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LED-Beleuchtung: Lichtlösungen

LED-BeleuchtungOb direkt oder indirekt, weiß oder warm - LED-Leuchtmittel sind extrem vielfältig und eignen sich für sämtliche Innenräume, aber auch den Außenbereich. Während LEDs genauso schönes und helles Licht liefern wie Glüh- oder Halogenlampen, bringen sie es auf eine Energieersparnis von bis zu 85 Prozent. Steigen Sie auf sparsame und zukunftssichere LED-Beleuchtung um - im Wohnbereich, im Büro, im Treppenbereich oder im Garten. Im Folgenden erfahren Sie mehr zur Funktionsweise und den verschiedenen Arten von LEDs, außerdem geben wir Tipps dazu, wie Sie die passende Leuchte für Ihre Anwendung finden. Effektive Lichtlösungen mit Spareffekt.

Wie funktionieren LEDs?

In jeder LED steckt ein Stück clevere Technik, die die Beleuchtung in Ihrem Zuhause angenehmer und noch dazu kostengünstiger gestalten kann. Die Abkürzung LED steht für "Light Emitting Diode" (Licht ausstrahlende Diode). Ursprünglich wurden die Leuchtdioden als optische Anzeigen in Geräten und Schaltungen eingesetzt. Während sie damals nur in den Farben Rot, Grün und Gelb erhältlich warne, gibt es sie heute auch in Blau und Weiß.

Seit der Erfindung der LED hat sich viel getan. So wurde die Leuchtkraft der Dioden mit der Zeit stark erhöht, weshalb LEDs heutzutage als Lichtlösung in etlichen Bereichen dienen. LED-Leuchtmittel kommen nicht nur in Scheinwerfern, Ampeln oder Taschenlampen zum Einsatz, sondern begegnen uns auch in Displays oder bei der modernen Ausleuchtung von Privat- und Gewerberäumen. Längst haben LEDs aufgrund ihrer langen Lebensdauer und ihrer vielfältigen Formen und Farbspektren Glühbirnen sowie Halogen- und Energiesparlampen ersetzt.

Bei einer LED handelt es sich im Grunde um einen winzigen Elektrochip, der aus speziellen Halbleiterverbindungen besteht. Während eine Schicht einen Überschuss an Elektronen hat, verfügt eine zweite über zu viele Defektelektronen beziehungsweise Elektronenlöcher. Fließt Strom durch den Chip, bewegen sich die überschüssigen Elektronen in Richtung der zweiten Schicht und treffen auf die Elektronenlöcher. Beide Ladungsträger rekombinieren, also vereinigen sich. Da bei diesem Prozess Energie frei wird, werden Photone in Form von Lichtblitzen abgegeben. Das Ergebnis: Der Chip emittiert Licht, das heißt er beginnt zu leuchten. In der Lichttechnik spricht man von hierbei von "Elektrolumineszenz".

Zwar wird auch bei diesem Prozess etwas Abwärme an die Umgebung abgegeben. Der Energieverlust ist aber sehr viel kleiner als bei der Umwandlung von Strom in Licht durch ältere Leuchtmittel. So kann eine LED bis zu 30 Prozent des genutzten Stroms in Licht umsetzen. Bei der klassischen Glühbirne sind es nur fünf Prozent.

Allein aufgrund dieses Unterschieds im Energieverlust ist die Effizienz von LEDs deutlich höher als die herkömmlicher Leuchtmittel. Zieht man zusätzlich die Lebensdauer in Betracht, erweist sich ihre Energiebilanz sogar als unschlagbar.

Seit wann gibt es LED-Leuchtmittel?

Neben der Erfindung der Glühbirne stellt die LED die wohl durchschlagendste Entwicklung auf dem Lichtmarkt dar. So hat sich die elektrische Leistung der Dioden von 1 bis 20 Lumen pro Watt bis zum Jahr 2013 auf 80 bis 120 Lumen pro Watt erhöht. Während die LED anfangs recht teuer war, hat sich der Preis für LEDs im Zuge ihrer technischen Entwicklung und der steigenden Nachfrage deutlich reduziert.

Ihren Ursprung nahm die LED in einer Entdeckung von Henry Joseph Round aus dem Jahr 1907. Der britische Forscher konnte in einem seiner Experimente beobachten, dass anorganische Stoffe leuchten, wenn man sie unter elektrische Spannung setzt.

Die erste Lumineszenzdiode kam allerdings erst 1962 auf den Markt. Der in roter Farbe leuchtende Typ GaAsP stammt von dem Amerikaner Nick Holonyak und stellt die Geburtsstunde der industriell gefertigten LED-Leuchtmittel dar. In den darauffolgenden Jahrzehnten geht die Entwicklung der LED weiter und bald gibt es die Leuchtmittel auch in den Farben Orange, Grün und Gelb. Eingesetzt werden sie nun zum Beispiel in Taschenrechnern und Uhren.

Durch eine verbesserte Halbleiter-Technik und neue Materialien verbessern sich Leistung und Effizienz der LED. In den 1980er-Jahren können die Dioden in verschiedenen Farbnuancen (zum Beispiel von Grün und Ultraviolett) leuchten. Die erste weiße LED kommt 1997 auf den Markt.

Gleichzeitig wird weiter an der Lichtausbeute geforscht. 2006 erreichen LEDs eine Leistung von 100 Lumen pro Watt, womit ihre Effizienz nur noch von Gasentladungslampen übertroffen wird. Bis 2022 hat sich der Wirkungsgrad weiter erhöht und liegt bei fast 200 Lumen pro Watt für weißes Licht.

Welche Arten von LED-Beleuchtung gibt es?

LED-Leuchtmittel für jeden Raum

LED-Leuchtmittel gibt es für jeden Raum - egal, ob im Wohnbereich in den eigenen vier Wänden, in Hauswirtschaftsräumen oder in gewerblichen Gebäuden. LEDs bereichern dank ihrer enormen Vielfalt jede Umgebung. So wirken nicht nur LED-Wand- und Deckenleuchten besonders stilvoll und smart, sondern auch dekorative LED-Stehlampen, LED-Strahler (Einbauleuchten) oder LED-Paneele. Während die flachen, großformatigen Paneelen direkt unter der Decke montiert werden und wie ein angenehmes Oberlicht wirken, sorgen in die Decke, Wände oder Böden eingelassene Spots für blendfreies, indirektes Licht.

Auch im Außenbereich bieten LED-Strahler und -Standleuchten eine Vielfalt an Einsetzmöglichkeiten. Auf elegante, unaufdringliche Art und Weise lassen sich so Terrassen und Balkone, Wege und Eingänge, Carports und Garagen beleuchten. Die für den Außenbereich und Garten bestimmten LEDs sind selbstverständlich wetterfest und daher auch bei unliebsamem Wetter uneingeschränkt nutzbar. Aufschluss über den jeweiligen Schutzgrad geben die in der Produktbeschreibung aufgeführten IP-Klassen.

Außerdem finden Sie in unserem Sortiment LED-Leuchten für das Badezimmer, die mit einem speziellen Feuchtigkeitsschutz versehen sind. Dabei spielt es keine Rolle, wie groß Ihr Badezimmer ist. LED-Strahler und -Deckenleuchten eignen sich dank ihrer kompakten und flachen Bauweise auch für kleine Räume mit niedriger Deckenhöhe. Darüber hinaus haben Sie die Möglichkeit, LED-Leuchten als flache Spiegelleuchte oder zur Effektbeleuchtung in den Fliesenspiegel zu integrieren.

Leuchtkraft in Lumen

Während für die Helligkeit der Glühbirne lediglich die Wattzahl entscheidend war, ist diese Angabe bei LED-Leuchtmitteln weniger aussagekräftig. Wichtig ist stattdessen der Lichtstrom (auch Lichtleistung genannt), der die empfundene Helligkeit in der Einheit Lumen angibt. Je mehr Lumen ein Leuchtmittel hat, desto heller und intensiver wirkt seine Strahlung auf das menschliche Auge.

Die grundsätzliche Unterteilung von Lampen sieht wie folgt aus: - bis 400 Lumen für Basisbeleuchtung und Leselampen - bis 700 Lumen für allgemeine Beleuchtung - mehr als 700 Lumen für helle Raumbeleuchtung

Wer wissen will, welche Strahlungsleistung das jeweilige LED erreicht, findet die Lumen-Angabe auf der Produktverpackung. Zur besseren Vergleichbarkeit sind dort auch die bekannten Watt-Äquivalenzwerte angegeben.

Um den gewünschten Lumen-Wert zu berechnen, nutzen Sie folgende Faustformel: Multiplizieren Sie die Wattzahl der bisher verwendeten Glühbirne mit dem Faktor 10. Das bedeutet zum Beispiel, dass eine LED-Lampe mit sieben Watt eine 60 bis 70 Watt starke Glühbirne ersetzen kann.

Sie sehen: Eine LED-Leuchte erzeugt die gleiche Helligkeit wie eine Glühbirne mit deutlich höherer Wattzahl. Mit LEDs schonen Sie also die Umwelt - und sparen selbst viel Strom und damit Kosten ein.

Unterschiedliche Lampenfassungen

LED-Leuchten können auch nach der Form ihrer Einfassung unterschieden werden. Der Grund: Je nach Verwendungszweck kommen die kleinen Dioden in unterschiedlichen Fassungen und Sockeln. Die häufigste Fassung sind die sogenannten Retrofits ("Glühbirnen-Stecker"), die eine identische Fassung haben wie die Glühbirne oder der Halogenstrahler. In diesem Fall müssen Sie beim Umstieg von einer herkömmlichen Glühbirne auf LED nicht viel beachten.

Retrofit

Die Unterscheidung der einzelnen Retrofit-Fassungen gestaltet sich ähnlich wie bei den alten Glühbirnen und orientiert sich am Aufbau der Fassung. Man unterscheidet zwischen Hochvolt- und Niedervolt-Fassungen: Hochvolt (230 Volt): - E14: Schraubgewinde (klein), auch Kerzengewinde genannt - E27: Schraubgewinde (groß) - G9 / GU9: Kontaktstifte mit einem Abstand von neun Millimetern - GU10: Kontaktstifte mit einem von Abstand von 10 Millimetern - G13: Leuchtstoffröhren Niedrigvolt (12 Volt) - G4 / GU4: Kontaktstifte mit einem Abstand von vier Millimetern - GU5.3: Kontaktstifte mit einem Abstand von 53 Millimetern

E27 (herkömmliche Glühbirnengröße), E14 und GU10 sind die geläufigsten Fassungen für die Raumbeleuchtung. Recht bekannt ist auch der GU10-Anschluss. Dieser verfügt über zwei Kontaktstifte, die einfach in den Sockel gesteckt und mit einer kurzen Drehung befestigt werden.

LED-Streifen/LED-Stripes

Auch LED-Streifen werden häufig verwendet. Die Bänder bestehen aus einem flexiblen Trägermaterial, auf dem in der Regel sogenannte SMDs montiert werden. Dabei handelt es sich um besonders helle und langlebige LEDs mit sehr kleiner, flacher Bauart. Durch die selbstklebende Rückseite lassen LED-Stripes sich bei Bedarf sehr einfach auf die gewünschte Länge kürzen und unkompliziert einsetzen.

LED-Chips

LED-Chips werden vor allem zu gewerblichen Zwecken - beispielsweise im Schienenbau, als Straßenbeleuchtung oder als Deckeneinbauleuchten (Röhren) - eingesetzt. Sie verfügen über eine besonders hohe Leuchtkraft und eignen sich daher für vielerlei Anwendungen.

Abstrahlwinkel

Der Abstrahlwinkel einer LED bestimmt den Durchmesser des Lichtkegels und damit die Verteilung des gestrahlten Lichts im Raum. Je nach Anwendungszweck sollte er daher variieren. Beispielsweise ist die Strahlung bei einem kleinen Abstrahlwinkel eng gebündelt. Ist der Abstrahlwinkel dagegen hoch, wird eine breite Fläche beleuchtet. So hat ein LED-Spot einen Abstrahlwinkel von 25 bis 120 Grad, eine LED-Birne dagegen kommt auf einen Abstrahlwinkel von 60 bis 360 Grad.

Welcher Abstrahlwinkel der richtige ist, hängt also davon ab, ob man eine großflächige Ausleuchtung bevorzugt oder aber nur bestimmte Raumbereiche beleuchten will. Wer beispielsweise nur ganz bestimmte Gegenstände in Licht tauchen will, sollte nach LED-Leuchten mit einem niedrigen Abstrahlwinkel greifen. Zielt man auf die großflächige Ausleuchtung eines Wohnraums ab, sollte der Abstrahlwinkel größer als 100 Grad sein.

Die Tabelle zeigt, aus welchem Abstrahlwinkel sich bei einer Deckenhöhe von 2,5 Metern welcher Lichtkegel ergibt: Abstrahlwinkel Durchmesser Lichtkegel 15 Grad 0,66 Meter 60 Grad 2,89 Meter 90 Grad 5 Meter 120 Grad 8,66 Meter

Wer eine acht Kubikmeter große Fläche ausgeleuchtet will, benötigt daher einen Abstrahlwinkel von wenigstens 120 Grad. Bei einer Fläche von fünf Kubikmetern sollte der Abstrahlwinkel wenigstens 90 Grad betragen.

Farbtemperatur

Die Farbtemperatur des Lichts bestimmt darüber, ob eine Lichtquelle als eher warm oder kalt wahrgenommen wird. Sie hat die Einheit Kelvin und übt großen Einfluss auf den Wohlfühlcharakter von Räumen aus. Je nach Farbtemperatur (warmes oder kaltes Licht) variiert der Blauanteil im Licht. Die Bandbreite bewegt sich zwischen warmweißem, tageslichtweißem und kaltweißem Licht.

Als warm empfundene Lichtfarben haben weniger Kelvin als kühle Lichtfarben. Für die Beleuchtung von Wohnräumen empfiehlt sich eine Beleuchtung mit warmweißer, gemütlich wirkender Lichtfarbe (etwa 2.600 bis 3.300 Kelvin). Ideal für Arbeitsplätze und Schulungsräume ist ein Neutralweiß (etwa 4.000 Kelvin), das nachweislich die Konzentration fördert. Eine Ähnlichkeit zum Tageslicht besteht bei 5.300 Kelvin und mehr. Dieses sehr helle Licht eignet sich beispielsweise für Treppenhäuser und den Außenbereich.

Wie Sie die richtige LED-Beleuchtung finden

Egal, ob es um die Beleuchtung im Bad, im Wohn- oder Arbeitszimmer geht - erst durch den Einsatz der richtigen Lichtquelle schaffen Sie eine Atmosphäre, in der Sie sich jederzeit wohlfühlen. Bei der Lichtplanung spielt neben der Helligkeit (Lumen) auch die Farbtemperatur (Kelvin) eine entscheidende Rolle. Hier finden Sie Tipps für den optimalen Einsatz von LED-Leuchten in den verschiedenen Wohnbereichen: - Abstellraum: Durch die kurze Brenndauer ist hier eine LED mit geringer Farbtemperatur von etwa 2.500 Kelvin ausreichend. Idealerweise verfügen LED-Lampen in wenig genutzten Räumen oder bei kurzer Brenndauer zudem über einen integrierten Bewegungsmelder. - Arbeitszimmer, Büro, Werkstatt: In Arbeitsumgebungen sind LED-Leuchten mit einer Farbtemperatur von 3.500 bis 5.500 Kelvin zu empfehlen. Die tageslichtweiße Farbtemperatur ähnelt dem Tageslicht und wirkt aktivierend und konzentrationsfördernd. - Schlafzimmer: Eine warmweiße Beleuchtung von 2.500 bis 2.700 Kelvin schafft Behaglichkeit und lässt den Raum gleich gemütlicher wirken. - Bad: Für die Routine nach dem Aufwachen und vor dem Zubettgehen eignet sich eine gleichmäßige, neutrale Beleuchtung (3.300 bis 5.300 Kelvin) sehr gut. - Küche: Da die Küche meist dem Kochen und damit feinmotorischen Arbeiten dient, ist auch hier ein neutralweißes Licht zwischen 3.300 und 5.300 Kelvin zu empfehlen. Wer den Raum dagegen auch für gesellige Runden nutzen will, sollte LED-Leuchten wählen, bei denen man die Farbtemperatur wechseln kann. - Flur und Treppenhaus: Gerade in diesen beiden Bereichen ist eine LED-Beleuchtung mit Werten von etwa 3.000 Kelvin sinnvoll. Das so erzeugte sachliche Neutralweiß leuchtet alle Ecken und Winkel gut aus und erzeugt zudem eine positive Stimmung. Wer hier stattdessen ein besonders einladendes Ambiente erzeugen will, kann zu einem Warmweiß mit 2.500 bis 2.700 Kelvin greifen. - Wohnzimmer: Im Wohnzimmer soll es gemütlich sein, daher empfiehlt sich eine LED-Beleuchtung mit warmem, rötlich wirkenden Licht zwischen 2700 und 3000 Kelvin. Das so erzeugte Licht erzeugt eine behagliche Atmosphäre und und wirkt besonders einladend. Wer das Wohnzimmer auch als Arbeitszimmer nutzt, kann auf eine smarte Lichtlösung mit verstellbarer Farbtemperatur zurückgreifen. - Außenbeleuchtung: Was die Beleuchtung von Außenbereich und Garten betrifft, ist sowohl eine kühle als auch eine warme Lichtfarbe denkbar. Es hängt also von Ihrem persönlichen Geschmack und der Nutzung des Außenbereichs ab, ob das Licht eher hell und kühl oder gemütlich und warm wirken soll.

Die Vorteile von LED-Beleuchtung auf einen Blick

LEDs beeindrucken mit ihrer sehr guten Lichtleistung und Energieeffizienz und weisen außerdem eine sehr lange Lebensdauer auf. In Kombination sprechen diese Merkmale für eine hohe Wirtschaftlichkeit der modernen Leuchtmittel. So sind LEDs nicht nur robust und resistent gegenüber Umwelteinflüssen und Erschütterungen. Sie erbringen ihre Leistung unverändert über mehrere zehntausend Betriebsstunden. Das bedeutet: Der etwas höhere Anschaffungspreis für LEDs lohnt sich angesichts der langen Nutzungsdauer. Übrigens: Neigt sich die Lebensdauer einer LED dem Ende zu, geht die Leuchte nicht einfach aus, sondern sie leuchtet nur schwächer.

Im Folgenden finden Sie die zahlreichen Vorteile von LEDs in der Zusammenfassung:

  • Niedriger Energieverbrauch aufgrund des hohen Wirkungsgrads (geringerer Stromverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln)
  • Hohe Lebensdauer (zwischen 15.000 und 50.000 Stunden)
  • Flexibilität durch Typen-, Formen- und Farbenvielfalt (Leuchtmittel für z.B. Leuchten, LC-Displays, Lichtschranken, Optoelektronik, Signalanlagen)
  • Kompatibel mit herkömmlichen Fassungen (Retrofit)
  • Überlegene Technik und Sicherheit durch Stoß- und Vibrationsfestigkeit, geringe Spannung, kaum Ausfallzeiten, geringe Einschaltverzögerung
  • Wartungsfrei während der gesamten Nutzungsdauer
  • Umweltverträglich (keine Gift- und Schadstoffe)