GE onthuld straalmotor-geïnspireerde ledlampen

Het was op 22 oktober 1879, dat Thomas Edison voor het eerst zijn gloeilamp deed branden. Hij was eigenlijk niet echt dé uitvinder van de gloeilamp aangezien het idee erachter niet echt van hem afkomstig is. Edison was echter slechts één van de velen die bij droegen aan de ontwikkeling van een praktisch middel om met elektriciteit licht te genereren. Heinrich Göbel, een Duitse wetenschapper, wordt eigenlijk in het algemeen beschouwd als de echte uitvinder van de gloeilamp. Want in 1854, 25 jaar voor Edison, slaagde hij erin de eerste echte gloeilamp te maken. Zijn gloeilamp bestond uit een verkoolde bamboevezel in een vacuüm gezogen eau-de-colognefles. Hij kon de fles vacuüm zuigen door deze te vullen met kwik en hem daarna leeg te laten lopen. Door het vacuüm kon de bamboevezel niet verbranden. Göbels lamp brandde 400 uur. Maar het was wel Edison die 25 jaar later een octrooi aanvroeg op eenzelfde soort lamp. Toen Göbels dit vernam betwistte hij het patent voor de rechtbank en kreeg in 1893 zijn gelijk van de rechter. Maar jammer genoeg heeft hij niet veel van deze erkenning kunnen genieten want een jaar later overleed hij echter.

Nu 131 jaar later lijkt het er sterk op dat er een vervanger zit aan te komen voor zijn uitvinding. Dit is nodig aangezien de Europese Unie in december 20084 al heeft besloten dat na 1 september 2012 geen enkele gloeilamp meer mag verkocht worden in Europa. Ook heeft de EU al een ander verbod ingevoerd, namelijk sinds 1 september 2009 geldt er een verbod op de productie van matter gloeilampen en voor heldere gloeilampen van 80 watt of hoger. Hier in Europa is men dus al gestart met het invoeren van een gloeilampenverbod. Dit verbod is uiteraard enkel geldig op de productie van gloeilampen, niet op het bezit ervan. Dus zoals een gloeilamp blijft branden mag men deze natuurlijk blijven gebruiken.

Al deze jaren was de relatief on-efficiënte lamp enorm populair bij de mensen. Een gloeilamp is een hele lange de standaard geweest voor verlichting. De reden dat er nu een verbod op gloeilampen wordt ingevoerd komt doordat gloeilampen een laag rendement hebben. Het rendement bij lampen is gelijk aan het percentage licht dat de lamp produceert per hoeveelheid energie die je erin stopt. Gewone gloeilampen hebben een rendement tussen de 5% à 10%. Dit wil dus zeggen dat slechts 5% à 10% van de energie die je erin stop wordt omzet in licht en dat de overige 90% à 95% wordt omgezet in warmte. De warmte die geproduceerd wordt door een gloeilamp is echter vrij onbruikbaar aangezien deze geproduceerde warmte echter bijna niet bijdraagt tot het verwarmen van een ruimte. Namelijk de warmte die een verwarming moet leveren om een ruimte op te warmen is vele ordes groter dan de warmte die een gloeilamp kan produceren.

Dat gloeilampen een laag rendement hebben is al heel lang bekend maar toch is het geen toeval dat het gloeilampenverbod is nu pas komt. Namelijk moeten er eerst een geschikt alternatief op de markt verkrijgbaar zijn voordat men een verbod zal invoeren. Het voornaamste alternatief voor gloeilampen is de spaarlamp en deze is nog maar recent een echt alternatief voor de gloeilamp. De spaarlamp of compacte fluorescentielamp (CFL) werd ontwikkeld in de jaren '70 en kwam eind de jaren '80 op de markt. Op dat moment was de technologie dus nog vrij jong. De eerste generatie spaarlampen was dan ook nog relatief duur, zoals bijna alle nieuwe technologieën. Maar ook hadden deze eerste modellen geen significant hoger rendement dan de gloeilamp. Maar bij de huidige, vierde generatie spaarlampen is er ondertussen al veel verandert. De vierde generatie spaarlampen zijn goedkoper te produceren en hebben een hogere rendement dan gloeilampen.

Maar sinds de laatste jaren zit er ook nog een tweede alternatief aan te komen, namelijk de ledlamp. De ledlamp is in het algemeen opgebouwd uit een groep leds. Deze typen lampen zullen waarschijnlijk voor een groot aandeel de gloeilamp gaan vervangen. Namelijk dankzij de lage kosten en de lange levensduur van ledlampen. Sinds 2009 bestaan er eigenlijk ledlampen die kunnen gebruikt worden voor verlichting zonder verlies in lichtopbrengst en in lichtkleur. De levensduur van ledlampen hebben een veel langere levensduur dan bijvoorbeeld gloeilampen, namelijk gaan deze tussen de 20 à 40 maal langer mee. Maar ook in vergelijking met de spaarlampen is de levensduur van ledlampen groter, zo'n 2 à 5 maal langer. Daarnaast is het rendement van de ledlampen een stuk groter dan dat van zijn concurrenten. Zoals eerder al gezegd heeft de gloeilamp een rendement tussen de 5% à 10%, de spaarlamp heeft een rendement van zo'n 35%. De ledlamp overtroeft deze twee met zijn rendement van 50%. Ledlampen worden in tegenstelling tot gloeilampen nauwelijks warm als ze branden dit zorgt er langs de andere kant wel voor dat ledlampen niet zo hittebestendig zijn. Maar natuurlijk is voor de toepassing als verlichting de hittebestendigheid niet echt van belang.

Vele fabrikanten van lampen en verlichting hebben al ledlampen op de markt gebracht of ze hebben aangekondigd dit binnenkort te gaan doen. En een andere grote fabrikant in de industrie heeft nu ook aangekondigd dat ze een ledlamp ontwikkeld hebben. Het gaat hier namelijk over GE ofwel General Electric. En, passend genoeg, lag Thomas Edison aan de basis van de oprichting van het bedrijf. GE is hiermee een laatkomer ten opzichte van andere spelers in de sector. Fabrikanten zoals Osram Sylvania en Philips hebben al eerder hun ledlampen voorgesteld en plannen dat tegen het eind van dit jaar de gloeilampen in de winkels te vervangen door 60 watt ledlampen. Bij de ledlampen slaat het wattage die meegegeven wordt op hoeveel licht deze uitstralen en een 60 watt ledlamp straalt dus evenveel licht uit als een gloeilamp van 60 watt maar verbruikt dus geen 60 watt aan energie. GE heeft wel al een sterke inhaalrace ingezet en zou tegen eind dit jaar ook al ledlampen in de winkels gaan aanbieden, wel hebben deze een vermogen van 40 watt. De versie van 60 watt zou dan pas volgend jaar in de rekken komen te liggen.

In principe verschillen ledlampen niet zo sterk van de chips in een computer want deze zijn allebei gemaakt van halfgeleidermaterialen. Deze halfgeleidermaterialen zijn dus niet echt zo geschikt om te werken bij hoge temperaturen. Hoe lager de temperatuur van de ledlampen, hoe hoger hun rendement namelijk is. En dus bij de ontwikkeling van ledlampen is de koeling dus ook één van dé technische uitdagingen. Bij GE hebben ze zelfs hun luchtstroom-technologie uit de luchtvaart- en energiesector aangepast om de goedkoopste oplossing te vinden voor ledlampen. Dezelfde technologie als bij straalmotoren en turbines wordt dus gebruikt bij deze lampen. Bij één enkele led is de koeling niet onmiddellijk een probleem, maar doordat bij ledlampen een heleboel led's zeer dicht tot zelfs tegen elkaar geplaatst zijn, moet er hier wel meer aandacht besteed worden aan koeling. GE demonstreerde een prototype van hun nieuwe technologie, namelijk een ledlamp die 1500 lumen produceert - dat is evenveel als ene gloeilamp van 100 watt - maar daarbij was er maar 1/3 van de energie voor een 100 watt gloeilamp nodig en deze ledlamp gaat tussen de 15 à 20 jaar mee.

Zonder hulp van beleidsmaker zou het een lastige taak zijn om de gloeilampen uit de markt te verstoten. De gloeilamp is nog steeds enorm geliefd bij de mensen voor zijn warm gevoel. Zowel spaarlampen als ledlampen kunnen een veel feller licht uitstralen en dit wordt veelal aanvaard als ongezellig en koud. En ondanks het grote verlies, doordat er meer warmte dan licht gegenereerd wordt en zijn korte levensduur blijven vele mensen een gloeilamp verkiezen voor een andere type lampen. Een andere reden waarom mensen soms eerder een gloeilamp verkiezen in plaats van een spaar- of ledlamp, is omdat gloeilampen nog steeds een kleinere aankoopprijs hebben dan spaarlampen of ledlampen. En dus lijken gloeilampen op het eerste zicht goedkoper dan de andere lampen maar de grotere aankoopprijs van spaar- of ledlampen wordt al snel gecompenseerd door hun lager energieverbruik en de veel langere levensduur. De tussenkomst van beleidsmakers is dus zeker niet overbodig om deze nieuwe verlichtingstechnologieën te laten doorbreken op de commerciële markt.

Het prijsverschil tussen gloeilampen is echt nog relatief groot, namelijk de aankoopprijs een gloeilamp ongeveer zo'n $0,25 en ledlampen zullen een aankoopprijs van ongeveer $30. Het verschil in de aankoopprijs is dus meer dan 100 maal groter en toch kost een ledlamp uiteindelijk minder dan een gloeilamp. Namelijk op het einde van de levensduur is de prijs per uur dat de lamp gebrand heeft kleiner bij de ledlampen in vergelijking met die van gloeilampen. Het wordt dus een lastige taak voor de fabrikanten en verkopers om de mensen er van te gaan overtuigen dat ledlampen minder kosten dan gloeilampen. Maar gelukkig schieten beleidsmensen hier ter hulp want niet alleen in de EU ook in de VS komt er in 2012 een gloeilampenverbod.

Geschreven door Emile Glorieux, Bron [gereports]