Ziel dieses Artikels ist es, den Lesern ein besseres Verständnis der Eigenschaften, Vorteile, Nachteile und Unterschiede zwischen Glühlampen, Leuchtstofflampen, Energiesparlampen und LED-Lampen zu vermitteln, damit sie beim Kauf von Beleuchtungsprodukten fundiertere Entscheidungen treffen können.
Glühlampen, auch bekannt als Glühbirnen, nutzen die Wärme, die durch einen elektrischen Stromfluss durch einen Glühfaden (meist aus Wolframdraht mit einem Schmelzpunkt von über 3000 Grad Celsius) entsteht. Dieser spiralförmige Glühfaden erhitzt sich kontinuierlich und erreicht eine Temperatur von über 2000 Grad Celsius. Bei dieser hohen Temperatur emittiert der Glühfaden helles Licht, ähnlich wie glühendes Eisen. Je höher die Temperatur des Glühfadens, desto heller das emittierte Licht. Daher ist die Bezeichnung „Glühlampe“ durchaus treffend. Allerdings wird bei diesem Umwandlungsprozess der größte Teil der elektrischen Energie (möglicherweise über 99 %, obwohl der genaue Prozentsatz nicht verifiziert ist) in Wärmeenergie umgewandelt, nur ein sehr geringer Teil in Lichtenergie.
Glühlampen emittieren zwar Licht im gesamten Farbspektrum, doch die Anteile der verschiedenen Farben werden durch das Leuchtmaterial (z. B. Wolfram) und die Temperatur beeinflusst. Dieses Ungleichgewicht führt zu einer Farbabweichung; daher sind die Farben von Objekten unter Glühlampen möglicherweise nicht akkurat. Gleichzeitig wird die Lebensdauer einer Glühlampe auch von der Glühfadentemperatur beeinflusst. Je höher die Temperatur, desto leichter sublimiert der Glühfaden. Sobald der Wolframdraht ein bestimmtes Maß an Sublimation erreicht hat, steigt sein Widerstand bei Stromzufuhr, wodurch er leichter durchbrennt und die Lebensdauer der Lampe verkürzt wird.
Leuchtstofflampen, auch Tageslichtlampen genannt, funktionieren nach folgendem Prinzip: Eine Leuchtstoffröhre ist eine geschlossene Gasentladungsröhre, die hauptsächlich aus Argongas, geringen Mengen Neon oder Krypton und Spuren von Quecksilber besteht. Bei der Gasentladung in der Röhre geben die Quecksilberatome ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 2537 Angström ab. Etwa 60 % der elektrischen Energie werden dabei in ultraviolettes Licht umgewandelt, der Rest in Wärme. Dieses ultraviolette Licht wird dann vom Leuchtstoffmaterial an der Innenwand der Röhre absorbiert und in sichtbares Licht umgewandelt. Verschiedene Leuchtstoffe emittieren unterschiedliche Farben des sichtbaren Lichts. Im Allgemeinen liegt der Wirkungsgrad der Umwandlung von ultraviolettem in sichtbares Licht bei etwa 40 %. Daher beträgt der Gesamtwirkungsgrad von Leuchtstofflampen etwa 24 %, also ungefähr das Doppelte des Wirkungsgrads von Glühlampen mit gleicher Wattzahl.
Energiesparlampen, auch Kompaktleuchtstofflampen (international oft als CFLs abgekürzt), sind aufgrund ihrer hohen Lichtausbeute (fünfmal so hoch wie bei herkömmlichen Glühbirnen), der erheblichen Energieeinsparung, der langen Lebensdauer (bis zu achtmal so lang wie bei herkömmlichen Glühbirnen), ihrer kompakten Größe und ihrer einfachen Handhabung sehr beliebt. Ihr Funktionsprinzip ähnelt dem von Leuchtstofflampen.
Energiesparlampen sind nicht nur in Kaltweiß, sondern auch in Warmweiß erhältlich. Bei gleicher Wattzahl sparen sie bis zu 80 % Energie im Vergleich zu Glühlampen, verlängern deren Lebensdauer um das Achtfache und geben nur 20 % der Wärme ab. Typischerweise entspricht eine 5-Watt-Energiesparlampe der Helligkeit einer 25-Watt-Glühlampe, eine 7-Watt-Lampe einer 40-Watt-Lampe und eine 9-Watt-Lampe fast einer 60-Watt-Lampe.
LED-Lampen, auch Leuchtdioden genannt, sind eine hocheffiziente Halbleiter-Beleuchtungstechnologie. Sie nutzen Halbleiterchips, um elektrische Energie direkt und ohne thermische Umwandlung in Lichtenergie umzuwandeln und so die Energieeffizienz deutlich zu steigern. Kernstück einer LED-Lampe ist der Chip, in dem p- und n-leitende Halbleiter Löcher bzw. Elektronen liefern, während der Quantentopf für die Photonenerzeugung verantwortlich ist. Fließt ein elektrischer Strom durch einen Leiter auf den Chip, werden Elektronen und Löcher in den Quantentopf gedrängt und rekombinieren dort. Dabei wird Energie in Form von Photonen freigesetzt, wodurch die LED ihre Leuchtfunktion ermöglicht.
Dank ihrer kompakten Größe, des geringen Energieverbrauchs, der langen Lebensdauer und ihrer Umweltfreundlichkeit finden LED-Leuchten in der Beleuchtungsindustrie immer breitere Anwendung. Von der anfänglichen Außenbeleuchtung und technischen Beleuchtung bis hin zur heutigen Wohnraumbeleuchtung haben sich LED-Leuchten zu einem wichtigen Vertreter moderner Beleuchtungstechnik entwickelt.