituation eine neue Lösung. So setzt Schnabl Stecktechnik mit dem FC Flexi-Clip auf ein effizientes und flexibles Prinzip: Der Clip bleibt, die Steck-Anbindung wechselt. ‣ weiterlesen
Ein Clip für alle Untergründe
Integration ins Gebäude
Für die Beleuchtung von Räumen mittels e³-Technologie stehen zwei Wege offen. Einerseits bietet Global LightZ mit der Pendelleuchte ‚Barolo‘ und der Linienleuchte ‚LineLight‘ zwei Leuchten in klassischen Designs an. Die besonderen Designmöglichkeiten der Röhren und ihre Leuchtkraft kommen jedoch vor allem dann zur Geltung, wenn sie als Lichtsystem auf Gebäudeebene eingesetzt werden. So eignen sich die Röhren gut für indirekte Beleuchtungslösungen – ihr geringes Volumen ermöglicht z.B. ein unsichtbares Verbauen der Röhren in Fugen. Für Anwendungen wie die Unterleuchtung von Handläufen kann Global LightZ die Lichtquellen in den vom Bauherrn bzw. Lichtplaner spezifizierten Formen und Größen produzieren. Üblicherweise liefert der Hersteller Leuchtröhre und Steuerelektronik in einer robusten, für den Elektroinstallateur vor Ort leicht zu montierenden Metallschiene. Das Design der Lichtschiene wird im Rahmen von Projektgeschäften ebenfalls an die Wünsche des Kunden angepasst.
Kasten: Information aus erster Hand
Jeden ersten Donnerstag im Monat informiert Global LightZ bei einem eintägigen Workshop am Firmensitz im thüringischen Breitungen/Werra über Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten seiner Technologie. Teilnehmer aus Planungsbüros und Elektrohandwerk können hier mit Geschäftsführer Klaus Wammes und seinen Mitarbeitern praktische Fragen zum Einsatz der Produkte erörtern. Planer und Errichter, die ihren Kunden e³-Lichtquellen anbieten möchten, können bei dieser Gelegenheit auch bereits Ansätze für Kooperationen mit Global LightZ diskutieren.
