|
Bildungsatlas Optische Technologien
Partner der
|
|
Schwerpunkt Lichttechnik
Vorstellung des Schwerpunktes
Die Lichttechnik (Lichterzeugung, Lichtmesstechnik, Beleuchtungstechnik) hat im Raum Berlin-Brandenburg
eine lange Tradition. Dies betrifft die Schaffung der wissenschaftlichen Grundlagen, die Entwicklung
und die Produktion von Lichtquellen, Beleuchtungsanlagen, Lichtmesseinrichtungen sowie die metrologischen
Grundlagen der Lichtmessung. Die Lichttechnik gehört in Deutschland zu den Zukunftsindustrien mit hoher
Wachstumsdynamik und erheblichem Exportanteil. Sie hat wesentliche Querverbindungen zur Gebäudetechnik,
Solarenergienutzung, Umwelttechnik und zu Gesundheitsaspekten.
Innerhalb von OpTecBB sollen sich aus der engeren Verknüpfung von lichttechnischen Kernbereichen bzw.
den an die Lichttechnik angrenzenden Bereichen (LED-, OLED- Entwicklung, Lasertechnik, Materialanalytik,
Spektroskopie etc.) - vertikale Vernetzung - Synergien ergeben, die nicht nur die Themenschwerpunkte der
Lichttechnik selbst beeinflussen, sondern auch unterstützend für die Schaffung innovativer Produkte der
einschlägigen Unternehmen sein können.
Lichttechnik am Wirtschaftsstandort Berlin
Auch für den Wirtschaftsstandort Berlin-Brandenburg hat die Lichttechnik nach wie vor eine
standortprägende Bedeutung.
Die Firma OSRAM GmbH als einer der beiden weltmarktführenden Lampenhersteller ist in Berlin mit
einem bedeutenden High-tech Produktionsstandort (2000 Mitarbeiter) angesiedelt. Das Spektrum reicht
jedoch bedeutend weiter. Zu den weltweit agierenden Leuchtenherstellern gehören die Firmen Semperlux
und Sill. Mehrere Lichtplanungsbüros sowie die zur internationalen Spitzengruppe gehörende LMT
Lichtmesstechnik GmbH Berlin prägen den Standort. Im Innovationspark Wuhlheide sind verschiedene
KMU angesiedelt, die opto-elektronische Anzeigemodule sowie optische Gebäudeleittechnik herstellen.
Die Produktion von Vorschaltmodulen für Niederspannungsleuchten ergänzt das Profil ebenso wie
Beleuchtungstechnik für Film und Bühne. Mit dem Institut für Lichttechnik an der TU Berlin verfügt
die Region über eines von drei Universitätsinstituten auf diesem Gebiet in Deutschland.
Die Lichttechnik schafft als wichtiger Wirtschaftsfaktor in der Region mehr als 4000 Arbeitsplätze
für Beschäftigte aus Berlin und Brandenburg, die es für die Zukunft durch neue Innovationen zu sichern
und auszubauen gilt.
Kompetenzen
Die Lichttechnik als spezieller Teil der optischen Technologien entwickelt sich mehr und mehr zu einem
High-tech Markt, für den in den nächsten Jahren entscheidende Innovationen zu erwarten sind.
Die historisch gewachsene Kompetenz, wie sie insbesondere durch die Firma OSRAM und durch das Fachgebiet
Lichttechnik der TU Berlin vertreten werden, sowie zahlreiche zur internationalen Spitzenklasse zählende
Ausgründungen auf dem Gebiet Lichtmesstechnik und der Lichtplanung, eine Reihe international agierender
mittelständischer Unternehmen und die breite Palette von Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen in
angrenzenden Fachdisziplinen der Lasertechniken, Materialforschung, Mess- und Prüftechnik u.a. machen
die Attraktivität des Industriestandortes Berlin- Brandenburg aus.
Diese Kombination verschiedener Kompetenzen begründet die Alleinstellungs-merkmale der Region im nationalen
und internationalen Vergleich.
Themenschwerpunkte bzw. aktuelle Forschungsschwerpunkte
Die Handlungsempfehlungen der deutschen Agenda ergeben zusammen mit dem gegenwärtig bearbeiteten
Themenspektrum folgende Forschungsschwerpunke für die Lichttechnik in der Region Berlin-Brandenburg:
Lichterzeugung
- Lampentechnik
Die zukünftige Entwicklung hocheffizienter Entladungslampen setzt die
Beherrschung komplizierter Strahlungs- und Transportprozesse in Gasentladungen,
von Elektrodenmechanismen und des Zusammenwirkens mit elektronischer
Vorschalttechnik voraus. Um der zukünftig wachsenden Bedeutung von LED und OLED gerecht werden zu können, sind ihre Einsatzbereiche auf die Beleuchtung zu erweitern und neue Gestaltungsmöglichkeiten zu entwickeln.
- KFZ-Lampen
Für ein umweltgerechtes Recycling sind dabei neue Lichtquellen ohne gesundheits- und umweltrelevante Stoffe zu entwickeln (z. B. quecksilberfreie Hochdrucklampen, Eximerentladungen, Hochleistungs-LED).
- Lichterzeugung und Umwelt
Über die energieeffiziente Beleuchtung lässt sich in Deutschland der CO2-Ausstoß um 5 Mio. t CO2 pro Jahr reduzieren.
In Deutschland werden pro Jahr 1,5 t Quecksilber bei der Produktion von Entladungslampen eingesetzt.
Mit der Firma OSRAM wird erforscht, ob das umweltrelevante Element Hg in Entladungslampen durch andere Elemente ersetzt werden kann (Plasmaphysik, Gasentladungen).
Beleuchtungstechnik
- Adaptive Beleuchtung
Mit elektronischen Kontrollsystemen unter Verwendung neuronaler Netze sind
selbstlernende Beleuchtungssysteme aufzubauen; individuelle Bedürfnisse bei
vorgegebenen Umgebungsbedingungen und Nutzung neuartiger Lichtquellen
sind zu berücksichtigen.
- Solarstrahlung
Die direkte Nutzung des Sonnenlichtes für die Beleuchtung von Innenräumen
ist die eleganteste Form der Solarenergienutzung (keine Wandlung). So ist
solare Gebäudetechnik ein unverzichtbarer Bestandteil der Energiewirtschaft
des 21. Jahrhunderts. Sie trägt zur Verbesserung der Energiebilanz, zur Reduzierung
des volkswirtschaftlichen Gesamtenergieumsatzes, zur Erhöhung
der ergonomischen Qualität und des biologisch relevanten Strahlungsklimas von Arbeitsplätzen bei.
- Kfz-Beleuchtung
Für die Kfz-Beleuchtung werden bereits in naher Zukunft sensorgesteuerte
intelligente Lichtsysteme eingesetzt, die eine Verbesserung der Fahrsicherheit,
des Fahrkomforts, der Entsorgung und der Autoästhetik begünstigen.
"Mitdenkende" Lichtsysteme sollten eine der Fahrdynamik, der Verkehrssituation
und den Umweltbedingungen (Helligkeit, Witterung, Nebel) angepasste
Funktion realisieren.
Lichtmesstechnik
Die Lichtmesstechnik muss in Zukunft intelligente Sensoren entwickeln, die
zum einen spektral an vorgegebene Wirkungsspektren anzupassen sind und
zum anderen in Kombination mit programmierbaren elektronischen
Baugruppen autoadaptive Beleuchtungssysteme steuern. Licht und Strahlung
lassen sich in Kombination mit geeigneten Sensoren vielseitig in der
elektrischen Messtechnik anwenden. Beispiele: berührungslose
Temperaturmessung, Lasertechniken, Materialprüfung, Prozesssteuerungen
Projekte
Im Rahmen des vom OptecBB initiierten Projektes "Innovative Beleuchtung" erforscht und entwickelt das Fachgebiet Lichttechnik der TU Berlin neue Beleuchtungstechnologien auf aktuellem Stand von Technik und Wirtschaftlichkeit. Hohe Energieeffizienz, Langlebigkeit und geringe Störanfälligkeit zeichnen diese Systeme ebenso aus wie die minimierten Unterhaltungs-, Wartungs- und Reparaturkosten.
Neue Materialien und Technologien, wie adaptive Beleuchtungssysteme mit High Power LEDs passen die Ausleuchtung von Fahrbahn und Gehwegen "smart" an die jeweilige Verkehrssituation und die örtlichen sowie architektonischen Gegebenheiten an und ermöglichen höchste Integrierbarkeit und Flexibilität. Im idealen Fall betrifft dies über die Anpassung der Helligkeit hinaus auch die situationsangemessene Wahl der Lichtfarbe. So werden Sehleistung, Sicherheits- und Arbeitskomfort optimiert.
Gleichzeitig tragen diese Systeme aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz zu einer Verringerung der Betriebskosten der öffentlichen Straßenbeleuchtung bei, da sie die Straße exakt und ausschließlich dort ausleuchten wo es erwünscht und nötig ist. So werden mit optimierten Lichtverteilungen und angepassten spektralen Charakteristiken der Leuchten lediglich die für den Verkehr relevanten Bereiche von Fahrbahn und Gehwegen beleuchtet.
Dies reduziert die Lichtverschmutzung erheblich.
Zusätzlich wird bei der Wahl der spektralen Verteilung des eingesetzten Lichtes die Empfindlichkeit der Wahrnehmung von Insekten berücksichtigt, um die biologische Verträglichkeit für Insekten zu gewährleisten.
Zurzeit werden im Rahmen des Projektes "Innovative Beleuchtung" Konzepte entwickelt, um mit innovativen Beleuchtungstechniken die in Berlin weiträumig vertretenen historischen Gasleuchten zeitgerecht zu ersetzen. Vom Fachgebiet Lichttechnik in diesem Zusammenhang durchgeführte Akzeptanzuntersuchungen zeigen, dass die allgemeine Haltung gegenüber einem Ersatz historischer Gasleuchten durch innovative Beleuchtung als überaus positiv bezeichnet werden kann.
Zielstellungen
Die Ziele des Schwerpunktes konzentrieren sich auf die Umsetzung und Weiterentwicklung der langfristigen Aufgabenstellungen und Lösungsansätze, auf denen in der Region Berlin im nationalen und internationalen Vergleich besonders starke Kompetenzen und Ressourcen vorliegen und die für die ansässigen Unternehmen von entscheidender Bedeutung sind.
Mit der Bearbeitung o.g. Themen werden folgende Zielstellungen verfolgt:
|
|
|
