Energieeffizienz made in Austria am Beispiel „Future LED-Bulb“ Energiesparender Glühbirnenersatz mit komfortablem Licht für den Massenmarkt 1. April 2008 – 30. September 2011

Inhalt Bedeutung der Energieeffizienz Energieeffizienzforschung bei Infineon Licht ist eine Schlüsselanwendung Forschungsförderung als entscheidender Katalysator am Beispiel „Future LED-Bulb“ • Ausblick • • • •

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Gigatonnes

Bedeutung der Energieeffizienz Sicht der Internationalen Energieagentur

45

550 Policy Scenario

40

450 Policy Scenario 9% 14%

35

23%

30

54%

Nuclear CCS Renewables & biofuels Energy efficiency

25

20 2005

2010

2015

Reference Scenario

2020 550 Policy Scenario

2025

2030 450 Policy Scenario

Source: Peter Cunz, BMVIT Wien, 24.11.2009 aus WEO 2008 Page 3

Energieeffizienzforschung bei Infineon

Hocheffiziente Energiewandlung wird durch modernste Leistungshalbleiter ermöglicht

POWER SUPPLY

up to

40%

LIGHTING

INDUCTIVE COOKING

TRACTION DRIVES

MOTOR CONTROL

25%

25%

20-30%

30-40%

Saving Potential

Saving potential

~6% of total electricity consumption

~15% of total electricity consumption

Saving potential

(using induction instead of electric ovens)

Saving potential

(using power semiconductors e.g. recuperation of braking energy)

Saving potential

~40% of total electricity consumption

AIR STAND-BY CONDITIONER POWER (TV)

30-40%

up to 90% Saving potential

(using Intelligent Compressor Control)

(using auxiliary power supplies)

Saving potential

Sources: eupec GmbH; BVG- Berlin; Siemens / ECPE, 10/2005 Copyright © Infineon Technologies 2010. All rights reserved.

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Infineon Nr. 1 im Markt für Leistungshalbleiter und Villach ist das Kompetenzzentrum

 Im siebenten Jahr in Folge war Infineon Technologies 2009 weltweit die Nummer Eins im Markt für Leistungshalbleiter und -module  Geschäftsverantwortung für Business Line Power Management & Supply Discretes liegt bei Infineon Austria  In konjunkturell schwierigem Marktumfeld Ausbau der Marktposition in 2009 – Steigerung des Marktanteils auf 10,7 Prozent.

 Infineon auch in 2010 Nummer Eins im Markt der Leistungshalbleiter (IMS Research 2011) Quelle: IMS Research 2010

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Energieinnovationen vermeiden CO2 Ausstoss Licht ist eine Schlüsselanwendung

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Kurzdarstellung des Antragstellers:

Infineon Technologies Austria AG 100 % Tochter von Infineon Technologies AG 2600 MA davon ca. 950 in F&E

Kurzdarstellung des Konsortialpartners:

Tridonic Jennersdorf Teil der Zumtobel Tochter Tridonic 121 MA davon > 50% in F&E 7_11.05.2011

Ziele des Projekts: Forschung & Entwicklung um einen Glühbirnenersatz auf Basis

von LED mit folgenden Eigenschaften bereitzustellen: • höchste Energieeffizienz • konstante angenehme Farbtemperatur

• konstante Intensität sowohl kurzfristig (gleich nach dem Einschalten) als auch langfristig • extrem lange Lebensdauer (ca. 50000h), um die niedrigsten Beleuchtungskosten/Jahr zu erreichen • optimale Bill of Materials (BoM), um einen attraktiven Marktpreis anbieten zu können • ansprechende Form • Dimmbarkeit über bereits existierende Systeme 8_11.05.2011

Arbeitsplan/Zeitplan/Umsetzung + Die Ziele sollen durch 2 Demonstratoren nachgewiesen werden: Demonstrator 1 (PM 21)

Demonstrator 2 (PM 40)

• ηeff=70lm/W • CRI=90 • Φv=700lm

• ηeff=100lm/W • CRI>90 • Φv=1000lm

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AP 2: Usability-Studie

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Durchgeführt von Karmasin Motivforschung, Wien

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Anzahl der Probanden: 100

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Wesentliche Ergebnisse – Die wichtigsten Anforderungen an ein Leuchtmittel betreffen die lange Lebensdauer, leichtes Ein- und Ausschrauben, sofort verfügbares helles Licht (z.B. im Gegensatz zu Energiesparlampen), die Umweltfreundlichkeit und Notlichtfunktion – Dimming wird nur von etwa einem Viertel der Bevölkerung benutzt – Wenn man eine dimmbare Variante auf den Markt bringt, dann muß diese mehr kosten, denn sonst entsteht der Eindruck, dass die Lampe wegen der Dimmfunktion so teuer ist. – Zusatzfunktionen sind von relativ geringer Bedeutung (am ehesten noch Notlichtfunktion) – Investitionskosten > 20 € würden eine große Hürde darstellen – Hohe Lebensdauerversprechungen werden mit Skepsis aufgenommen

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Future LED-bulb Ergebnisse AP 4 + AP 5

Das Kosten-Minimum kann mit einer QR-Flyback Topologie mit primärseitiger Erfassung der LED Betriebsparameter realisiert werden

Einseitiges Layout des LED Treibers, das die geometrischen Anforderungen für eine Integration in die 60W äquivalente LED Bulb erfüllt. Copyright © Infineon Technologies 2010. All rights reserved.

Future LED-bulb Ergebnisse AP 4 + AP 5

QR-Flyback Topologie mit primärseitiger Erfassung der LED Betriebsparameter mit Dimming und PFC-Funktionalität Copyright © Infineon Technologies 2010. All rights reserved.

AP 7: Demonstrator 1: 60Weq.-Performance Modul-performance:*

U If P Fv CCT Eff.: CRI:

24,8 V 350 mA 8,70 W 946 lm 2577 K 109 lm/W 88

Bulb-performance:* Fv 650 lm Eff.: 70 lm/W

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* at Tc=25°C

* at Tc=85°C

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Angestrebte Verwertung Das Glühbirnenverbot der EU erzwang eine sofortige Produktauskopplung die parallel zum Forschungsprojekt lief!

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Angestrebte Verwertung

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Summary „Future LED-Bulb“ Energiesparender Glühbirnenersatz mit komfortablem Licht für den Massenmarkt

Ausgangssituation

Ergebnisse

Energiesparlampen haben noch immer zahlreiche Defizite. So wird der Farbeindruck noch immer als unangenehm empfunden und es müssen lange Anlaufzeiten bis zum Erreichen der vollen Helligkeit in Kauf genommen werden. Ebenso herrscht eine grobe Formgebung der Lampen vor und die Steuerund Regelbarkeit ist weitgehend eingeschränkt.

Beim ersten Demonstrator konnten alle Zielparameter erreicht werden. Sowohl der Lichtstrom der „LED-Bulb“ als auch die Effizienz des neuartigen Schaltungskonzepts gehören zur internationalen Spitze. Allerdings zeigten sich auch die Grenzen des Thermomanagements. So war es notwendig für den zweiten Demonstrator eine extrem leise aktive Kühlung einzusetzen um einen kompakten Glühbirnenersatz mit mehr als 1000 Lumen (entspricht ca. dem Lichtstrom einer 75W Glühbirne) auf LED-Basis zu ermöglichen. Mit dieser Technik werden dann aber auch mit LEDs 2000 Lumen und mehr in kleinen Bauformen thermisch beherrschbar sein.

Ziele und Inhalt Das Projekt „LED-Bulb“ trägt langfristig zur Senkung des Energieverbrauchs im Beleuchtungssektor bei. Dieser Bereich verschlingt weltweit alleine 15% des elektrischen Energieaufkommens. Im Projekt sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um konventionelle Glühbirnen durch neue energieeffiziente LED-Lampen zu ersetzen, die höchsten Komfortansprüchen gerecht werden. Das ermöglicht allein in Österreich eine Ersparnis von ca. 2 Milliarden kWh pro Jahr.

Projektleitung

Projektpartner

DI Herbert Pairitsch

DI Hans Hoschopf

Infineon Technologies Austria AG

Tridonic Jennersdorf GmbH .

[email protected] www.infineon.at/

Ausblick • LED‘s und andere Energieeffizienzthemen werden den Markt verändern • Das sind globale Problemstellungen, die sich lokal lösen und dann global vermarkten lassen • Dazu brauchen wir Forschungsarbeit der Spitzenklasse  Vorrausetzung sind erstklassige Unternehmen, erstklassige Forschungspartner und erstklassige Förderprogramme

Wir danken für Ihre Aufmerksamkeit

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