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Geht doch …

 
Nachdem sich die Lampenindustrie heldenhaft um die Effizienzsteigerung der Glühlampe bemüht hatte, deren letztes Ergebnis die Halogen(glüh)lampe war, hat sie irgend wann mal die Hoffnung aufgesteckt, dass man mit einem Temperaturstrahler hohe Wirkungsgrade erzielen könnte. Die letzte ernsthafte Bemühung, die ich gesehen hatte, war ein Projekt, bei dem man die Fertigungstoleranzen des Glühfadens verringern wollte. Denn der Glühfaden verdampft an der dünnsten Stelle am stärksten, und wenn es keine dünnste Stelle gibt …

Eigentlich gibt es immer eine dünnste Stelle. Fragt sich, wie dünn die ist im Verhältnis zum Gesamtfaden. Davon lebt die Glühlampe länger. Früher gab es Projektionslampen mit Niedervolt, weil dann der Glühfaden dicker werden darf, und dessen dünnste Stelle bei gleicher Toleranz eben nicht so dünn.

Jetzt gibt es eine neue Hoffnung. Ognjen lIic'*, Peter Bermel', Gang Chen', John D. Joannopoulos'. Ivan Celanovic' and Marin Soljacic' ('Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA. 'School of Electrical and Computer Engineering, Birck Nanotechnology Center, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47906, USA. 'Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA.) haben gestern eine Studie veröffentlicht über eine neue Methode, die der Glühlampe höhere Effizienz ermöglichen soll als die existierenden Lichtquellen. Mit der Methode soll etwa das theoretisch erreichbare Maximum realisiert werden.

Die Studie "Tailoring high-temperature radiation and the resurrection of the incandescent source" wurde gestern in nature.com online veröffentlicht. Die Methode arbeitet mit einem Interferenzsystem um den Glühfaden herum, das die IR-Strahlung auf den Faden zurück reflektiert. Die Idee, IR wieder zurück an den Entstehungsort zu bringen, um sie nützlich zu machen, ist so neu nicht. Neu ist indes, wie man das bewerkstelligt.

 
Wie immer sei vor voreiliger Freude gewarnt, denn in der Leuchtmittelindustrie herrschen lupenreine Demokraten, die mit technischen Daten etwa so umgehen wie weiland Konrad Adenauer mit Statistiken. Oder war es Sir W. Churchill? Egal, der Öffentlichkeit (einschließlich der Studenten) wird erklärt, dass die Lebensdauer der Glühlampe von 1.000 h ein Optimum aus Energieaufwand, Herstellungskosten, Betriebskosten etc. sei. Wie das Optimum berechnet wird? Muss man nicht wissen, sie wird nicht berechnet … Die Story stammt nämlich aus 1924 und da wird jemand schon gerechnet haben. So oder ähnlich hören sich viele Stories an, von denen die Branche lebt, z.B. "Indirektbeleuchtung erzeugt langweiligen Raumeindruck" (so etwa seit 1935), "Allgemeinbeleuchtung fördert Arbeitsleistung" (seit etwa 1932), "Arbeitsplatzleuchten sind verboten" (seit 1980), "Beleuchtungsstärke steigert Sehleistung" (seit etwa 1920). Die Mär, dass Märchen nur im Morgenland verbreitet erzählt werden, gehört zu den weit verbreiteten Mären im Abendland. 

Ob bei dem derzeitigen Tamtam über LED solche Forschungen Gehör finden? Ich denke ja, weil diejenigen, die immer die gleichen Stories erzählen, nicht mehr so mächtig sind, wie sie es mal waren. Lesenswert ist der Bericht allemal (hier oder da). Den ertsen Autor kann man auch per mail ansprechen (ilico@mit.edu).

Mein AMpelmann

Man kommt schneller rein als raus aus einer schlechten Nummer 

  
Ob es die Herrschaften gemerkt haben, die sich das Desaster selber eingebrockt haben? Die Rede ist vom Quecksilber über Deutschland, fein gesprüht über Kraftwerksschlote! Einer bestimmt nicht, weil die Sache für ihn nur eine Wahlkampfepisode war, Sigmar "Siggi" Gabriel. Damals war er Umweltminister und machte Wahlkampf mit einer Ladung "Energiesparlampen" im Gepäck (s. hier). Die enthielten zwar Quecksilber, so der Minister, aber deren Gift würde überkompensiert durch Einsparungen an elektrischer Energie, wodurch ein - kleines - Kohlekraftwerk überflüssig würde. Die würden nämlich beim Stromerzeugen die Republik mit Quecksilber besprühen. Wie wahr! Das Argument hatte ihm die Firma Siemens untergejubelt - damals noch die Mutter von Osram - damals noch Lampenhersteller. Die fürsorgliche Mutter beschäftigte sich aber bereits seit Langem nicht nur mit Lampen, die waren für sie nur Vehikel zum Verkaufen von Leitungen, und die dienten zum Verkaufen von Kraftwerken: "Als einer der führenden OEM-EPCs weltweit verfügt Siemens über eine nunmehr 130jährige Erfahrung beim Bau schlüsselfertiger Kraftwerke. Kraftwerke von Siemens stehen für höchste Wirkungsgrade, niedrige Emissionen und modernste Technologie. Das beweisen über 1.500 weltweit im kommerziellen Betrieb befindliche Siemens-Kraftwerke." (aus http://www.energy.siemens.com/hq/de/fossile-stromerzeugung/kraftwerke/ abgerufen am 6. Januar 2016). (Wie viele dieser Kraftwerke "Kohlekraftwerke" sind, ist schwer zu ermitteln, weil die jetzt "Dampfkraftwerke mit integrierter Kohlevergasung" heißen. Als Student habe ich noch in einem Kohlekraftwerk mit einem unmodernen Namen gearbeitet, später Wirbelschichtöfen untersucht, alles bei der fürsorglichen Mama).

  
Nun haben die Deutschen wieder Angst. Das Quecksilber gilt als ziemlich schlimmstes Umweltgift und kommt über einen langen Kreislauf an den Erzeuger wieder zurück - nicht in das Kraftwerk, sondern in den Menschen, der es aus der Erde buddelt.

Qeucksilberkreislauf

Quecksilber ist ein besonderer Stoff, ein sehr besonderer. Früher habe ich das Zeug zum Angeln benutzt, damit die Blinker richtig blinkten. Wir hatten immer ein Fläschchen bei uns, wenn wir fischen gingen. Die Angst kam über die Welt in den 1950er Jahren mit Schreckensmeldungen aus Japan. Heute kommen sie vom Nordpol. Auch die Eisbären bleiben nicht verschont. Und unsere Grünen und grün-angehauchten Mitbürger sind derart mit dem Schicksal von niedlichen Eisbären beschäftigt, dass sie die Sache mit dem Quecksilber nicht allzu ernst nehmen. Wenn die SZ meldet "Europas schmutzigste Kraftwerke stehen in Deutschland", dann denkt auch die witzigste Zeitung von Deutschland zuerst an CO2. Wie auch sonst? In 2014 hat Deutschland 745 Millionen Tonnen CO2 "energiebedingt" emittiert (siehe UBA-Bericht), davon etwa die Hälfte die Energiewirtschaft. Da sehen die paar Tonnen Hg eher niedlich aus. 

Noch im Jahre 2013 hatte Die Welt die schreckliche Minimata-Krankheit thematisiert: "Der lange Schatten einer Quecksilber-Katastrophe" (s. dort). ""Quecksilber verteilt sich großräumig um die Erde", erläutert der Meeres-Chemiker Joachim Kuß vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde", hieß es dort u.a. Ja - stimmt, und dafür sorgen z.B. de hohen Essen der Kraftwerke. Und verschleiern dies auch noch. Denn ein Schornstein mit einer Höhe von 300 m lässt das Quecksilber nicht vor der Haustüre regnen, sondern erst in einigen km Entfernung. Vor der Haustür muss man nicht kehren, das müssen Leute im nächsten Bundesstaat oder in Österreich oder Polen (dank der Westmonsunlage von Deutschland).

Und vorgestern berichteten die deutschen Medien davon: "Deutsche Kohlekraftwerke belasten Luft mit Quecksilber" ( Spiegel Online) oder "Das neue Giftproblem der deutschen Kohlekraftwerke" ( Die Welt). Dort steht geschrieben: "Der Quecksilberausstoß durch Kohlekraftwerke ist der Ökopol-Studie zufolge gewaltig. 70 Prozent des Quecksilberausstoßes in Deutschland stammen demnach aus Kohlekraftwerken. Das entspricht der jährlichen Freisetzung von Quecksilber aus 3,5 Millionen Energiesparlampen." Die Größenordnung stammt vom Umweltbundesamt (thru.de, Bericht "Kohlekraftwerke im Fokus der Quecksilberstrategie" von Rolf Beckers, Joachim Heidemeier und Falk Hilliges):

Quecksilber in Deutschland

  
Wie dämlich muss man sein, um ein solches Thema unter die Leute zu bringen, einer kurzfristigen Kampagne zum Verbot der Glühlampe wegen? Ja, die Mama von Osram, die ehemalige, hat früher strategisch gedacht (siehe Kabelkartell mit einer Lebensdauer von 95 Jahren), sozial gehandelt (siehe Siemenstadt in Berlin), klug vernetzt (Gründung der PTB in Berlin (jetzt in Braunschweig), bis die Heuschreckenmentalität auch sie erfasste.

Leuchtmittel verbrauchen mehr Strom als angegeben 
 

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Ob das wirklich eine Neuigkeit ist? Ich denke, der "Trick" ist älter als die EU. Schlimm ist, dass man die Tricks auf neue Leuchtmittel anwendet - und in viel schlimmerem Maße.  Legale Schummelei? Kann doch nicht wahr sein!

Die Nachricht erinnerte mich an meine Studienarbeit. Als ich anno Tobak eine Studienarbeit brauchte, fragte mich ein Professor, ob ich einen Computer programmieren könnte. Ich konnte. So kam ich dazu, eine sehr, sehr wichtige Größe zu berechnen. Ich sollte eine Strahlungsfunktion mit der Kurve der Augenempfindlichkeit multiplizieren. Ich war verblüfft, das sollte so wichtig sein? Der Prof. sagte, ja. Das sei sehr wichtig. Damit würde man eine aus Sicht der Gesetze wichtige Konstante berechnet haben.

   
Warum nicht? Die Konstante nennt sich Km und gibt an, wie viel Licht ein Leuchtmittel aus wie viel Strahlung macht. Das ist sehr bezeichnend für ein Leuchtmittel. Unser Prof. war verblüfft, als er in einem Normenausschuss fragte, wie denn diese Größe berechnet worden wäre. Ihm erklärte man, dass ein Herr XX die Größe mit einem Rechenschieber berechnet hätte. So etwas gab es wirklich, hatte aber mit Schiebung nichts zu tun, eher mit Rechnen. Und wer bitte schön, hat nachgerechnet? Die Antwort war noch verblüffender: "Herr XX rechnet doch immer richtich".

Das wollte unserem Prof. nicht in den Kopf. Professoren sind nämlich eigensinnig. (Umgekehrt gilt nicht, dass jeder Eigensinnige ein Professor sei.) Er fragte mich, ob ich die Aufgabe annehme. Ich wollte. Erst musste aber ein Rechner gefunden werden, was nicht so leicht war, denn damals wurden Computer nicht über den Ladentisch verkauft und kosteten Millionen - Mark und nicht etwa Peseten. Die Wahl fiel auf Ingo Rechenberg, damals noch nicht Professor, nicht einmal Doktor, aber interessiert an der Evolution der Natur. 

   
Die Berechnung ergab, zu unserer Verblüffung, dass der genormte Wert um 10% falsch lag. Ergo: Aus den Lampen kommt 10% zu wenig Licht.

Ob Zufall oder nicht, die Zahl "10%" begegnete mir etwa 10 Jahre später bei der Planung von Beleuchtung von einigen Büros. Man musste die erforderliche Zahl von Lampen berechnen und darauf 10% aufschlagen. Warum? Das erklärte mir einer, der es besser weiß als die meisten Fachleute. Ist aber besser, seinen Namen nicht zu nennen.

 
Die Antwort war auch verblüffend: Die Lampenhersteller geben falsche Daten an. Damals hieß die EU nicht einmal EG, sondern EWG. Da der Name W wie Wirtschaft enthielt, hat sie damals solche Nachrichten wie die heutige nicht verbreitet. Ich denke, die Sache ist schlimmer als mit den geschönten Abgaswerten von Autos. Denn man berief sich auf Toleranzen. Aber darunter versteht man mal auf, mal ab, aber nie immer in die gleiche Richtung.

Man kann so etwas nicht Schummelei mit Toleranzen nennen. Das StGB, für einschlägige Kreise Strafgesetzbuch, kennt für eine Irreführung mit Vorsatz nur einen Namen, der aber nicht Schummelei heißt.
 

Schlimm ist die Sache allerdings nicht allzu. Denn man kennt sie und rechnet entsprechend nach. Ich denke, alle Planungsprogramme berücksichtigen das. Was sie nicht kennen, ist das Schummeln mit dem Spektrum. So hat das Auge die größte Empfindlichkeit bei Grün-Gelb. Wenn eine Lampe ihr Licht in diesem Bereich abgibt, besitzt sie eine imposante Effizienz (Lichtausbeute). So schießt die nahezu monochromatisch ausstrahlende Natriumdampflampe (Niederdruck) den Vogel ab. Fragt sich, was man mit deren Licht machen kann. Vielleicht Gruselkabinett beleuchten? Halloween wäre auch eine Anwendung, leider nur für eine einzige Nacht im Jahr. Etwas besser geht es mit der Schwester, der Hochdrucklampe mit Natrium. Wer nachts über Belgien fliegt, der sieht die ganzen Autobahnen in das fahle Licht der Natriumdampfhochdrucklampe gehüllt.

Der Verantwortliche dafür wollte die Lampe auch im Innenraum verwendet sehen, wegen der großen Effizienz. Die Lampe entwickelt aus wenig Watt viel Lumen, so wie man in Holland aus wenig Erde viele Tomaten zieht. Die haben aber, wenn auch keinen Geschmack, wenigstens Farbe. Deswegen hatte einst dieses hohe Tier von einer Lampenfabrik dieses Prachtstück in die Innenraumbeleuchtung einbringen wollen. Was freilich misslang, weil mein damaliger Chef dem Mann androhte, die Lampe zuerst im Raum dessen Sekretärin zu installieren. Wir als Studenten frotzelten, man könnte doch die Mädels von der Straße des 17. Juni damit vertreiben, weil entweder diese, die Mädels, wie bleiche Geister aussehen würden, oder die Freier wie Zombies. Auf jeden Fall wäre der Liebesbazaar zu Fall gekommen, weil keine Liebe zustande.

Aber auch solche Dinge kennt man und setzt die Lampen halt dort ein, wo sie eher nützen denn schaden. Schlimm wird allerdings, wenn sich die Energiesparer auf den Plan gerufen fühlen. Die Lampe mit dem grauenhaftesten Licht ist nämlich die einzige mit der Bezeichnung A+++. Da sage mal einer, man wüsste nicht, was Effizienz heißt.

  
Solche Naseweiße, und nicht nur die führen die LED-Hersteller an dem Nasenring durch die Manege. Man schummelt eine hohe Lichtausbeute vor, indem man das Spektrum Richtung grün verlagert. Rechnerisch mehr Licht, praktisch Grünstich bzw. das Gegenteil der Effizienz, vergleichbar damit, dass man mehr Wasser in die Suppe tut und meint, man hätte mehr Suppe. Zwar sind die LED-Hersteller hauptsächlich in Asien beheimatet, sie sind aber bei den westlichen Herstellern in die Schule gegangen, die ihnen das vorgemacht haben, als sie die Dreibandenlampe "effizient" machten. Damals wurden die drei Leuchtstoffe so gewählt, dass rechnerisch viel Licht rauskommt, praktisch eine miserable Farbwiedergabe. Und die hat man auch noch geschönt, indem man Testfarben gewählt hat, die es nicht gibt. Und so, dass ein möglichst hoher Wert herauskam. Und damit die "effiziente" Lampe nicht drittklassig erscheint, wurde - Achtung Geniestreich - das Klassemang entsprechend geändert: Es gibt 1A (>90), 1B (80 - 89), 2A (70 - 79), 2B usw. Und unsere Natriumdampflampe, die ansonsten 6-klassig wäre, belegt einen respektablen 4. Platz. 

So werden Champions gemacht!

Unglaublich aber wahr - Die Wunderlampe

Dieses Prachtstück von einer Tischleuchte ging mir gestern ins Netz, etwa zu der Zeit, als die SPD den großen Propagandisten (s. hier) der Lampe abwatschte. Es ist tatsächlich in Gebrauch! Wie verzweifelt müssen die Leute sein, die dieses Objekt der üblichen Beleuchtung vorziehen, die sie abschalten, wenn sie arbeiten?

Solche wunderlichen Exemplare der Energiesparlampe hängen eigentlich in armen Ländern über Salatständen u.ä. Sie beleuchten z.B. Trinklokale, in denen Kakerlaken Wettrennen auf dem Boden veranstalten, zuweilen Einsiedlerkrebse im Müll wühlen u.ä. Dieses Prachtstück steht aber in einem deutschen Büro betrieben von einem nicht allzu armen Unternehmen.

In eingeweihten Lichttechnikerkreisen gibt es ein nicht totzuschlagendes Gerücht, dass Tischleuchten verboten seien. Diese hier muss verboten werden, weil es verboten ausschaut. (Die Farbe der Lampe ist nicht echt, sondern gephotoshopped) Echt verboten hatte sich die Branche Tischleuchten durch eigene Weisheit: Man war in den 1970ern der Meinung, in einer Beleuchtungsanlage dürfte nur eine Lichtfarbe vorhanden sein, sonst würde Zwielicht entstehen. Da die schön effizienten Stablampen eine Länge von mindestens ein Meter hatten, und in der Branche ein zweites nicht-totzuschlagendes Gerücht herumlief, dass nur 1,5 m Lampen wirtschaftlich seien, sahen die Tischleuchten mit solchen Lampen ganz schön schlimm aus. Die Intelligenzbestien hatten aber die Wirtschaftlichkeit mitgenormt.

Eigentlich kann man nicht von aussehen sprechen - sie sahen verboten aus. Die einschlägige Beleuchtungsnorm DIN 5035-1 enthielt etwas, was auch verboten aussieht: Sie verlangte allen Ernstes "Die Einzelplatzbeleuchtung ist so auszulegen, dass sie ohne Berücksichtigung der Allgemeinbeleuchtung auf der gesamten der jeweiligen Tätigkeit dienenden Fläche des Arbeitsplatzes mindestens eine Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke Emin:E von 1:6 erreicht."

Da soll mal einer probieren, wie er mit einer Leuchte in mäßiger Höhe über dem Tisch von einem Ende eines 160 cm Tisches zum anderen diese Gleichmäßigkeit erreicht. Es geht! Allerdings blendet das Zeug so schlimm, dass das tatsächlich realisierte Produkt (der Firma Siemens) namens 2K wie Blei in den Verkaufsregalen lagerte. Das 1K Exemplar mit der Energiesparlampe ist auch nicht verachten. Allerdings ein No-Name Produkt!

 
Die historische Wunderlampe, die einem Jüngling gehörte, der heutzutage nur unter abenteuerlichen Wege in unser schönes Land käme, wenn überhaupt, reagierte auf Streicheln und leerte ihr Füllhorn. Der kaum als gelungen zu bezeichnende Nachfahre hier schüttet bestenfalls Entsetzen aus.

Wer hätte geglaubt, dass zum Ende des Internationalen Jahres des Lichts dieses Designwunder in einem zivilisierten Land noch in Betrieb ist? Es ist!

Verlust der Nacht

Wer hätte das gedacht! Die Zahl derer, die die Nacht, also das Dunkle, retten wollen, ist Legion. Was ist denn passiert? Eigentlich das, was alle wollten, Licht immer wenn ich will. So stehen in Deutschland 9 Millionen Straßenlaternen Nacht für Nacht sich die Beine in den Bauch - Pardon den Sockel in die Erde - und warten darauf, dass einer mal vorbeischaut. Selbst auf den Malediven, wo es keine richtigen Straßen gibt und auch keine Fußgänger nach dem Nachtgebet, stehen die Dinger rum und leuchten aufs offene Meer. Man kann viele Autos nachts vom Flieger aus sehen, weil sie den Himmel beleuchten. Und unsere Städte verwandeln sich langsam aber sicher in Mini-Las-Vegas.

Seit langem hatte ich hier vor der Lichtverschmutzung gewarnt, spätestens dann, als ich 1.000 km off Manila auf einer einsamen Insel nachts habe die Überschriften der Zeitung klar lesen können. Hunderte Fischerboote, jedes bestückt mit einer Lampe entsprechend einer Leistung von ein kW, ließen den Himmel hell leuchten. (hier, da und dort). Heute fand ich zufällig Nachrichten über eine Konferenz zum Verlust der Nacht u.v.a.m. Wer sich interessiert, kann die unten angegebenen Websites besuchen (und sich die Nächte um die Ohren schlagen). Die Konferenz heißt ALAN (artificial light at night) und wird September 2016 in Cluj/Transylvanien stattfinden, nicht weit weg von einem Schloss, dessen Hausherr seine nächtlichen Flüge wegen des vielen Lichts hat einschränken müssen. (mehr zur Konferenz hier)

 
In dieser Stadt habe ich als Jugendlicher nachts auf meinem Boot einen Eimer Wasser ausgeschüttet, um etwas zu erkennen, auch wenn nur schemenhaft. Das Meeresleuchten hat für kurze Zeit gereicht. Jetzt quillt das Licht bis zum ISS. Dass die Astronauten dort schlafen können, geht nur, weil das Wummern der Discos es nicht zum Himmel schafft. Und wo die lila Lichter ihr Unwesen treiben, konnte man in der Ferne die Hagia Sofia sehen.

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Wie viele Sterne gibt es am Himmel? Astronomen würden sagen, unendlich viele. Ein Dorfbewohner in Deutschland wird sie auf viele tausend schätzen. Ein armer Großstädter sieht meistens einige blasse Pünktchen, wenn er Glück hat. Aber auch auf fernen Inseln kann man erleben, dass die Leute kaum Sterne sehen, weil die Lichter von Ferienresorts oder Fischereiflotten die Nacht zum Tag machen. Nach einer Stunde im Dunklen und am Wasser, besser noch im Wasser, darf man mit Fug und Recht behaupten, man hätte doppelt so viele Sterne gesehen wie die Astronomen, weil diese den Sternenschein im Wasser nicht ins Visier nehmen. Eine dunkle tropische Nacht im oder auf dem Wasser beschert einem eine mit riesigen Diamanten besetzte Himmelskuppel und deren Ebenbild im Wasser. Wenn man 10.000 und mehr bunte LEDs einem vor die Nase setzt, ziehen sich die Sterne indigniert zurück und überlassen die Bühne der schreienden künstlichen Konkurrenz.

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http://www.zukunftsprojekt-erde.de/mitmachen/verlust-der-nacht.html

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