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Im Laufe der Geschichte wurden verschiedene Lichtquellen für Leuchtfeuer verwendet.
Die Beleuchtungstechnik hat sich langsam aber allmählich durch immer neue Erfindungen entwickelt.
Holzfeuer
Bereits 700 vor Christus wurden
in Griechenland erste Leuchtfeuer mit offenes Brennholz auf dem Boden gezündet. Schon bei den antiken Leuchttürmen
(280 v. Chr Faros bei Alexandria in Ägypten) wurde
ausnahmslos Holz als Befeuerungsmaterial verwendet. Es war das von der
Natur direkt dargebotene, am leichtesten zu beschaffende und billigste
Feuermaterial. Zudem konnte es einfach mit nur einem Feuerkorb verwendet werden.
Es war schon ein großer Fortschritt, das Holz in einem Feuerkorb oder einem Rost
auf einem Turm zu brennen, aus dem die leuchtende Flamme mächtig emporschlug.
Mit Holz brannten schon die römischen Leuchtfeuer und wahrscheinlich auch das
Leuchtfeuer von Falsterbo bei seiner ersten Befeuerung. In den Feuerkörben
flammten die Holzstücke, brennbarer Abfall aller Art, oft mit Teer benetzt, hell
auf. Sie gaben bei Dunkelheit ein wohl bis zu 3 Seemeilen sichtbares Licht. Bei
Wind und Sturm gestaltete sich die Erscheinung jedoch ungünstiger. Das Feuer
loderte stoßweise vom Wind hell auf und sank dann wieder, von dickem Rauch ganz
oder teilweise eingehüllt, fast verschwindend. Dies war wohl der Grund, dass die
römischen Türme schachtartige Bekrönungen mit Rost und Zuglöchern erhielten, aus
welchen die Flammen hervorschlugen. Wenn hierdurch auch nicht ganz der oben
bezeichnete Nachteil vermieden werden konnte, so wurde er doch dadurch sehr
erheblich gemildert.
Über die verbrauchte Holzmenge sind
unterschiedliche Angaben bekannt. Alle alten Schriften erwähnen auch, dass
besonders harzreiches Holz für den Leuchtfeuerdienst gewählt wurde. Bis zum 19.
Jahrhundert wurden gefälschte Feuer gezündet, um Schiffe anzuziehen, die dann
auf Grund liefen und geplündert wurden.
Befeuerung durch Kerzen
Die Anwendung von Kerzen, Talg und Wachs
für Leuchtfeuer, geht weit zurück. Die ersten bedienten Feuer können sicher als
Kerzenfeuer in kleinen Handlaternen bezeichnet werden. Selbst in größeren
Laternen zum Aufhängen an hohen Holzgerüsten treten Kerzen schon früh auf, so bei
Neuwerk 1286. Ende des 14. Jahrhunderts wurden Laternen in Häfen zu Zeiten des Hochwassers aufgezogen. Die leichte Einrichtung und bequeme
Befeuerung durch Kerzen führte sich jedoch bald auch auf
Leuchttürmen ein. So z. B. das Feuer in Travemünde im Jahre 1616 durch 12 Wachskerzen in einer
verglasten Laterne gebildet.
Eine gleiche Anlage gab es in Warnemünde vor 1408
und in Weichselmünde 1482. Trotz dessen, dass die Leuchten von Zeit zu Zeit geputzt
werden mussten, erhielten sich die Kerzenfeuer doch lange gegenüber den
Kohlenfeuern und den antiken Öllampen mit Saugdochten, besonders an Orten, wo
Kohlen oder Holz schwer zu beschaffen waren, oder der Transport und die
Unterbringung große Schwierigkeiten und Kosten machten. Die Sichtweite der
Kerzenlichter betrug bei mittlerer Luft 2,4 Seemeilen, bei klarer Luft 2,8
Seemeilen.
Kohlefeuer
Den Holzfeuern schließen sich ihrer Natur
und ihrer Unterhaltung und Bedienung nach die Steinkohlenfeuer an.
 Die erste
Verwendung von Steinkohlen war wohl 1560 beim schwedischen Feuer in Kullen. Von
dieser Zeit ab geht die Anwendung der Steinkohle zur Befeuerung der Seeleuchten
rasch von sich. Um 1650 kommt die Steinkohle als Handelsartikel nach Deutschland
und führt sich rasch für die deutschen Feuer ein. Sie hielt sich bis Ende des
18. Jahrhunderts fast überall als das beste Feuerungsmaterial, ja in Schweden
bis gegen Mitte des 19. Jahrhunderts.
Die Steinkohlen, welche bei den Leuchtfeuern
verwendet wurden, waren möglichst stark flammende und wenig Asche gebende. Sie
wurden in eisernen Körben und Feuerblüsen gebrannt, welche frei auf der
Plattform eines Turmes und Gerüstes oder wenigstens einer erhöhten Feuerstelle
standen und Wind und Wetter ausgesetzt waren. Diese Körbe waren oft so
groß, dass der ganze Bedarf für die Nacht in einer Schüttung aufgegeben wurde.
Frühzeitig wurden zwar schon Versuche gemacht, diese Feuer besonders gegen die
ungünstigen Einflüsse des Windes zu schützen, das Feuer innerhalb einer
verglasten Laterne zu unterhalten und dadurch zu einem gleichmäßig brennenden,
nicht zeitweise von Rauch verhüllten zu machen. Aber erst in der zweiten Hälfte
des 18. Jahrhunderts gelang dies Smeaton. Es ist besonders seine Konstruktion,
welche die Kohlenfeuer in Schweden so lange erhalten hat. Frei einem längere
Zeit gleichrichtigen Wind ausgesetzt, mussten die Kohlenfeuer auch einseitig
abbrennen. Die Steinkohlen brannten bei Windstille schlecht und verbreiteten
wenig Licht. Dennoch gaben sie erhebliche Vorteile gegenüber Holz, in Transport,
Bedienung und an vielen Stellen wohl auch im Kostenpunkt. Das Licht einer
Kohlenblüse schien bis zu 5 Seemeilen weit.
Es wurde den offenen Kohlenfeuern
nachgerühmt, dass sie bei Nebel noch mehr als Holz sich dadurch markierten, dass
sie die den Turm umgebende Nebelmasse erleuchteten, so dass die Stelle des
Turmes sich als ein roter Schein sichtbar machte, oder die Wolken über dem Turm
beleuchtet wurden, die dann das Licht reflektierten, in Folge dessen ein
Feuerschein sichtbar oder erkennbar blieb, wenn das Feuer als solches nicht
sichtbar war. Allein
auch die Weitsichtigkeit der Steinkohlenfeuer betrug bei mittlerer Luft
höchstens fünf bis sechs Seemeilen. Leider liegen über diesen wichtigen Punkt keine
eingehenden Berichte vor. Dennoch waren diese Feuer für die langsam fahrenden
Segelschiffe von hohem Wert. Die Leuchtfähigkeit der Kohlenfeuer war natürlich
von der guten Verbrennung der Kohlen abhängig, also von der Konstruktion der
Feuerstelle und von ihrer Größe. Die Feuerstelle bestand fast bis zum Schluss
der Steinkohlenperiode aus einfachen Feuerkörben.
Blüsenmeister und
Feuerknechte hatten die ganze Nacht über ununterbrochen Schwerstarbeit zu
leisten. Sie mussten das Feuer bewachen, Kohle schleppen, bei Flaute das Feuer
mit dem Blasebalg unterhalten und schließlich Asche beseitigen.
Über den Verbrauch von Kohlen gibt es nur
wenige und noch dazu widersprechende Angaben. Sie reichen von 225 bis zu 1000
englischen Pfund pro Nacht.
Wegen der hohen Kosten wurde in manchen
Sommermonaten die Befeuerung eingestellt. Auch im Winter bei anhaltendem Frost,
wenn die Segelschifffahrt ruhte, wurde nicht geblüst.
Feuerwippe
Bei
 der schon früh verwendeten Feuerwippe,
bei der der Feuerkorb an einem beweglichen Schwengel hängt, wie bei den alten
Ziehbrunnen der Eimer. Aus diesen Wippen ist offenbar die Einrichtung
hervorgegangen, in der eine ähnliche Vorrichtung auf einem Turm angebracht ist,
der wohl vorher einen Feuerkorb auf seiner Plattform trug.
So hatte Falsterbo
schon 1635 eine solche. Sie bestanden in einem starken hölzernen Gerüst, das
einen Mast trug, der um eine horizontale Achse drehbar und oben mit einer
starken eisernen Gabel versehen war, in der der Feuerkorb hing. Der obere Teil
des Mastes war mit Eisen beschlagen, und ein konisches Schutzblech wies die
fallenden glühenden Zünder von dem Mast ab.
Am Gestell war eine Winde befestigt,
die zwei entgegengesetzte Zugtaue trug. Die Winde war am Unterteil
des Mastes befestigt. Durch diese Einrichtung konnte man durch Rechts- und
Linksdrehen der Winde den Mast niederholen und aufrichten. Aufgerichtet, wurde
er dann gegen einen Querhaken durch einen Überfallbügel befestigt. Der Mast war
durch ein Gegengewicht ausbalanciert. Diese Feuerwippen waren sehr verbreitet
und wurden in bedeutender Größe ausgeführt, so dass sie den Feuerkorb 10 Meter und
mehr über den Standort hoben. Der Korb konnte jedoch nur mäßige Größe haben, so
dass er in den langen Nächten und bei starkem Winde wohl mehrfach neu gefüllt
werden musste.
Rüböl-Lampen
Die ursprünglichen
Lichtquellen, die in einer traditionellen Optik verwendet wurden, reichten von
Rüböl-Lampen über große Paraffindampfglühstrümpfen bis zu Argandlampen. Sie
erforderten eine Menge Aufmerksamkeit in Bezug auf Wartung und
Brennstoffmanagement. Die Lichtleistung schwankte oft und es bestand ständig
Brandgefahr.
Auf dem Wangerooger Turm
verwendete man von 1602 bis 1630 in glasscheibengeschützten, vierkantigen Lampen
Kattun-Dochte mit Pflanzenöl. Die Lampen, in denen
Rüböl, gebrannt wurde,
waren bis gegen das Ende des 18. Jahrhunderts die wenig verbesserten antiken
Lampen mit runden, später mit flachen Saugdochten. Der Ersatz der runden Dochte
durch Flachdochte erhöhte die Helligkeit der Lampen etwas. Ebenso suchte man die
Wirkung der Flamme durch Scheinwerfer von poliertem Metallblech, welche hinter
der Laterne angebracht wurden, zu erhöhen, brachte auch zwei oder mehr solcher
Scheinwerfer an, doch wurde durch alle diese Mittel nur wenig erreicht, sowohl
in Bezug auf den Lichtgeber, als auf die Zusammenfassung des Lichtes, um größere
Sichtbarkeit zu erzielen.
Der entscheidende Schritt geschah erst 1784 durch Aimé Argands Erfindung der Lampe mit doppeltem Luftzug. Erst mit dieser Erfindung
wurden nicht nur die Wege zur richtigen Ausnutzung des Öles sowie aller
flüssigen Brennmaterialien zu Leuchtzwecken eröffnet, sondern die neue Lampe,
mit einem Zugrohr, dem Glaszylinder versehen, gestattete die wissenschaftliche
Ausbildung der Hilfsmittel zur Erzielung einer gesteigerten Lichtwirkung, d. h.
zum Zusammenfassen und Zusammenhalten (Konzentrierung) der von den Lichtquellen
ausgehenden Lichtstrahlen und deren bewusste Verwendung zur Beleuchtung des
ganzen Horizontes oder von bestimmten Richtungen und Winkeln.
Die Benutzung des
Öls in antiken Lampen mit runden Saugdochten zu Leuchtfeuern ist wahrscheinlich
sehr alt, doch war dieselbe an eine bestimmte Bedingung gebunden, nämlich an den
Schutz der Flammen durch eine verglaste Laterne. Denn Wind und Wetter ausgesetzt
konnten die Lampen nicht brennen. Die Öllampen mit Flachdochten von 23 mm Breite
verbrauchten pro Jahr bis zu 70 kg Öl.
Lange hatte das Rüböl als Leuchtmaterial
allein geherrscht und sich den fortschreitenden Anforderungen an die Lichtstärke
der Flammen angepasst. Von den eindochtigen Lampen mit doppeltem Luftzug und
gleich bleibendem Ölstand ausgehend entwickelte der Pariser Uhrmacher Bertrand
Guillaume Carcel um 1800 mehrdochtige Uhrwerklampen (auch Carcel-Lampen), bei denen
das Öl durch mechanische Uhrwerke getriebene Pumpen den Dochten
zugeführt wurde.
Erst das Petroleum (Steinöl) vermochte das Rüböl zu
verdrängen und beherrschte das Leuchtfeuer lange Zeit. Die Benutzung des
Mineralöls bzw. Petroleums in den Lampen der Leuchtapparate ist identisch mit
dem des Rüböls. Mit Anwendung von Petroleum verdoppelte sich die
Lichtstärke.
Gaslampen
Der erste Mitbewerber erstand dem Rüböl mit
in Leuchtgas aus Steinkohlen, Kohlengas, später auch dem Gas aus Harzen und
schweren Ölen.
Da die Gasbrenner mit Glaszylinder und doppeltem Luftzug sich ohne Schwierigkeit
in die Parabole an Stelle der Öllampen einführen ließen, stand ihrer Anwendung
kein Hindernis entgegen, während sie in
Bezug auf Helligkeit, Bedienung und
Reinlichkeit erhebliche Vorteile boten. Ein festes Feuer mit Gasbrennern ist
schon 1819 im Neufahrwasser eingerichtet worden.
Eine neue Anwendung des Leuchtgases kam mit
dem Fett- oder Harzgas, dass man bis auf 10 Bar komprimierte, so dass in einen
verhältnismäßig kleinen Raum eine große Menge dieses verdichteten Gases
aufgenommen und in diesem Zustand transportiert werden konnte. Dieses Gas
benutze man für feste Feuer sowie als intermittierende Feuer auf Leuchtbojen,
die nur schwer zugänglich waren. Diese Gas-Leuchtbojen haben sich seit 1880
überaus rasch eingebürgert und dienten nicht nur zur Markierung von Einfahrten
in enge Kanäle, sondern auch zur Deckung von weit gedehnten Untiefen, welche dem
heftigsten Wind- und Wellenandrang ausgesetzt sind. Sie brennen Tag und Nacht,
und der Vorrat des gespeicherten Gases reichte drei Monate und mehr.
1892
entwickelte man ein erstes Verfahren zur Herstellung von Acetylen. 1905 erfand
Nils Gustaf Dalén das sogenannte AGA Licht mit Acetylen. Die Acethylenflamme
hatte eine große Leuchtkraft. Diese Acetylensysteme
waren recht zuverlässig und in vielen Fällen war ein unbeaufsichtigter Betrieb
möglich. Außerdem erfand Dalén
das Sonnen-Ventil, dass das Leuchtfeuer automatisch bei Einbruch der Dunkelheit
zündete und am Morgen löschte.
Ab 1907 wurden die deutschen
Feuer, die mit Gas betrieben wurden, auf Blaugas umgestellt. Blaugas wurde in
der Flüssiggasanstalt bei Rendsburg aus der Verflüssigung von Ölgas hergestellt
und in Stahlflaschen abgefüllt.
Eine Weiterentwicklung der Gasbrenner war
das Gas-Glühlicht. Die Auerschen Strümpfe dieser Apparate haben 4 cm Durchmesser
bei 7 cm Höhe und bestehen aus einem Gewebe, das mit einer Mischung seltener
Erden getränkt ist. Durch die Hitze der Gasflamme werden diese Erden zum weißen
Glühen gebracht. Die Gläser sind je nach Strumpfgröße berechnet und geschliffen.
Als Gas wurde schweres Öl- oder Harzgas verwendet. Diese Feuer hatten eine rund
dreimal stärkere Lichtenergie. Die erforderliche Gasanstalt am Turm ist überaus
einfach.
1956 wurden die Gaslaternen von Blaugas auf Propan (ein
Kohlenwasserstoffgas) umgestellt. Da sich aus einem Liter flüssigem Propan 530
Liter Propangas ergeben, können große Mengen in relativ kleinen Behältern
gespeichert werden.
Elektrische Feuer
Die elektrischen Feuer sind die
intensivsten, die mit der größten Energie, indem sie in einem Lichtbündel von
sehr geringem Querschnitt ihre ganze sehr große Lichtmenge vereinigen, ein
Kernlicht aussenden. Hierzu kommt, dass ihre Intensität weit über die der
übrigen Lichtquellen erhöht werden kann, so dass die Lichtstärke des Feuers der
Beschaffenheit der Luft, klar bis nebelig, angepasst werden kann. Für eine
effektive Ausnutzung der Optik sollte sich das Leuchtmittel etwa im Brennpunkt
dieser befinden. Das erste elektrische Feuer in Deutschland wurde 1890 im
Neufahrwasser eingerichtet. Danach folgten die Leitfeuer von Campen und Borkum.
Kohlebogenlampen
Die Kohlebogenlampe besteht aus zwei
Kohleelektroden, die bei normaler Umgebungsluft mit einem Lichtbogen betrieben
werden. Die Lampe wurde mit Gleichspannung betrieben. Durch kurzzeitiges
Zusammenführen der Elektroden, wird die Kohlebogenlampe gezündet, wodurch die
Kohleelektroden bis Weißglut erhitzt werden. In der Gasentladung entsteht ein
Lichtbogen, der etwa 30 Sekunden stabil brennt.
Später entwickelte man eine
Regelung, die den Elektrodenabstand trotz des Abbrandes der Kohlespitzen
konstant hielt. Um eine möglichst große Helligkeit zu erreichen, ordnete man die
Anode im Brennpunkt des Reflektors der Lampe an. Die ersten Kohlebogenlampen
kamen 1862 auf den deutschen Markt. Sie gaben ein leicht gelbliches Licht ab. Später konnte man durch Zusätze in der
Kohleelektrode die Lichtausbeute steigern und gleichzeitig ein
tageslichtähnlicheres Licht erzeugen. Die ersten Kohlebogenlampen wurden 1890 im
Leuchtturm Neufahrwasser getestet.
Glüh- und Gasentladungslampen
1879 erfand
Thomas Alva Edison die elektrische Glühlampe mit einem hochohmigen
Kohlenstoffdraht und einer Vakuumversiegelung. Im Jahr 1903 erfand Willis R.
Whitney eine Glühlampe mit einem metallummantelten Kohlefaden, der die
Innenseite des Glases nicht schwärzte. Da Bogenlampen Aschestaub entwickelten
und die Abgase Schäden an den Laternen verursachten, ersetzten 1905 die ersten Glühlampen mit
Tantalfäden allmählich die bisherigen Kohlefadenlampen. 1911 wurden die ersten
heute noch üblichen Glühlampen mit Wolframglühfaden hergestellt.
Ab 1925 wurden alle die Kohlebogenlampen in Leuchtfeuern nach
und nach durch Wolfram-Glühlampen ersetzt. Wolfram-Glühfadenanordnungen hatten
im Vergleich zu ihren Vorgängern eine hohe Leuchtdichte, einen relativ
konstanten Lichtstrom, waren relativ sicher im Betrieb. Aufgrund ihrer hohen
Leuchtdichte erzeugten diese Lampen hohe Intensitäten und aufgrund ihrer
Glühfadengeometrie gute Leistungen. Bei rotierenden Optiken bedeutete dies hohe
Nennreichweiten und angemessene Blitzprofile. Allerdings benötigten sie viel
Strom.
Seit 1965 weisen auch Gasentladungslampen den
Schiffern ihren Weg. Gasentladungslampen unterscheidet man durch den
Druck im Entladungsgefäß. Es gibt Niederdruck-Entladungslampen
(Leuchtstoffröhren), Hochdruck-Entladungslampen (Quecksilberdampflampen,
Krypton-Bogenlampen) und Höchstdruck-Entladungslampen
(Quecksilberdampf-Höchstdrucklampen, Xenon-Kurzbogenlampen). Zur Strombegrenzung
müssen Gasentladungslampen immer mit Vorschaltdrosseln betrieben werden.
Hochdruck-Gasentladungslampen nennt man auch kurz: HID-Lampen (High Intensity
Discharge). Die Stromdichte und Leuchtdichte sind hier wesentlich höher als
bei Niederdruck-Entladungslampen.
Metallhalogenidlampen werden in rotierenden
Optiken verwendet, wo eine kontinuierliche Lichtquelle erforderlich ist. Diese
Lampen haben eine sehr hohe Lichtausbeute von bis zu 120 Lumen pro Watt, sie
erzeugen außerdem ein sehr weißes Licht und die Lampenlebensdauer beträgt bis zu
20.000 Stunden. Die korrelierte Temperatur der Lichtfarbe reicht von 3000 °K bis
6000 °K. Diese Lampen gibt es von einigen zehn Watt bis zu mehreren Kilowatt.
Gasentladungslampen haben jedoch einige Nachteile. Sie können nicht schnell ein-
und ausgeschaltet werden, um eine Kennung zu erzeugen, da sie Zeit zum Aufwärmen
und Abkühlen benötigen. Ihr Spektralanteil ist niedrig in Rot, was bedeutet,
dass ihre Verwendung mit Rotfiltern ineffizient ist.
Halogen-Glühlampen
 Da sich normale Glühlampen durch das verdampfende Wolfram schwarz verfärben,
setzte man im Leuchtfeuerwesen ab 1975 auch Halogenglühlampen ein. Bei diesem
Lampentyp ist der Glaskolben mit Stickstoff und einem Halogen gefüllt, sodass
während des Betriebs ein chemischer Kreisprozess stattfindet, wobei die
abgedampften Wolframatome in der Nähe des Glases mit dem Halogen zu einem
Wolframhalogenid reagieren und durch die thermische Strömung in der Lampe zur
heißen Wendel transportiert wird. Bei dieser hohen Temperatur von bis zu 1400
Grad zerfällt das Wolframhalogenid wieder in seine Bestandteile und das
Wolfram lagert sich an der Wendel an.
Halogenglühlampen haben den Vorteil, dass
sie wesentlich kleiner sind als normale Glühlampen, einen konstanten Lichtstrom
mit konstanter Farbtemperatur erzeugen, eine hohe Lichtausbeute und eine lange
Lebensdauer (bis zu 2000 Stunden) haben. Allerdings haben sie das Problem
einer kleineren Lichtquellenfläche und sind daher für Gürteloptiken weniger
geeignet. Bei Niederspannungs-Kapsellampen ist die Glühfadengröße sehr klein und
es kann an Symmetrie fehlen.
Präzisionssektorenfeuer
Bei Hochpräzisionsstrahlern in
Sektorenfeuern wird heute meist Laserlicht (Lichtkanone in Dagebüll) eingesetzt, dass bei Nebel,
Dunst oder Regen wesentlich weniger abgeschwächt wird als herkömmlich erzeugtes Licht. Bei einem
Präzisionssektorenfeuer (Lichtkanone) wird nur ein sehr stark gebündelter
Lichtstrahl in eine festgelegte Richtung abgestrahlt, der sich nicht weiter nach
links oder rechts ausbreitet. Das erste Präzisionssektorenfeuer ging 1971 auf
dem Leuchtturm Mellum Plate in Betrieb.
Das Bild oben zeigt ein Präzisionssektorenfeuer aus den 1970er Jahren mit
mechanischen Kennungsrädern, bestehend aus sich drehenden Metallscheiben mit
eingefrästen Lichtdurchlässen, um in bestimmten Sektoren unterschiedliche
Kennungen zu erzeugen. Heute wird die Kennung elektronisch erzeugt.
LED-Strahler
Bei Molenfeuern, Hafenfeuern, Leuchttonnen aber auch zunehmend bei Richtfeuern
setzt man heute stromsparende Leuchtdioden als Lichtquelle ein, die meist mit
Sonnenkollektoren, manchmal auch mit kleinen Windgeneratoren betrieben werden.
Hochleistungs-LEDs werden immer häufiger angeboten und bieten den Vorteil eines
niedrigen Energieverbrauchs bei hoher Lichtausbeute, insbesondere bei farbigem
Licht.
Die Hochleistungs-LED-Technologie ist abhängig von ausreichender
Wärmeableitung; und einer Auswahl von Materialien mit einem breiteren
Nutzungstemperaturbereich und höherer Beständigkeit gegenüber Nah-UV-Energie.
Die Lebensdauer und der Lichtstrom von Kleinsignal-LEDs hängen stark von den
Betriebsbedingungen ab. Bei Hochleistungs-LEDs mit 1 W und 350 mA Stromstärke
bei einer Temperatur oberhalb von 90 °C beträgt der Lichtstromabfall nach mehr
als 50.000 Stunden fast 30 %.
Es können LED-Cluster gebildet werden, um ein
altes Lampen- und Linsensystem zu ersetzen. Dadurch wird der Energieverbrauch
insbesondere bei farbigen Lichtern gesenkt und die Lebensdauer eines
Lichtapparats erhöht. Dies kann insbesondere bei schwimmenden Seezeichen
nützlich sein, bei denen eine längere unbeaufsichtigte Lebensdauer und ein
geringer Energieverbrauch wichtig sind.
Beim Ersetzen von Lampen durch
LED-Cluster in herkömmlichen Linsensystemen ist jedoch Vorsicht geboten. Die
Winkelverteilung der Lichtabgabe von LEDs mit Linsen kann sich erheblich von der
einer normalen Lampe unterscheiden. Die Lichtabgabe des LED-Clusters stammt
nicht von einer Punktquelle und kann daher von der Linse nicht richtig
fokussiert werden.
Tragweiten in Seemeilen bei normaler Sicht
Leuchtfeuer mit Atomenergie
 Um die Leuchtfeuer an besonders schwer zugänglichen Orten mit zuverlässiger
Energie zu versorgen, testete man in der Sowjetunion und in Irland an kleinen
Atommeilern für Leuchttürme.
Der sowjetische Leuchtturm Tallinnamadal wurde
1969/70 als erster mit einem Atom-Reaktor ausgerüstet. Nach dem Zerfall der
Sowjetunion gehörte der Leuchtturm zu Estland und wurde noch bis Mitte der
1990er Jahre atomar betrieben.
1974 ging am Leuchtturm Rathlin O’Birne das
einzige irische Leuchtfeuer mit Atomenergie in Betrieb. 13 Jahre später baute
man wegen zu hoher Betriebskosten den Reaktor wieder aus und rüstete auf
Windkraft um. Im Jahr 1993 baute man die Stromversorgung auf Solarenergie um.
An
der Südspitze der Insel Sachalin steht mitten im sturmumtosten Ochotskischen
Meer der Leuchtturm Aniva. Um an diesem abgelegenen Ort genug Strom für das
Leuchtfeuer produzieren zu können, rüsteten die sowjetischen Techniker Mitte der
1980er Jahre den Leuchtturm mit einem Radioisotopengenerator aus. Nach dem
Zerfall der Sowjetunion verfielen die Leuchttürme an Nordküste immer mehr. Aniva
wurde von Plünderen heimgesucht und durch Vandalismus zerstört, wobei auch
Radiaktivität freigesetzt und die Umgebung verseucht wurde. 2006 wurden die
gefährlichen Reste von der russischen Seezeichenbehörde entfernt.
Einsatz moderner Lichtquellen in traditioneller Leuchtturmoptik
Wenn neue Lichtquellen verfügbar werden, ist es oft wünschenswert, vorhandene
Lichtquellen durch moderne, effizientere zu ersetzen. Dies ist angesichts der
Kosten für die Modernisierung einer alten Optik im Vergleich zu den Kosten eines
leicht zu installierenden modernen Äquivalents vernünftig.
In den letzten
Jahren wurde der Druck auf Leuchtturmdienste durch Denkmalschutzlobbys erhöht,
die ursprüngliche Ausrüstung in funktionsfähigem Zustand zu halten. Gleichzeitig
besteht die Notwendigkeit, einen effizienten Dienst zu bieten, ohne sich um
veraltete und arbeitsintensive Ausrüstung kümmern zu müssen. Ein Kompromiss kann
oft erreicht werden, indem wichtige Merkmale einer Optik beibehalten und
effizient betrieben werden. Wenn die Beibehaltung einer traditionellen Optik
wünschenswert ist, ist die Wahl der Lichtquelle wichtig.
Große rotierende
Linsensysteme wurden entwickelt, um Licht von einer großen Quelle, wie einem
Paraffindocht oder Paraffindampfbrenner zu sammeln und das Licht mithilfe einer
Kombination aus Brechungs- und Reflektorelementen in einen parallelen
Bündelstrahl zu formen.
Als Leuchttürme erstmals elektrifiziert wurden,
wurden spezielle Leuchtturmlampen hergestellt, die Wolfram-Glühfadenanordnungen
hatten, die die ursprünglichen Lichtquellen nachzuahmen versuchten. Im Vergleich
zu ihren Vorgängern hatten sie eine hohe Leuchtdichte und einen relativ
konstanten Lichtstrom. Aufgrund ihrer hohen Leuchtdichte erzeugten diese Lampen
hohe Intensitäten und mit ihrer Glühfadengeometrie gute Leistungen.
Jede
kleine Lichtquelle in einer großen Linse liefert schlechtere Ergebnisse, da die
Linse für die Fokussierung einer großen Lichtquelle entwickelt wurde. Angesichts
der engen vertikalen Divergenzen, die durch kleine Lichtquellen in großen
Optiken entstehen, wird die richtige Positionierung noch wichtiger. Ein
vertikaler Positionierungsfehler von wenigen Millimetern bei einem Glühfaden,
der selbst nur wenige Millimeter hoch ist, kann dazu führen, dass nur ein
kleiner Prozentsatz des maximalen Strahlmittelpunkts zum Horizont gerichtet ist.
Der Effekt der Vergrößerung einer Lichtquelle durch Verwendung einer
Lampengruppe funktioniert in einigen großen, festen Optiken gut. In großen
rotierenden Optiken kann die Verwendung von Lampengruppen jedoch Probleme
verursachen. Dies liegt daran, dass eine feste Gürteloptik einen Fächerstrahl
erzeugt, dessen Kennung durch das Ein- und Ausschalten der Lichtquelle erzeugt
wird.
Um ein altes Lampen- und Linsensystem zu ersetzen, können LED-Cluster
gebildet werden. Dadurch wird der Energieverbrauch insbesondere bei farbigen
Lichtern gesenkt und die Lebensdauer eines Lichtapparats erhöht. Beim Ersetzen
von Lampen durch LED-Cluster in herkömmlichen Linsensystemen ist jedoch Vorsicht
geboten. Die Winkelverteilung der Lichtabgabe von LEDs mit Linsen kann sich
erheblich von der einer normalen Lampe unterscheiden. Die Lichtabgabe des
LED-Clusters stammt nicht von einer Punktquelle und kann daher von der Linse
nicht richtig fokussiert werden.
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