Hocheffiziente LED-Optiken – Neuartige, hocheffiziente Optiken zur Optimierung der Lichtverteilung und Energieeffizienz von LED-Beleuchtungssystemen

Im Bereich der Hochleistungs-LEDs wurden zuletzt große Fortschritte erzielt, wodurch die Realisie-rung hocheffizienter Beleuchtungssysteme für Innen- und Außenanwendungen möglich wurde. ben der Lebensdauer wird auch die Lichtausbeute sukzessive verbessert. Die Lichtausbeute liegt mit &gt, 100 lm/W bereits heute im Bereich von Gasentladungslampen, wobei nur noch die Natriumdampf-lampe eine höhere Lichtausbeute aufweist. Hochleistungs-LEDs sind zudem kompakter als Gasentla-dungslampen, was eine bessere Lichtlenkung gestattet. Zudem sind LEDs besser und schneller steu-er- und dimmbar. Neben einer weiteren Erhöhung der Lichtausbeute der LEDs kommt der Entwicklung völlig neuarti-ger, innovativer, hocheffizienter optischer Systeme für LEDs große Bedeutung zu. Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Konzeptionierung und Entwicklung hocheffizienter optischer Systeme für Hochleistungs-LEDs, um künftig durch optimierte Lichtverteilung ein Höchstmaß an Energieeffizienz dieser Beleuchtungssysteme zu erreichen. Durch diese hocheffizienten optischen Systeme soll es künftig möglich sein, nicht nur den Energieverbrauch deutlich zu senken, es soll künftig auch möglich sein, vielfältige, bedarfsgerechte Lichtverteilungen zu realisieren und uner-wünschte Lichtverschmutzungen zu minimieren. In den meisten Anwendungen im Bereich der Außenbeleuchtung sind homogene Lichtverteilungen mit scharfen Hell-Dunkel-Grenzen erwünscht. Diese Anforderungen können durch konventionelle Beleuchtungssysteme nur unzureichend erfüllt werden. Durch eine Optimierung der Lichtverteilung kann ein enormer Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz zumindest um den Faktor 2, gegen-über älteren Beleuchtungssystemen sogar deutlich höher, erreicht werden. Eine Hochleistungs-LED kommt einer punktförmigen Lichtquelle sehr nahe. Dadurch ist es erstmals möglich, nahezu beliebig geformte Lichtverteilungen durch entsprechende Anordnung der LEDs und Verwendung eines optimalen optischen Systems zu realisieren. Neben sehr homogenen Lichtvertei-lungen in den gewünschten beleuchteten Zonen können auch andere, bedarfsgerechte Lichtvertei-lungen erzielt werden. Durch die scharfe Abgrenzung zwischen Hell- und Dunkelzonen kann auch die Lichtverschmutzung minimiert werden. Die existierenden optischen Systeme für Hochleistungs-LEDs basieren auf einfachen Reflektoren oder Refraktoren, die das Licht mit ungenügender Güte lenken. Die optischen Verluste solcher Sys-teme sind oft erheblich. Eine an die Hochleistungs-LED angepasste, hocheffiziente Optik soll es da-her künftig ermöglichen, das von der LED emittierte Licht optimal zu lenken. Dazu ist der Einsatz neuer Technologien (z.B. Miktrooptiken) und Konzepte erforderlich, um künftig solche effizienten optischen Systeme realisieren zu können. Im Zuge dieses Projektes sollen diese eruiert und er-forscht werden, um die Lichtausbeute und Lichtverteilung dieser Beleuchtungssysteme zu optimie-ren. Es sollen aber auch die Grenzen der Lichtlenkung aufgezeigt werden. Die Forschungsergebnisse dieses Projektes sollen als Grundlage und Wissensbasis für die künftige Entwicklung und Realisie-rung von hocheffizienten Optiken für Beleuchtungssysteme mit Hochleistungs-LEDs dienen. Das Forschungsprojekt wurde in 5 Arbeitspakete gegliedert. Die geplante Projektlaufzeit beträgt 18 Monate.