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Intelligente Beleuchtung

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LEDs in der Innenbeleuchtung. Quelle: OSRAM GmbH



LED-Straßenbeleuchtung in Kieselbronn. Quelle: Philips GmbH

Seit einigen Jahren drängt die Leuchtdiode (LED) dank ihrer vielen positiven Eigenschaften und ständigen technischen Verbesserungen immer stärker auf den Markt. LED´s sind beispielsweise besonders energieeffizient, da sie momentan etwa 30-40 Prozent des zugeführten Stroms in Licht umwandeln. Damit liegen die LEDs mit ihrer Energieeffizienz weit über den Werten der obsoleten Glühlampen, die im Schnitt eine Energieeffizienz von fünf bis sieben Prozent aufweisen.

LEDs sind kleine Kraftpakete, die gemeinsam mit den OLEDs zu den Halbleiterlichtquellen zählen, der sogenannten „solid-state-lighting“-Beleuchtung (kurz SSL), was mit „Festkörper-Beleuchtung“ übersetzt werden kann. Insbesondere die Leistungsfähigkeit von Halbleiterlichtquellen vollzieht in den letzten Jahren einen sprunghaften Anstieg. Damit wird es diesen Lichtquellen möglich, völlig neue Anwendungsfelder zu erschließen.

Halbleiterlichtquellen: Mehr als „simple Beleuchtung“

Halbleiterlichtquellen wie die LED können viel mehr, um nur als simpler Ersatz von Glühlampen oder Kompaktleuchtstofflampen für eine angenehme Beleuchtung zu sorgen. Auf Grund ihrer hohen Integrierbarkeit in neue und bestehende Beleuchtungssysteme lassen sich z. B. mit einer intelligenten Lichtsteuerung ganze Straßenzüge je nach Verkehrsaufkommen gezielt beleuchten, öffentliche Gebäude nach ihren ganz spezifischen Bedürfnissen ausleuchten oder historische Stätten in einem Stadtbild imposant hervorheben.

Ein weiterer Bereich ist die funktionale Beleuchtung, in dem vor allem das Halbleiterlicht in der Lage ist, dem Nutzer spezifische Sehaufgaben zu erleichtern. Hier ist die Lichtsteuerung gefragt. Durch ein energieeffizientes Lichtmanagementsystem werden zukünftig genau abgestimmte Lichtsituationen ermöglicht. Die Anwendungsfelder sind vielfältig und reichen von der Automobil- und Verkehrstechnik bis hin zur Mess-, Produktions- und Medizintechnik.
Nicht zuletzt werden Beleuchtungslösungen durch SSL individualisierbar (Stichwort „maßgeschneidertes Licht“) und können dadurch besser auf die Bedürfnisse des Menschen angepasst werden.

Themengebiete der BMBF-Förderinitiative

Das mögliche Potenzial des SSL ist jedoch bei weitem nicht ausgeschöpft. In vielen Bereichen gibt es wichtige Herausforderungen, die angegangen- und Entwicklungen, die verbessert werden müssen. Daher hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Initiative „Intelligente Beleuchtung“ am 26. November auf den Weg gebracht. Projektskizzen können ab sofort bis spätestens 12. April 2013 eingereicht werden.

Gemeinsam sollen Unternehmen und Institute der Lichtbranche in Deutschland sich zu Verbundprojekten zusammenschließen, und entlang der Wertschöpfungskette nach Lösungen suchen. Ziel nach drei Jahren Forschung und Entwicklung zum jeweiligen Thema soll ein Demonstrator sein.

Folgende Themengebiete werden in der Förderinitiative des BMBF besonders adressiert:

• Im Zuge einer breiten Markteinführung stehen technische Herausforderungen an erster Stelle. Beispielsweise soll die Leistungsfähigkeit des optischen Systems erhöht werden. Gleichzeitig muss die Farbwiedergabe Werte erreichen, die vom Endverbraucher akzeptiert werden. Für die Anpassung an veränderliche Beleuchtungssituationen sind Technologien zur Lichtlenkung erforderlich, die mit möglichst wenigen, oder gar keinen beweglichen Teilen auskommen.

• Die erforderlichen Innovationen im optischen System ziehen auch Forschungsbedarf im elektronischen System nach sich. Das betrifft sowohl Steueralgorithmen für die Lichtsteuerung, als auch Interleuchtenkommunikation und die gezielte Verwendung von Sensorsignalen, mit dem Ziel die Nutzerakzeptanz zu erhöhen. Zur Anpassung an die Lebensdauer moderner LED Chips, muss auch die Lebensdauer des elektrischen Systems schritthalten. Insbesondere günstige und haltbare Vorschaltgeräte sind hier erforderlich.

• Ein weiterer, wichtiger Aspekt der Förderinitiative ist die Wahrnehmung und Wirkung von Licht auf Menschen.

Im Bereich der Beleuchtung beansprucht Deutschland weltweit eine Führungsposition. Der Beleuchtungssektor ist hierzulande stark verankert und weist eine lange Tradition auf. Das BMBF will mit dieser Fördermaßnahme Unternehmen bei der Erforschung und Entwicklung innovativer Beleuchtungssysteme und -anwendungen mit hohem Marktpotenzial unterstützen.

Die Fördermaßnahme ist Bestandteil der Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung. Sie zielt auf Innovation und Wachstum in Deutschland. Eine überwiegend inländische Verwertung der Projektergebnisse ist daher Voraussetzung.

Ihr Ansprechpartner im Bereich Optik/Wahrnehmung:
Dr. Christian Flüchter
VDI Technologiezentrum GmbH
Tel.: 02 11 / 62 14 – 261
E-Mail: fluechter@vdi.de

Ihr Ansprechpartner im Bereich Bereich Elektronik/Ansteuerung:
Dr. Matthias Seydack
VDI/VDE-IT GmbH
Telefon: +49 (0) 30 310078-292
E-Mail: matthias.seydack@vdivde-it.de

Daniela Metz | Quelle: VDI
Weitere Informationen: www.photonikforschung.de/
www.bmbf.de/foerderungen/677.php

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