Die Glühbirne hält seit hundert Jahren, aber das Licht der Innovation erlischt nie

Die Glühbirne hält seit hundert Jahren, aber das Licht der Innovation erlischt nie

Der Kreislauf der Nacht veranschaulicht die Unvermeidlichkeit der Beleuchtung, doch die Eroberung der Nacht wird zu einer technologischen Revolution ohne Ende. Die jahrhundertelange Entwicklung der „Glühbirne“, die vom Licht der Innovation dominiert wird, hat zu einer deutlichen Steigerung der „Helligkeit“ Chinas geführt.

Glühbirne erleuchtet China

(Bildquelle: image.so.com)

„Brennender“ Wolframfaden verändert Chinas „Helligkeit“

Obwohl Glühlampen abgeschafft wurden, sind sie in der Erinnerung der Chinesen noch immer lebendig. Das birnenförmige Bild der Glühlampe, das an das angenehme Gefühl des Sonnenlichts erinnert, hat Generationen von Chinesen berührt.

Glühlampen sind elektrische Lichtquellen, die auf dem Prinzip der Wärmestrahlung basieren. Sie geben Licht ab, indem sie den Glühfaden mit elektrischem Strom erhitzen. Da der Glühfaden im glühenden Zustand arbeitet, spricht man von einer Glühlampe.

Der Weg, auf dem die „Wolframfilament-Zivilisation“ China zugute kommen soll, ist jedoch nicht einfach. Im Februar 1882 eröffneten die Briten in Shanghai ein Elektrizitätsunternehmen und installierten 15 Glühlampen. In den folgenden 40 Jahren waren alle in meinem Land verwendeten Glühlampen ausländische Produkte.

Hu Xiyuan, bekannt als „Vater der chinesischen Glühbirnen“, war schon in jungen Jahren entschlossen, Chinas eigene Glühbirnen zu entwickeln. Am 4. April 1921 führte Hu Xiyuan eine Probeproduktion der ersten im Inland hergestellten Glühlampe mit langem Glühfaden durch. Im Jahr 1923 gründete Hu Xiyuan die China Yapule Light Bulb Factory, die erste nationale Glühbirnenfabrik Chinas.

Inländische Glühlampe der Marke "Yapule"

(Fotoquelle: blog.sina.com.cn)

Zu Beginn der Gründung der Volksrepublik China war die installierte Stromerzeugungskapazität unseres Landes jedoch sehr begrenzt, sodass der Weg zur Verbreitung von Glühlampen sehr lang war. „Strom, Telefon, oben und unten.“ Dies war die Vision der Menschen jener Zeit von einem besseren Leben in der Zukunft.

Nach der Gründung des neuen China erlebte die moderne Elektrobeleuchtungsindustrie meines Landes einen Aufschwung. Im September 1959 wurde die China Yapule Light Bulb Factory in Shanghai Yaming Light Bulb Factory umbenannt und die Marke „Ya“ wurde in unserem Land zu einem bekannten Namen.

Mit der Entwicklung der Elektrizitätswirtschaft meines Landes haben Glühlampen nach und nach in Tausenden von Haushalten Einzug gehalten. In den 1980er Jahren waren Glühlampen bereits weit verbreitet, in den meisten Haushalten wurden jedoch 15-Watt-Glühlampen verwendet.

Im Jahr 2006 startete die State Grid Corporation of China das Projekt „Strom für jeden Haushalt“, um das Problem der Stromversorgung der Bevölkerung ohne Elektrizität zu lösen. Nach Jahrzehnten der Popularisierung hat der „brennende“ Wolframfaden die „Helligkeit“ Chinas erheblich gesteigert und den Chinesen einen neuen Lebensstil beschert.

Halogenlampen sparen Wolfram-Glühfäden und feiern ein glänzendes Debüt

In den Köpfen der Chinesen sind Glühlampen einfach ein Synonym für elektrische Lichtquellen. Die Schwachstelle von Glühlampen ist jedoch ihre Ineffizienz. Bei den meisten Glühlampen liegt der Energienutzungsgrad unter 10 % und über 90 % der elektrischen Energie werden in Form von Wärmeenergie verschwendet.

Es wurde berichtet, dass eine Erhöhung der Temperatur des Wolframfadens die Lichtausbeute verbessern kann. Wenn die Temperatur jedoch über 2773 K liegt, sublimiert eine große Menge Wolfram, wodurch die Glasbirne schwarz wird und das Licht schwächer wird. Um dieses Problem zu lösen, wurden Halogenlampen für den Hausgebrauch entwickelt.

Im Jahr 1961 gelang es Cai Zuquan, dem „Vater der chinesischen elektrischen Lichtquellen“, und anderen, die erste Halogenlampe meines Landes zu entwickeln. Drei Jahre später wurde in meinem Land erfolgreich die erste 1000-Watt-Halogenlampe entwickelt. Im Jahr 1965 gewannen Cai Zuquan und andere den zweiten bzw. dritten Preis des National Invention Award.

Cai Zuquan und andere versuchten, eine neue Lichtquelle herzustellen (Cai Zuquan ist der Erste von rechts)

(Bildquelle: mp.weixin.qq.com)

Tatsächlich sind Halogenlampen, auch Wolfram-Halogenlampen genannt, eine verbesserte Version von Glühlampen. Es zeigt sich, dass durch das Einfüllen von Halogenelementen oder Halogeniden in Glühlampen und die Ausnutzung des Halogen-Wolfram-Kreislaufprinzips die Schwärzung der Glashülle von Glühlampen verhindert werden kann. Die Helligkeit von Halogenlampen kann im Vergleich zu Glühlampen um das 1,5-fache erhöht und ihre Lebensdauer um das 2-3-fache verlängert werden.

Schematische Darstellung des Wolfram-Halogen-Kreislaufs (Bildquelle: quora.com)

Wir wissen, dass die Scheinwerfer die „Augen“ eines Autos sind. Halogenlampen werden seit langem als Autoscheinwerfer verwendet. Ihre Hauptvorteile sind der niedrige Preis, die schnelle Öffnungsgeschwindigkeit und die gute Durchdringung. Allerdings hat es auch die Nachteile einer hohen Temperatur, einer geringen Helligkeit und einer geringen Haltbarkeit. Heute werden in den Scheinwerfern der Economy-Modelle noch Halogenlampen verwendet. Gleichzeitig werden Halogenlampen auch in der Gewerbe- und Unterhaltungsbeleuchtung sowie in der Außenbeleuchtung eingesetzt.

Autoscheinwerfer (Bildquelle: news.bitauto.com)

Energiesparlampen: Opfern Sie sich, um eine Legende zu schaffen

Im Zuge der Einsparung von CO2-Emissionen hat unser Land einen Zeitplan für die schrittweise Abschaffung der Glühlampen erstellt. Am 1. Oktober 2012 traten für die herkömmlichen Glühlampen über 100 Watt in meinem Land die Phase der inhaltlichen Streichung von der Liste ein, womit offiziell das Ende der Glühlampen in meinem Land eingeläutet wurde.

Im Laufe der Zeit wurden Energiesparlampen zu einer Ersatzlichtquelle für herkömmliche Glühlampen. Tatsächlich ist Energiesparlampe nur ein allgemeiner Begriff, der sich im Allgemeinen auf einseitig gesockelte Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen bezieht. Erstere verfügen über separate Lampenröhren und Vorschaltgeräte, während letztere über integrierte Lampenröhren und Vorschaltgeräte verfügen.

Wenn wir über Chinas Energiesparlampen sprechen, dürfen wir die Geschichte von Cai Zuquan nicht unerwähnt lassen. Cai Zuquan, bekannt als Arbeiterwissenschaftler, begann als Glasmacherlehrling und begann mit der Erforschung elektrischer Lichtquellen. Anfang der 1980er Jahre nahm Cai Zuquan an einer Konferenz zur Lichttechnologie in Deutschland teil und brachte ein kleines, unauffälliges Glasobjekt mit.

Bronzestatue von Herrn Cai Zuquan

(Fotoquelle: Fudan News and Culture Network)

Tatsächlich handelt es sich dabei um die erste Generation von Energiesparlampen im Ausland. Anschließend entwickelte Cai Zuquan eine Reihe energiesparender Leuchtstofflampen für den Hausgebrauch. 1985 gewann die von Cai Zuquan entwickelte Energiespar-Leuchtstofflampe vom Typ H den dritten Preis des National Science and Technology Progress Award. 1995 gewann die doppelte U-förmige Energiespar-Leuchtstofflampe den zweiten Preis des Shanghai Science and Technology Progress Award.

Der Aufbau von Energiesparlampen

(Bildquelle: energystar.gov)

Sowohl Energiesparlampen als auch Langrohr-Leuchtstofflampen sind Gasentladungslampen, die durch eine Gasentladung elektrische Energie in Lichtenergie umwandeln. Im Betrieb erzeugt der Niederdruck-Quecksilberdampfbogen in der Lampenröhre ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 253,7 Nanometern. Ultraviolettes Licht ist unsichtbares Licht, kann jedoch den Leuchtstoff (drei Primärfarben-Seltenerd-Leuchtstoff) an der Röhrenwand zur Emission von weißem sichtbarem Licht anregen.

Als Ersatzlichtquelle für Glühlampen haben Energiesparlampen einen „schmerzhaften“ Weg zur Popularität hinter sich. Anstatt die Gewohnheiten der Verbraucher zu ändern, würden sie lieber selbst darunter leiden. Dies ist die Logik hinter Energiesparlampen. Das Falten und Verdrehen der Lampenröhre dient dazu, sie auf ein Volumen aufzurollen, das dem einer Glühlampe entspricht, um den Austausch der Glühbirne zu erleichtern. Gleichzeitig wird durch die Länge der Leuchtstoffröhre eine gewisse Energieeffizienz gewährleistet.

Die Innovation der Energiesparlampen besteht darin, dass sie die hohe Energieeffizienz von Leuchtstofflampen mit dem Komfort von Glühlampen kombinieren. Die Lampenfassung von Energiesparlampen ist die gleiche wie die von gewöhnlichen Glühlampen, sodass sie Glühlampen direkt ersetzen können.

Ein Fest aus Lichtern und Feuer, wer wird die Welt „chinesischrot“ färben?

Unvergesslich ist die Eröffnungsfeier der Olympischen Spiele 2008 im Vogelnest. Es war einfach ein Fest aus Lichtern und Feuer.

Ein Fest aus Lichtern und Feuer (Fotoquelle: baijiahao.baidu.com)

Um die Themenfarbe „Chinesisches Rot“ hervorzuheben, wurde die Wallwasher-Beleuchtung zum Highlight. Nach wiederholten Experimenten wurden rote Metallhalogenidlampen zum Protagonisten der Wandfluter. Metallhalogenidlampe ist die Abkürzung für Halogen-Metalldampflampe. Es handelt sich um eine neuartige Hochleistungs-Gasentladungslampe mit einer mit Metallhalogenid gefüllten Lichtbogenröhre. Es zeichnet sich durch eine gute Lichtfarbe und eine hohe Lichtausbeute aus.

In den frühen 1970er Jahren arbeiteten die Universität Fudan und die Glühlampenfabrik Nanjing zusammen, um die erste Metallhalogenidlampe meines Landes herzustellen. In den 1990er Jahren hatte mein Land mehrere Produktionslinien für Innenröhren von Metallhalogenlampen aus dem Ausland eingeführt. Nach mehr als 40 Jahren Entwicklung ist die Produktionstechnologie für Metallhalogenidlampen in meinem Land ausgereift und hat sich zu einem bedeutenden Hersteller von Metallhalogenidlampen entwickelt.

Warum können Halogen-Metalldampflampen farbiges Licht abgeben? Durch die Zugabe verschiedener Metallhalogenide können Metallhalogenidlampen mit unterschiedlichen Lichtfarben hergestellt werden, um den Lichtfarbanforderungen bestimmter Anlässe gerecht zu werden. Nach dem Zünden der Metallhalogenidlampe führt die vom Lichtbogen erzeugte Hitze dazu, dass das an der Rohrwand haftende Metallhalogenid sublimiert und die Halogenidmoleküle unter der hohen Temperatur des Lichtbogens in Metallatome und Halogenatome zerfallen. Im Lichtbogen werden Metallatome angeregt und geben das für das Metall charakteristische Spektrum ab, beispielsweise grünes Licht von Thalliumiodid, blaues Licht von Indiumiodid und rotes Licht von Lithiumiodid.

Metallhalogenid ist seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Beleuchtung von Sportstadien und findet auch bei Außenaufnahmen, im Fotojournalismus, bei Großbildprojektionen und in der Effektbeleuchtung wichtige Anwendung. Gleichzeitig kann es auch zur Beleuchtung von Flughäfen, Bahnhöfen, Häfen und städtischen Beleuchtungsprojekten eingesetzt werden.

LED-Leuchten leuchten hell mit „Kern“-Beleuchtung

Das 21. Jahrhundert ist das Jahrhundert der LED-Beleuchtung (Leuchtdioden). LED ist ein Halbleiter, der elektrische Energie direkt in Lichtenergie umwandeln kann, indem er das Prinzip der elektrischen Feldlumineszenz nutzt.

Das Halbleiterbeleuchtungsprojekt meines Landes wurde 2003 gestartet. Im Jahr 2008 machte die Demonstration der Anwendung der LED-Beleuchtungssystemintegrationstechnologie bei den Olympischen Spielen in Peking die LED-Beleuchtung zu einer wichtigen Kraft bei der Unterstützung grüner Beleuchtung und der technologischen Olympischen Spiele.

Im Jahr 2010 bot die Weltausstellung in Shanghai eine breite Bühne für die großflächige Anwendung von LED-Beleuchtung. Etwa 1,05 Milliarden LED-Chips kamen an verschiedenen Orten zum Einsatz und bildeten damit die weltweit größte LED-Landschaft.

Energieeinsparung und Umweltschutz sind die ewigen Themen der globalen nachhaltigen Entwicklung und daher auch wichtige Kriterien für die Beurteilung der Qualität von Lichtquellen. Als Kernkomponente von LED-Lampen wird der technologische Durchbruch der LED-Chips der LED-Beleuchtung eine hervorragende Qualität verleihen.

Der übermäßige Wärmeverbrauch von Glühlampen führte zu ihrer Streichung aus dem Sortiment. Heutzutage sind LED-Lampen kühler, was eine geringere Wärmeentwicklung und eine höhere Energieeffizienz bedeutet. Es handelt sich also um einen großen technologischen Fortschritt. Energiesparlampen sind nur im Vergleich zu Glühlampen energiesparend, verfügen jedoch nicht über den Energiesparvorteil gegenüber LED-Lampen.

Darüber hinaus enthalten Energiesparlampen Spuren von Quecksilber, das bei Freisetzung in die Umwelt zu Schadstoffen führen kann. LED-Lampen enthalten kein Quecksilber, keine Ultraviolett- und keine Infrarotstrahlen und werden für ihre Umweltfreundlichkeit gelobt. Mittlerweile ist die LED-Beleuchtung in meinem Land zum Highlight der grünen Beleuchtung geworden.

Innovation ist die Seele einer Nation. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist eine kleine Glühbirne, die das große China erleuchtet. Die innovativen Geschichten rund um Glühbirnen zeugen davon, wie Glühbirnen das Leben in meinem Land verändert haben.

Verweise

[1] Chinesische Gesellschaft für Beleuchtungstechnik, Pekinger Gesellschaft für Beleuchtungstechnik. 200 Fragen zu umweltfreundlicher Beleuchtung, China Electric Power Press, 2008.

[2] Su Genglin et al., Entering Green Lighting, China Electric Power Press, 2010.

[3] Nationale Allianz für Forschung und Industrie im Bereich Halbleiterbeleuchtungstechnik. Halbleiterbeleuchtung: China Dream, Chemical Industry Press, Ausgabe 2013.

[4] Jiang Yuan. „Geschichte der Lichtquellenentwicklung (II)“, Beleuchtung und Beleuchtung, Nr. 2, 2010.

[5] Li Guangnan. Wissenschaftliche Nutzung von Licht für gesunde Beleuchtung, Blue Sky Publishing House, 2013.

[6] Lin Min und Cui Yin, Southeast Business Daily. „Hu Xiyuan, der ‚Vater der chinesischen Glühbirnen‘, bringt das Licht inländischer Produkte zum Leuchten“, China Ningbo Network, 25.05.2014.