Erleuchtung im Kühlmöbel

Die Beleuchtung in Kühl- und Tiefkühlgeräten spielt für die ansprechende Warenpräsentation im Lebensmitteleinzelhandel eine zentrale Rolle. Seit Jahren wird in diesem Bereich nach energieeffizienten Alternativen zur traditionellen Leuchtstoffröhre gesucht. Der Einsatz von so genannten Plasmalampen bietet sich nun als Lösung an.

Die as² alternative solutions GmbH mit Sitz in Koblenz ist als technisches Planungsbüro für Unternehmen der Bereiche Handel, FMCG (Fast-Moving Consumer Goods) und Logistik tätig. In diesen Branchen stellt das Thema Kühlung einen großen Kostenfaktor dar, der zudem die CO2-Bilanz belastet. Während daher für die Kälteerzeugung immer energieeffizientere Methoden entwickelt wurden, hinkte die Beleuchtung der Waren im Kühlgerät bislang hinterher. „Traditionell wurden bisher Leuchtstoffröhren verwendet. Aus ursprünglich energetischen Gründen sucht die Branche seit Jahren nach einer Alternative“, erklärt Andreas Stockel, der Geschäftsführer von as².

Gleichmäßigkeit ist gefragt

Versuche hätten aber bisher keine zufriedenstellenden Lösungen hervorgebracht, so Stockel. Ein Grund liegt in der Tatsache, dass viele Lichtquellen aufgrund ihres physikalischen Wirkprinzips nur punktförmiges Licht abgeben. „Die Ausleuchtung, also die Lichtverteilung, ist dabei nicht ideal“, erklärt Stockel. Denn zwischen den Spitzlichtern entstehen dunklere Schattenfugen, die die Aufmerksamkeit des Betrachters irritieren und sie auf die Lichtquelle lenken anstatt auf das Produkt (Bild 1). „Hinzu kommt eine Farbverfälschung“, ergänzt Stockel, „dies wiederum sieht keine Marketingabteilung der Geräteabnehmer gerne – das können Produzenten von Lebensmitteln und Getränken sein oder aber auch der Lebensmittel­einzelhändler bzw. Discounter selbst.“ So erscheine z.B. das dunkle Blau einer Blaubeertorte für den Betrachter bei vielen Lösungen schwarz und damit nicht appetitlich.

Beim Versuch, diese Nachteile auszugleichen, bleibe die Energieeffizienz dann häufig auf der Strecke. Denn entweder müssen mehrere Lichtquellen so angeordnet werden, dass sie ihre Schattenfugen gegenseitig aufhellen, oder es kommen Diffusoren zum Einsatz, sogenannte Streuscheiben. Sie verteilen das harte Punktlicht in der Fläche, senken dabei aber den Wirkungsgrad des Systems. In jedem Fall erhöht sich die Zahl der benötigten Leuchtkörper, die im Kühlgerät nicht nur Strom verbrauchen, sondern auch Wärme abgeben. Diese in einem Kühlgerät besonders unerwünschte Wärmeentwicklung muss dann durch eine höhere Kühlleistung ausgeglichen werden. Die ernüchternde Bilanz vieler solcher Versuche resümiert Andreas Stockel: „Neben dem Verbrauch für Licht muss in der Rechnungsanalyse auch die eingebrachte Wärme im Kühlgerät betrachtet werden. Dadurch wird die Energiebilanz im Vergleich zu den Lösungen mit Leuchtstoffröhren in der Summe manchmal sogar negativ.“

e³-Plasmalampe als Alternative

Eine Lichttechnologie, die hohe Effizienz mit gleichmäßiger Ausleuchtung und geringer Wärmeentwicklung verbindet, würde die Anforderungen moderner Kühlgeräte erfüllen und ein enormes Marktpotenzial bieten – davon war man bei as² überzeugt. Eine solche Technologie gibt es. Entwickelt hat sie bereits vor Jahren der rheinland-pfälzische Unternehmer Klaus Wammes. Allerdings wurde die sogenannte e³-Plasmalampe bisher eher im Industriebereich bzw. in Displays eingesetzt. Bei der Entdeckung der auch für Kühlgeräte passenden Lösung half wie so oft der Zufall mit. Produziert werden die e³-Plasmalampen, an denen die Unternehmensgruppe von Klaus Wammes alle Patente hält, seit 2007 von seiner Firma Global LightZ im thüringischen Breitungen. „Wir haben einen Bericht über einen Innovationspreis gelesen, den Global LightZ für seine innovative Lichttechnologie erhalten hat. Daraufhin haben wir dann den Kontakt gesucht“, erinnert sich Andreas Stockel.

Die e³-Plasmalampe basiert auf plasmaphysikalischen Grundprinzipien wie die klassische Leuchtstoffröhre, wurde von der Unternehmensgruppe Wammes & Partner allerdings zu einem wesentlich höheren Niveau von Lichtqualität und Effizienz weiterentwickelt. Hinzu kommt, dass die Lichtquellen relativ wenig Wärme abgeben, gute Farbwiedergabewerte erreichen und keine Diffusoren benötigen. Denn die linienförmigen e³-Plasmalampen strahlen prinzipbedingt von jedem Punkt ihrer Achse gleichmäßig viel Licht ab. In Versuchen mit Kühlgeräten ließ sich dabei ohne zusätzliche Optiken eine homogene Beleuchtung erzielen.

„Das eigentliche e³-Leuchtmittel hat einen Durchmesser von nur 2 bis 4 mm. Dadurch können wir in Breitungen auf Kundenwunsch Lichtquellen auch für nahezu jede Vorgabe biegen“, erklärt Klaus Wammes (Bild 2). Projektspezifische Beratung und Entwicklung ist seit fast 20 Jahren das Kerngeschäft des Unternehmers, der nach eigener Aussage noch nie ein Produkt „von der Stange“ verkauft hat. Eine maßgeschneiderte Lösung für Kühlgerätehersteller zu entwickeln, begriffen die Ingenieure von Global LightZ daher als willkommene Herausforderung. „Unsere Kernkompetenz liegt darin, die lichttechnischen Anforderungen hochspezifischer Branchenanwendungen zu verstehen und dann für den Kunden eine geeignete Lösung zu entwickeln“, erklärt Wammes und ergänzt: „Die Erfahrungen mit den Kühlgeräten bestätigen absolut unsere Erfahrung – nämlich, dass es kein Allzweckleuchtmittel gibt, das für jede Applikation gleich gut geeignet wäre. Man muss die Lichtquelle immer an den Bedarf des Projekts anpassen, nicht umgekehrt.“ (Bild 3)

Gemeinsame Technologieplattform

Auf die spezifischen thermischen Herausforderungen von Lampen in Kühlgeräten war Global LightZ durch Erfahrungen in anderen Branchen schon gut vorbereitet, als die Anfrage von as² kam. „Mit Kälte kennen wir uns aus“, sagt Klaus Wammes verschmitzt – schließlich habe man die e³-Leuchtmittel ursprünglich u.a. für Displays im Außenbereich entwickelt, in denen sie sogar für Temperaturen bis -35 °C spezifiziert wurden. Auch für das Problem der Kondenswasserbildung, das immer entsteht, wenn man Warmes ins Kalte bringt, hatte das Unternehmen schon intelligente Konzepte in der Hinterhand.

Lebensdauern von über zehn Jahren sind für e³-Systeme sogar beim praktischen Einsatz im Freien nachweisbar. Die lange Laufzeit praktisch ohne Wartungsaufwand ermöglicht einen attraktiven TCO (Total Cost of Ownership). Dazu kommt, dass nicht nur Farbwiedergabe und Effizienz der e³-Plasmalampe besser sind als die der traditionellen Leuchtstofflampe, sondern auch das Alterungsverhalten: Das sogenannte „Sputtern“, bei dem alternde Röhren an den Enden immer heller werden und in der Mitte immer fahler, ist bei e³ prinzipbedingt überhaupt nicht möglich.

Andreas Stockel zeigt sich begeistert von der Zusammenarbeit mit der Firma Global LightZ. Aus der Vernetzung der Lichtexpertise von Global LightZ und der Branchenkompetenz von as² im Bereich Kühlgeräte ist mittlerweile eine neue Technologieplattform für Kühlgeräte entstanden. Die Beauftragung einer ersten konkreten Produktentwicklung für einen namhaften Hersteller auf Basis der gemeinsam entwickelten Konzepte stehe kurz bevor, so Andreas Stockel. In wenigen Jahren werde die e³-Plasmalampe aus dem Einzelhandel nicht mehr wegzudenken sein, ist Stockel überzeugt, denn: „Die e³-Lösung bringt das Produkt wieder in den Vordergrund und nicht die Lichtlösung.“