Große Leistung – Die Induktionslampen

Bereits im 19. Jahrhundert war das Prinzip der Lichterzeugung mittels elektromagnetischer Induktion der Gasentladung für die Wissenschaft bekannt geworden. Im Jahre 1891 wurde die drahtlose Energieübertragung vom Physiker und Elektroingenieur Nicola Tesla dargestellt; das erste Patent einer Induktionslampe trat Anfang des 20.Jahrhunderts in Erscheinung. Erst viele Jahre später konnten die adäquaten technischen Möglichkeiten zur Erzeugung der Ströme von hoher Frequenz in kompakten elektronischen Vorschaltgeräten erworben werden, sodass eine Induktionslampe zu einem Massenerzeugnis werden konnte.

Funktionsweise

Induktionslampe ist eine Entladungslampe, d.h. sie erzeugt Licht, indem der elektrische Strom durch ein gasförmiges Medium durchgeht. Die Gasentladung einer Induktionslampe kommt im Gegensatz zu den übrigen Leuchtstoffröhren durch die elektromagnetische Induktion, genannt auch Faradaysche Induktion, zustande, nach der die Stromspannung über die Änderung des magnetischen Flusses entsteht. So werden die Teilchen im Inneren des Glaskolbens ohne Einsatz von Elektroden, sondern mithilfe von Magnetspulen durch Strom von hoher Frequenz und geringer Leistung angeregt und strahlen dann das UV-Licht aus, das in dem Glaskolben in sichtbares Licht transformiert wird. Je nach der Beschichtung des Glaskolbens sind die Farbtemperaturen der Induktionslampen bis 6 000 Kelvin erreichbar. Eine notwendige Bedingung für das Funktionieren der Induktionslampe ist das elektronische Vorschaltgerät, welches den nötigen Hochfrequenzstrom und die Zündspannung produziert und im Falle eines Ausfalles außer Betrieb gesetzt wird.

Bauformen

Die gängigen Bauarten der Induktionslampen unterteilen sich in Lampen mit abgeflachter Ringform und ellipsoiden Kolbenform mit jeweils externer und interner elektromagnetischer Einkoppelung.

Die elektrische Entladung der Ringform-Induktionslampe funktioniert mithilfe vom Niederdruck-Quecksilberdampf; die externe Induktion bringt die Elektronen in Beschleunigung, die mit den Quecksilberatomen zusammenstoßen. Diese Stoßenergie wird als UV-Strahlung wieder abgegeben, sodass der Leuchtstoff im Glaskolben in sichtbares Licht übergeht. Das hierzu benötigte elektronische Vorschaltgerät ist auf die 250 kHz Betriebsfrequenz ausgelegt.

Die Kolbenform-Induktionslampe verfügt ebenfalls über die Niederdruck-Quecksilberdampf-füllung. Die elektromagnetische Einkoppelung erfolgt von innen durch die Wechselspannung an der Spule, der Zusammenstoß von angeregten freien Elektronen mit den Quecksilberatomen und die dadurch produzierte Stoßenergie kommen durch die interne Induktion zustande. Die Arbeitsfrequenz für die Kolbenform-Induktionslampe liegt im Bereich von 2,65 MHz.

Vorteile

Im Vergleich zu den Energiesparlampen, deren Leistung sich bereits nach 10 000 Stunden etwa um ein Drittel minimiert, können Induktionslampen eine viel längere Leistung bei einer konstant hohen Lichtqualität erbringen: Nach etwa sieben Jahren Dauereinsatz, das entspricht etwa 60 000 Betriebsstunden, belaufen sich deren Anfangslichtstromverluste auf ca. 30 %. Solche lange Lebensdauer erweist sich durch den elektrodenlosen Betrieb und somit verschleißfreie Komponenten, wodurch keine zusätzlichen Kosten entstehen. Im Durchschnitt verbrauchen die Induktionslampen ungefähr 50 % der Energiemenge herkömmlicher Lampen und lassen dabei weitere Betriebskosten einsparen.

Durch den effizienten Energieverbrauch bei dem Induktionslampeneinsatz wird der Beitrag zur nachhaltigen Reduzierung des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes geleistet. Des Weiteren kommt dabei das umweltgefährdende flüssige Quecksilber nicht zum Einsatz.

Viele herkömmliche Leuchtobjekte sind nicht flackerfrei, was auf Dauer zu Kopfschmerzen, Konzentrationsfehlern sowie Unwohlgefühl bei Menschen führt. Induktionslampen dagegen funktionieren vollkommen ohne zu flimmern und sind somit schonend für Augen und Nervensystem.

Einsatzgebiet

Durch außerordentlich lange Lebensdauer haben sich die Induktionslampen in vielen Anwendungsbereichen der Innen- und Außenbeleuchtung als Lagerhallen-, Gebäude-, Parkplätze-, U-Bahnen und Verkaufshallenleuchten bewährt, da dadurch langfristig an den Kosten für Lampenwechsel gespart werden kann. Die Induktionslampen sind speziell für schwer zugängliche Bereiche wie Untertagebetriebe und Tunnel sowie Sonderbereiche mit Explosionsgefahr optimal geeignet. Des Weiteren sind sie sehr gut für Beleuchtung auf der Bahn für Start und Landung der Flugzeuge sowie Brückenbeleuchtung anwendbar.