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LCC-Technologie

Ursprung – Ein erhellender Moment

Laser Crystal Ceramics oder kurz LCC ist eine Licht-Technologie die ihren Ursprung in der Schweiz und in Südkorea hat. Im Jahr 2004 erzeugt der Ingenieur T. Ranasinghe durch eine Fehlmanipulation an einer Laserkopiermaschine ein sekundenlanges helles Licht. Die Ursache für diesen Vorfall konnte zu Beginn nicht festgestellt werden. Es wurden diverse Branchen interne Abklärungen getroffen, als diese zu keinem Ergebnis führten wurden verschiedene Schweizer Universitäten angeschrieben, bei diesen stiess die Untersuchung dieses Ereignisses auf wenig Interesse. So kontaktierte T. Ranasinghe einen alten Studienkollegen und Institutsleiter einer Süd Koreanischen technischen Universität, die sich unteranderem auf Licht-Technik spezialisiert. So kam es, dass die unerwartete Lichtreaktion geklärt wurde. Mit dem Know-How, wie auch der Menpower der Koreanischen Fakultät und der Kooperation mit T. Ranasinghe, wurde Ende 2006 der erste LCC-Chip angefertigt. Zusammen mit der Industrie und der Hochschule, wird seit dem die Technologie laufend weiterentwickelt und optimiert.

 

Technik – LCC Inside

Die LCC-Technologie ist eine Weiterentwicklung der bekannten LED-Technik (Light Emitting Diode). Sie vereint viele positive Eigenschaften und ist nachhaltig wie auch investitionssicher. Anders als bei der LED-Technik wird bei der LCC-Technologie weisses Licht nicht durch Mischung anhand des RGB-Prinzips gewonnen, sondern durch künstlich hergestellte auf Kohlenstoff basierende Kristalle. Diese mikroskopisch kleinen Kristalle dienen als Konverter, dadurch werden die Leuchtstoffpartikel wie sie bei Konversions-LEDs verwendet werden ersetzt. Bei beiden Technologien wird ein auf Silizium basiertes Trägermaterial verwendet. Die künstlichen Kristalle werden verflüssigt mit dem Silizium Träger aufgetragen und strahlen durch Ionisierung mittels einem speziellen Leiterdraht Licht aus.

Die Farbwiedergabe wird über die Beschaffenheit der Kristalle definiert. Das Lichtspektrum von LCC-Produkten ist einer Halogen-Glühlampe sehr ähnlich, so wird ein hervorragende Farbwiedergabe Wert von bis zu Ra > 95 (Farbwiedergabeindex) erzielt, mit einem sehr geringen Blauanteil (480-420 nm). Es können Farbtemperaturen von 2500K bis 7000K erzeugt werden.

Durch die Verwendung der Kristalle als Farbkonverter ist eine lange und konstante Farbwiedergabequalität möglich. Diese richtet sich nach der Lebensdauer des jeweiligen Produkts, hält aber mindestens während einer Nutzlebensdauer (L80/B10) von 35’000 Stunden. Die Maximale Farbveränderung liegt bei 2%. Die Farbwiederqualität kann bei Konversions-LEDs je nach Qualität und Betriebsart bis zum Erreichen der Betriebsdauer sichtbar abnehmen.

 

Lichterzeugung, Wärmeentwicklung und Kühlung

Durch die Aufladung über einen Leiterdraht wird positive und negative Ladung von einer Spannungsquelle angelegt. Die beiden Hälften streben die elektrische Neutralität an und wollen ein Gleichgewicht an Elektronen auf ihren Kristallhälften bilden. Durch die Neutralisation von positiver und negativer Ladung entsteht Neutralisationsenergie die wir als Licht wahrnehmen. In den LCC und LED gibt es neben den negativen Elektronen noch positive Ladungen. Diese gegensätzlichen Ladungen (plus und minus) erzeugen bei ihrer Neutralisation Licht und Wärme. Die Abwärme bzw. Verlustleistung muss daher abgeleitet werden. Durch die direkte Umwandlung von Strom in Licht reduziert sich die Verlustleistung. Der künstliche hergestellte Kohlenstoff-Kristall dämpft Wärme, dadurch wird 20-30% mehr Lichtausbeute gegenüber LED-Chips erzielt bei bis zu 10% weniger Energie Aufnahme.

Durch die hohe Energieeffizienz ist das Netzteil geringerer Belastung ausgesetzt, so ist es möglich bis zu 250‘000 Schaltungen (Zyklen) und mehr zu erreichen.

Wir bauen unsere LCC-Chips aus verschiedenen Gründen in Gehäuse ein die für LED-Technik konzipiert worden sind, diese Gehäuse haben Kühlrippen. Grund für die Verwendung bestehender Gehäuse ist die hohe Verfügbarkeit. Durch die geringe Wärmeentwicklung sind kühlende Massnahmen für LCC-Produkte nur bedingt, bis nicht notwendig. Das gleiche gilt für unsere LCC-Filament-Lampen bzw. Retrofitleuchtmittel die der Edison Glühlampe nach empfunden wurde. In keinem dieser LCC-Birnen befindet sich Kühlmittel, der Glaskörper dient nur als Handschutz. Der Betrieb ohne Glaskörper ist ohne weiteres möglich, entspricht aber dann nicht den hohen Sicherheitsstandards die das Eidgenössische Starkstrominspektorat (ESTI) an unsere LCC-Produkte stellt.

Auf dem Wärmebild wird die Abwärme sichtbar. Links eine LCC-Filament-Lampe 5.5 Watt und rechts eine herkömmliche 70 Watt Glühbirne.

Die Spezialität liegt immer im verbauten LCC-Chip und im dazu passenden Kondensator. Beide Komponenten werden individuell als Einzel-Chip, COB-Array oder Filament-Stab auf die entsprechende Lampe oder Leuchte abgestimmt.

Je nach Bauart leuchten unsere LCC-Produkte zuverlässig bei Temperaturen von –40 bis +50 °C. LCC-Leuchtmittel sind frei von Schadstoffen. Sie können zusammen mit Elektroschrott entsorgt und wiederverwertet werden.

 

Zertifizierung

Neben der generellen RoHS- und CE-Kennzeichnung (EG-Richtlinie 2002/95/EG und EG-Konformitätserklärung) sind sämtliche LCC-Produkte vom Eidgenössischen Starkstrominspektorat (ESTI) zugelassen. Das Eidgenössische Institut für Metrologie (METAS) und zwei Schweizer Hochschulen bestätigen unabhängig voneinander die hohe Qualität der Produkte. Alle LCC-Produkte bewegen sich auf der Energieplakette im Bereich A+ bis A++.

 

Der Begriff LCC

Der Begriff LCC oder Laser Crystal Ceramics ist zufällig während der Entwicklung des Ersten Chips in einem Gespräch in der Schweiz entstanden. Der Begriff lehnt sich stark an die Ursprünge der LCC-Technik an, so steht “Laser” für die Laserkopiertechnologie der diese Entdeckung zu verdanken ist. “Crystal” steht für die verwendeten Kohlenstoffkristalle und “Ceramics” für die vor allem in den Anfängen verbauten Keramik Elemente, auf die heute immer mehr verzichtet werden kann. Die Keramikelemente wurden zu Beginn als Wärmedämmung auf den Leiterplatinen verbaut um den Lebenszyklus und die Lichtqualität zu optimieren. Heute wird vermehrt Glaskeramik eingesetzt.

 

Sortiment

Das Produkteportfolio der EnergyWorld Light GmbH umfasst heute über 150 LCC-Produkte. Zum Austausch von bestehender Leuchtmittel sind LCC-Retrofit-Lampen als Kerze, Tropfen, Kugel, Birne, Spot und Röhre erhältlich. Das Installationssortiment umfasst zudem Deckenleuchten für Aufbau oder Einbau, quadratische, rechteckige und runde Leuchtpanels für den Einbau oder zum Abhängen, verschiedenste Flutlichtstrahler, Hallen- und Stadionstrahler sowie Strassenlampen oder T8 Armaturen nass und trocken mit oder ohne Notlichteinheit. Das Niedervolt-Sortiment umfasst MR16- und MR11-Spotlampen, flexible ein- und zweireihige Streifen, Flutlichtstrahler/Warnblinker mit Lithium-Akku, Suchscheinwerfer mit Funkfernsteuerung und Arbeitsscheinwerfer für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge.

 

Der Kunde entwickelt mit

20% der heute über 150 Produkte stammt aus kundenspezifischen Aufträgen. Zu dieser Kategorie gehören zum Beispiel Retrofit-Kugellampen für Weihnachtsbeleuchtung, Retrofit-Röhren 36 V DC für Eisenbahnwagen, dimmbare Flutlichtstrahler als Bühnen-/Probebeleuchtung sowie Spezialleuchten für Pflanzen- und Tierzucht, sehr dünne LCC-Panels mit integriertem Netzteil und Leuchtmittel für den öffentlichen Bereich.

 

Einsatzbereiche und Anwendungen

Es gibt für praktisch jede Anwendung passende LCC-Produkte. Betrachtet man die Stärken von LCC, findet man rasch die idealen Einsatzgebiete. Bei langen Betriebszeiten (Gastgewerbe, Detailhandel, Schule), bei häufigem Schalten (Treppenhaus, Durchgang), bei Stoss und Erschütterung (Baustelle, Aufzug, Fahrzeug), bei extremen Temperaturen (Kühlraum, Parkhaus), bei schützenswerten Objekten (Bibliothek, Museum) oder an schwer zugänglichen Orten (Halle, Sakralbau, Gleisfeld) ist der Einsatz von LCC-Leuchtmitteln rasch amortisiert.

 

Technologieziel und Umwelt

Die LCC-Technologie verfolgt das Ziel der Energieeffizienz. So soll bei brillanter Lichtqualität mehr Energie in Licht umgewandelt werden und der Wärmeausstoss minimiert werden. Wenn weniger Wärme entsteht, muss diese auch weniger abgeleitet werden, dadurch können vermehrt Umweltschonerende Materialien wie beispielsweise Glas anstatt Aluminium für den Leuchtmittelbau verwendet werden. Weiter bedeutet weniger Wärmeentwicklung, weniger Energieverbrauch, so kann unsere Umwelt geschont und Ressourcen gespart werden. Die Firma EnergyWorld Light GmbH und ihre Partner sind bemüht diese Ziele zu erreichen und entwickeln diese zukunftsweisende-Technologie laufend weiter. LCC ist ein ökologischer Beitrag zur Energieeinsparung und zur Senkung des CO2-Ausstosses.

 

Neuheiten

Nach der erfolgreichen Einführung der LCC-Standartlampe mit 980 Lumen auf 7 Watt Leistung, sind weitere Produkte in der Realisierungsphase. Darunter sind T5-Retrofit-Röhren inklusive Armatur, Notbeleuchtungssortiment auf LCC-Basis, IP 67 Leuchten, extrem flache LCC-Leuchtpanels, Ersatz für Hochdruck-Natriumdampflampen für Strassenleuchten und die Lancierung von einer Schattenlosen Leuchtmittelserie. Sie dürfen gespannt sein.

 

LCC im Überblick

  • Beste Energieeffizienz (A+, A++)
  • Hohe Lichtausbeute (> 160 lm/W)
  • Hervorragende Farbwiedergabe (Ra > 95)
  • Brillantes Licht (vollständiges Spektrum)
  • Verschiedene Lichtfarben (2200K bis 7000K)
  • Lange Nutzlebensdauer (> 35’000 Stunden)
  • Hohe Schaltfestigkeit (> 250’000 Zyklen)
  • Verzögerungsfreie Zündung (Sofort-Start)
  • Keine UV-Strahlung (kein Ausbleichen)
  • Geringe IR-Strahlung (Wärmestrahlung)
  • Keine EMV-Strahlung (kein Elektrosmog)
  • Geringe Wärmeentwicklung (LCC bleibt kühl)
  • Grosser Temperaturbereich (–40 bis +50 °C)
  • Stoss- und vibrationsfest (robuste Konstruktion)
  • Alterungsbeständig (geringer Lichtstromrückgang)
  • Frei von Schadstoffen und Begasung
  • Problemlose Entsorgung (wiederverwertbar)
  • Vom ESTI zugelassen
  • Qualität von METAS und TÜV bestätigt
  • Hervorragendes Kosten-Nutzen-Verhältnis
  • Schweizer Mitentwicklung