Chancen und Risiken der LED-Beleuchtung – Nachlese und Update

Kurz nach Erscheinen des Artikels „Kommt das Glühlampenverbot zu früh?“ im März 2015 teilte die EU-Kommission Mitte April mit, dass sie das finale EU-weite Glühlampenverbot für die Halogen-Ersatzbirnen (Energieeffizenzklasse D) um zwei Jahre verschiebt, auf den 1. September 2018. Auch danach wird es Ausnahmen geben wie Halogenspotstrahler, Stabhalogenlampen und Stift- oder Drahtsockel-Halogenlämpchen. Im September 2015 stand beim internationalen LED-Professional-Symposium in Bregenz dann das Thema „Human-Centric Lighting“ auch ganz oben auf der Agenda. Offenbar hat sich die Einsicht durchgesetzt, dass die LED-Beleuchtung noch etwas reifen muss bevor sie unbedenkliche und klaglos konventionell dimmbare Leuchtmittel vollständig ersetzen kann.

Der genannte Beitrag war letztes Jahr der meistgeklickte Elektronik-Journal-Fachartikel im Onlineportal all-electronics.de; unter anderem hatten ihn die Macher einer österreichischen Website für Glühlampen-Fans aufgegriffen und offenbar als Generalverriss der LED-Beleuchtung fehlinterpretiert. Das ging so weit, dass man die LED-Lampen für den Raubbau an seltenen Erden brandmarkte sowie wegen giftiger Substanzen als Umweltsünde geißelte. Das angeführte Arsen kommt zwar in roten LEDs zum Einsatz, in der blauen LED (aus ihr entsteht weißes LED-Licht) stecken aber lediglich homöopathische Dosen, und zwar als Dotierung der hauchdünn aufgedampften Galliumnitrid-Schicht. Bei seltenen Erden mit einer durchschnittlichen Fördermenge von 110.000 Tonnen pro Jahr entfallen nur 1000 Tonnen auf Fluoreszenz-Phosphore für die Leuchtmittelindustrie – und die kommen überwiegend in Leuchtstoff- und Energiesparlampen zum Einsatz. Die LED-Industrie ersetzt diese zunehmend durch Phosphore, die nur noch 10 % der bisher verwendeten seltenen Erden oder gar keine mehr enthalten, oder durch Quantum-Dots, deren Farbwiedergabeindex der Halogen-Glühbirnen sogar gleichkommt.

Schallplattenspieler nutzen den Stroboskop-Effekt, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Plattentellers zu prüfen. Bei einer modernen LED-Beleuchtung sind derlei Effekte hingegen unerwünscht. Fotolia / Gabriele Maltinti

Lösungen finden

Wer damit Ängste schürt, hat das Anliegen des Artikels gründlich missverstanden: statt die LED-Beleuchtung zu verteufeln sollte der Beitrag nur vor einem allzu sorglosen Umgang warnen. Anwender sollten den direkten Blick in das ungestreute LED-Licht meiden, die Lichtfarbe mitsamt der Intensität nach Möglichkeit der jeweiligen Situation anpassen und auf Lampen mit hohem Farbwiedergabeindex und geringem Flimmeranteil achten. Während der Farbwiedergabeindex inzwischen zur Pflichtkennzeichnung gehört, trifft das für den Flimmeranteil leider nicht zu. Dennoch gibt es LED-Retrofitlampen, die in dieser Hinsicht erheblich besser abschneiden als die allermeisten Glühlampen, die je nach Typ und Leistungsklasse immerhin 6 bis 30 % an 100-Hz-Flimmeranteilen aufweisen können.

Für einen einfachen Flimmertet reicht es, einen Stab (hier: Zollstock) schnell im Licht zu bewegen. Ohne Flimmern (links) erscheint er als Schweif, mit Flimmern (rechts) zeigen sich einzelne Fächer-Elemente. Der Lichtpeter

Da es hierfür zwar Bewertungsstandards aber noch keine Zulassungsbeschränkungen gibt, bleibt dem Verbraucher nur der Blick auf das Display einer Digicam oder eines Smartphones mit Kamera: das Flimmern macht sich hier durch horizontale Shutterstreifen bemerkbar. Wer im Baumarkt oder im Einrichtungshaus nicht mit derlei Technik herumlaufen will, kann sich auch mit einem wedelnden Stift behelfen, der das Flimmern durch einen stroboskopartigen Fächereindruck entlarvt, auch wenn es mit bloßem Auge nicht auffällt.

Bewertungsmaßstab

Zudem gibt es unabhängige Blogs und Websites, die Messergebnisse von getesteten Retrofitlampen veröffentlichen, wenn auch nicht immer die aktuellsten Discounterschnäppchen dort zu finden sind. Die Autoren weisen zum Teil auch auf das Dilemma einer physiologischen Flimmerbewertung hin. Dabei gibt es zwei Bewertungsmaßstäbe nach unterschiedlichen Kriterien sowie einen Expertendisput darüber, welche Kriterien für die Bewertung bei LED-Lampen sinnvoll sind.

Die beiden etablierten Bewertungsnormen sind das prozentuale Flimmern, das die Differenz der Amplitudenextreme ins prozentuale Verhältnis zur Summe beider Werte setzt, und alternativ ein Flimmer-Index, der das über die Durchschnittshelligkeit hinausragende Amplitudenintegral ins Verhältnis zum Amplitudenintegral der vollen Flimmerperiode setzt. Angesichts der Gefahren und Beeinträchtigungen ist es unverständlich, dass die Uneinigkeit über die beste Bewertungsmethode eine Kennzeichnungspflicht oder Zulassungsgrenze beim Flimmergrad verhindert. Stattdessen halten sich die Gremien mit der Verschärfung von Parametertoleranzen auf, die im Sinne des Verbraucher- oder Umweltschutzes eher irrelevant sind, aber die Herstellungskosten erhöhen.

Der Elektronikingenieur Peter Erwin schlägt kompromisshalber auf seiner Website „Der Lichtpeter“ eine Kombination aus beiden Maßen vor und nennt seinen Wert CFD (Compact Flicker Degree). Dieser CFD könnte als Grundlage für eine Kennzeichnung dienen, etwa in Form einer farblichen Ampelkodierung, ähnlich der Energieeffizienz-Klassifizierung. Der CFD_FB bewertet zudem die Frequenzanteile des Flimmerns, das oberhalb von 70 Hz in der physiologischen Wirkung mit steigender Frequenz deutlich nachlässt und oberhalb 2000 Hz keine physiologischen Auswirkungen mehr zeigen sollte. Weitere Details sind unter dem Stichwort „Lichtflimmern“ in der Wikipedia zu finden, zusammen mit diversen Quellenverweisen auch zu den verschiedenen Bewertungsstandards, Mess- und Auswertungsmethoden.

Regulierung gefragt

Nachdem das Lichtflimmern das wohl am einfachsten behebbare Defizit in der LED-Beleuchtung darstellt, wäre es an der Zeit, dass die Regulierer hier einschreiten. Sie würden damit nicht nur eine epilepsieanfällige Minderheit schützen, sondern auch zum allgemeinen Verbraucherschutz beitragen. Das Flimmern ist im bloßen Anblick nicht erkennbar, kann bei einer Dauerexposition aber Beschwerden hervorrufen. Möglich sind auch stroboskopartige Zeitlupentäuschungen schnell bewegter Maschinenteile, die Unfallgefahren in sich bergen.

Eine Regulierung sollte aber mit mehr Augenmaß geschehen als etwa bei der rigorosen Eingrenzung des Powerfaktors in niedrigen Leistungsklassen: die behindert die Entwicklung treiberloser, extrem effizienter und langlebiger LED-Retrofitlampen, ohne dass ein realer Nutzen für die Stromversorger erkennbar wäre. Solche fachlich kaum zu begründenden Bandagen leisten der Nachhaltigkeit einen Bärendienst und schüren Ressentiments gegenüber einer allzu regulierungswütigen EU-Bürokratie. Grundsätzlich sind Industrienormen und Marktregulierungen aber sehr sinnvoll, um das Zusammenspiel von Produkten verschiedener Hersteller zu gewährleisten sowie gefährliche und umweltschädliche Produkte vom Markt fernzuhalten. Davon könnten die LED-Technik und die Kunden profitieren.

(lei)