CFL vs. LED-Lampen

CFL-Lampen sind billiger als LED-Lampen, können jedoch nicht gedimmt werden. Nach dem Einschalten kann es einige Zeit dauern, bis sie vollständig hell sind. In ähnlicher Weise schalten sich CFL-Lampen in sehr kalten Klimazonen möglicherweise nicht ein oder erreichen nicht die volle Helligkeit, wodurch sie für die Außenbeleuchtung weniger geeignet sind. LED-Lampen halten länger und sind energieeffizienter. LED-Lampen enthalten zwar kein Quecksilber und sind daher leichter zu entsorgen als CFLs. Sie enthalten jedoch häufig andere Elemente, die für die Umwelt schädlich sein können.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle für Leuchtstofflampen und LED-Lampen
Leuchtstofflampen LED-Lampen
KostenEtwa 6 bis 15 US-Dollar für ein 4er-Pack; 2 bis 15 US-Dollar pro Glühbirne für Energy Star-qualifizierte Glühbirnen16 bis 25 US-Dollar für Energy Star-Lampen
LanglebigkeitNormalerweise 6.000 bis 15.000 Stunden. Bis zu 35.000 Stunden.50.000 Stunden oder länger
Wie sie arbeitenLeuchtstofflampen erzeugen Licht, indem sie eine elektrische Entladung durch ein ionisiertes Gas senden.Beleuchtung durch Bewegung von Elektronen durch Halbleitermaterial
Verwendete MaterialienArgon, Quecksilberdampf, Wolfram, Barium, Strontium und CalciumoxideMit Verunreinigungen dotiertes Halbleitermaterial zur Erzeugung eines quecksilberfreien pn-Übergangs
EnergieeffizienzMehr als Glühbirnen; weniger als LED-LampenViel mehr als Glühlampen und Leuchtstofflampen
TypenBräunungsbirnen, Wachstumsbirnen, Bilirubinbirnen, keimtötende ZwiebelnAnwendungen in der Luftfahrt-, Automobil-, Werbe- und Ampelbeleuchtung
Stromverbrauch gleich 60 W Glühlampe13-15 Watt6-8 Watt
Sofort einschaltenNein - braucht Zeit, um sich auf die volle Kapazität aufzuwärmenJa
TemperaturempfindlichkeitJa - funktioniert möglicherweise nicht 120 ° F.Keiner
Betroffen vom Ein- / AusschaltenJa - kann die Lebensdauer verkürzenKeine Wirkung

Wie funktionieren CFLs und LEDs?

CFLs erzeugen Licht, indem sie eine elektrische Entladung durch eine Röhre senden, die Argon und eine kleine Menge Quecksilberdampf enthält. Dies erzeugt UV-Licht, das eine fluoreszierende Beschichtung oder einen Leuchtstoff im Inneren der Röhre anregt, was zur Emission von sichtbarem Licht führt.

Eine Leuchtdiode (LED) ist eine Halbleiterlichtquelle, bei der eine Beleuchtung mit Bewegung von Elektronen durch das Halbleitermaterial erzeugt wird. Im Gegensatz zu CFL- und Glühlampen, die Licht und Wärme in alle Richtungen abgeben, gibt eine LED nur Licht in eine bestimmte Richtung ab. Diese Direktheit ermöglicht einen effizienteren Licht- und Energieverbrauch.

Langlebigkeit

CFL- und LED-Lampen verbrauchen bis zu 80 Prozent weniger Energie als ihre Glühlampen und können bis zu 25-mal länger halten.

Die CFL-Lampe reduziert bekanntermaßen die Wiederbeschaffungskosten und spart Energie. Die durchschnittliche Lebensdauer ist jedoch viel geringer als die einer LED-Lampe. Darüber hinaus haben CFLs flackernde Probleme und eine kürzere Lebensdauer, wenn sie häufig ein- und ausgeschaltet werden. Der Umschaltvorgang dauert in der Regel einige Zeit, weshalb CFLs länger brauchen als andere Leuchten, um vollständig zu leuchten. Diese Lampen benötigen auch optimale Temperaturen, um zu arbeiten; Es ist bekannt, dass sie beim Einschalten bei niedrigeren Temperaturen unter Kapazität arbeiten.

LEDs bieten gegenüber CFLs eine Reihe von Vorteilen, darunter einen geringeren Stromverbrauch, längere Lebensdauern und keinen Einsatz von giftigem Quecksilber. LEDs erzeugen auch weniger Wärme als CFLs. Typische LEDs geben ihre Wärme an einen Kühlkörper zurück, wodurch sich die LED-Lampe kühl anfühlt.

Energieeffizienz

Im Vergleich zu einer 60-Watt-Glühbirne, die jährlich mehr als 300 US-Dollar Strom verbraucht und etwa 800 Lumen Licht liefert, sparen beide Lampen deutlich mehr Energie. Eine CFL verbraucht weniger als 15 Watt und kostet nur etwa 75 US-Dollar Strom pro Jahr. LED-Lampen geben eine ähnliche Leistung ab und verbrauchen weniger als 8 Watt Leistung. Die jährlichen Kosten liegen bei 30 US-Dollar und dauern 50.000 Stunden, möglicherweise mehr.

Das folgende Video beschreibt die Vor- und Nachteile von Leuchtstofflampen im Vergleich zu LEDs:

Gesundheitsprobleme und Umweltauswirkungen

Die CFL-Lampe spart Energie und schont die Umwelt. Quecksilberhaltig kann jedoch auch die Umwelt schädigen. Bei der Entsorgung der CFL-Lampen kann der Quecksilbergehalt verdampfen und Luft- und Wasserverschmutzung verursachen. Quecksilber ist auch ein Neurotoxin, das schädliche Auswirkungen auf den Menschen haben kann, insbesondere auf Säuglinge.

Eine neue Studie von Wissenschaftlern von UC Irvine und UC Davis untersuchte Rückstände von verschiedenen pulverisierten mehrfarbigen LED-Leuchten. Die Analyse des chemischen Gehalts ergab, dass rote LEDs mit geringer Intensität bis zum Achtfachen der nach kalifornischem Recht zulässigen Bleimenge enthielten. Es wurde ferner festgestellt, dass die Glühbirnen Nickel, Arsen, Kupfer und andere Metalle enthielten. Oladele Ogunseitan von UC Irvine sagte, dass das Zerbrechen einer Glühbirne und das Einatmen ihrer Dämpfe nicht automatisch jemandem Schaden zufügen würde, sondern zu möglichen Problemen für eine Person führen kann, die regelmäßig einem anderen Karzinogen ausgesetzt ist.

Verfügung

Aufgrund der Langlebigkeit und Energieeffizienz von CFLs und LED-Lampen wird es lange dauern, bis Sie daran denken müssen, sie zu entsorgen. Selbst dann, wenn eine Glühbirne kaputt geht oder nicht mehr funktioniert, gibt es eine spezielle Möglichkeit, sie zu entsorgen.

Leuchtstofflampen

Wenn Sie CFLs in den Müll werfen, ist es wahrscheinlicher, dass sie die Gewinnschwelle erreichen, bevor sie die Deponie erreichen. Dies stellt eine Gefahr für die Gesundheit von Familienmitgliedern sowie der Abfallentsorger dar und setzt schließlich Giftstoffe im nächstgelegenen Land oder Wasser frei Bereich.

Wenn die Lebensdauer der CFL abgelaufen ist, suchen Sie eine von der Environmental Protection Agency zugelassene CFL-Recyclingstelle auf.

Für den Fall, dass eine CFL zu Hause ausfällt, empfiehlt die EPA:

  • Alle Mitglieder (einschließlich Haustiere) verlassen den Raum
  • Lüften Sie den Raum für 10-15 Minuten
  • Stellen Sie die zentrale Druckluft ab
  • Sammeln Sie die Scherben mit einem steifen Papier, Klebeband oder einem feuchten Papiertuch
  • Legen Sie die Stücke in ein Glas mit Metalldeckel oder in eine verschließbare Plastiktüte
  • Bringen Sie die kaputte Glühbirne zu einer Recyclingstelle.

Das Staubsaugen von Bruchstücken ist nicht sicher, da es quecksilberhaltiges Pulver oder Dampf im Haus verteilen kann.

LED-Lampen

LED-Lampen sind nicht mit Quecksilber verbunden, enthalten jedoch Nickel, Blei und sogar Spuren von Arsen, die auf einer Mülldeponie erhebliche Gesundheitsrisiken verursachen können.

Über 95% einer LED-Lampe sind recycelbar. Erkundigen Sie sich einfach bei Ihrem örtlichen Abfallentsorgungsunternehmen nach den Richtlinien für die Sammlung und das Recycling.

Komponenten von CFL vs LED-Lampen

Der CFL-Kolben ist typischerweise ein spiralförmiges Rohr aus Wolfram, das mit Barium-, Strontium- und Calciumoxiden beschichtet ist und organische Lösungsmittel verdampft. Die Innenauskleidung der Röhre ist mit Mischungen aus Metall- und Seltenerd-Phosphorsalzen beschichtet, und die Innenauskleidung ist mit verschiedenen Dämpfen gefüllt, darunter Argon, Krypton, Neon oder Xenon und Quecksilberdampf mit niedrigem Druck. Das Rohr wird mit Wärme beaufschlagt, um die Beschichtung mit den Lampen zu verschmelzen. CFLs erfordern Mengen an Quecksilber, etwa 4 mg in jeder Glühbirne. Zum Vergleich enthielt der Quecksilbergehalt des alten Quecksilberthermometers über das 100-fache dieser Menge. Der Quecksilbergehalt ist jedoch immer noch ein Umweltproblem.

LEDs bestehen aus einem halbleitenden Materialchip, der mit Verunreinigungen dotiert ist, um einen pn-Übergang zu erzeugen. Die Ladungsträger der Elektronen und Löcher fließen von Elektroden mit unterschiedlichen Spannungen zu den Übergängen. Photonenenergieniveaus werden freigesetzt, wenn ein Elektron auf ein Loch trifft. Die Wellenlängen des emittierten Lichts und damit seine Farbe hängen von der Bandlückenenergie der Materialien ab, die den pn-Übergang bilden. Die verwendeten LED-Materialien haben eine direkte Bandlücke mit Energien, die nahem IR-, sichtbarem oder nahem UV-Licht entsprechen.

Anwendungen

CFL-Lampen werden normalerweise durch Stromverbrauch, Langlebigkeit, Farbe des emittierten Lichts und Helligkeit beschrieben. Die verschiedenen Arten von CFL-Lampen umfassen:

  • Künstliche Bräunung einleiten
  • Züchte Lampen, die zur Förderung der Photosynthese und des Wachstums von Pflanzen verwendet werden
  • Medizinische Behandlungen mit Bilirubin und keimtötenden Lampen.

Weiße LED-Lampen erreichen mit ihrem hohen Wirkungsgrad und geringem Strombedarf immer mehr Marktanteile. Einige Anwendungen sind Taschenlampen, solarbetriebene Garten- oder Gehweglichter und Fahrradlichter. Zu den Anwendungen für die monochromatische (farbige) LED-Lampe gehören Verkehrssignallampen und Weihnachtslichterketten. Ab 2010 verwendet die NASA LEDs, um Pflanzen zu züchten. Die roten und blauen Wellenlängen des sichtbaren Lichtspektrums können für die Photosynthese verwendet werden, wobei diese Farben zunehmend in LED-Wachstumslichtfeldern verwendet werden.

Kosten

CFLs und LED-Lampen sind zwar teurer und Glühlampen, senken aber auf lange Sicht die Stromkosten der Haushalte erheblich. LED-Lampen noch mehr. In der folgenden Tabelle sind die Preise und die damit verbundenen Kosten für die beiden Lampen aufgeführt:

Preise

Die Lampenpreise variieren je nach Lampentyp und Geschäft, in dem Sie kaufen. Sie können die Typen und Preise von CFLs und LEDs bei Amazon vor dem Kauf untersuchen und vergleichen.

So wählen Sie eine LED-Lampe

In diesem Video und dem dazugehörigen Artikel im Wall Street Journal sagt Michael Hsu, dass die Preise für LED-Lampen gegenüber vor einigen Jahren drastisch gesunken sind und die Lampen besser geworden sind. Hsu bietet auch Tipps zur Auswahl der richtigen LED-Lampe für Ihr Zuhause.

Geschichte der CFL- und LED-Glühbirnen

Obwohl Thomas Edison die Erfindung der Glühbirne zugeschrieben wird, war er der erste, der auch Leuchtstofflampen kommerziell einsetzte. 1934 führte Arthur Compton von General Electric Experimente mit Leuchtstofflampen durch, was dazu führte, dass GE die Lampen kommerzialisierte. In den USA wurde 1951 mehr Licht von Leuchtstofflampen als von Glühlampen erzeugt. Seit ihrer Einführung in den 1970er Jahren haben CFL-Lampen erst in den letzten zwei Jahrzehnten einen starken Markt entwickelt. Dies ist möglicherweise auf die höheren Kosten zurückzuführen, die länger dauern, bis die volle Helligkeit erreicht ist, und auf Umweltbedenken hinsichtlich des Quecksilberverbrauchs.

Während die Elektrolumineszenz als Phänomen 1907 vom britischen Experimentator HJ Round of Marconi Labs entdeckt wurde, berichtete Rubin Braunstein von der Radio Corporation of America erst 1955 über die Infrarotemission von Galliumarsenid (GaAs) und anderen Halbleiterlegierungen. Bei TI in Dallas im Jahr 1961 stellten James R. Biard und Gary Pittman fest, dass GaAs Infrarotlicht emittierte, wenn elektrischer Strom angelegt wurde. 1962 entwickelte Nick Holonyak Jr. von GE die erste echte LED mit sichtbarem Spektrum (rot).

Ab 1962 emittierten frühe LEDs rotes Licht geringer Intensität, aber moderne Versionen sind jetzt für die sichtbaren, UV- und IR-Wellenlängen und mit höherer Helligkeit verfügbar. Die erste blaue LED mit hoher Helligkeit auf der Basis von Indiumgalliumnitrid (InGan) wurde 1994 von Shuji Nakamura von der Nichia Corporation gegründet. Im Jahr 2012 demonstrierte Osram kommerzielle Hochleistungs-InGaN-LEDs, die auf Siliziumsubstraten gezüchtet wurden.

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