Wetenschap 20 februari 2001

Spaarlamp

Door W. van Hengel
Wie denkt dat de spaarlamp een product van deze tijd is, heeft het mis. Philips produceert namelijk al in 1928 een eerste exemplaar. De peervormige lamp is voorzien van twee gloeidraden. Ze zorgen voor ”spaarlicht” en ”vollicht”. Door aan een touwtje te trekken, gaat een van de twee branden.

Dit concept heeft natuurlijk niets te maken met de spaarlampen die nu op de markt worden gebracht. Ze werken volgens een ander principe. Spaarlampen zijn eigenlijk kleine opgevouwen tl-lampen. De afkorting tl staat voor tube luminescente, lichtgevende buis. De tl-lamp heeft geen gloeidraad zoals een gewone gloeilamp. Het is een fluorescentielamp die bestaat uit een buis die is voorzien van een fosforlaag. De buis is gevuld met het edelgas argon of krypton en een kleine hoeveelheid kwikdamp. Aan beide einden van de buis bevindt zich een elektrode. Een starter stuurt een elektrische stroom door elke elektrode als de lamp wordt aangedaan. De elektroden zenden elektronen (negatief geladen deeltjes) uit waardoor het argon verandert van een gas in een plasma. Dit is een mengsel van ionen, elektronen en neutrale gasmoleculen, dat zo sterk geïoniseerd is dat het elektriciteit kan geleiden.

De snel bewegende ionen van het plasma botsen tegen de kernen van de kwikatomen in de buis. Daardoor raken protonen (positief geladen deeltjes) of neutronen (ongeladen deeltjes) uit de atoomkern van het kwik in een toestand van hogere energie. Bij het terugvallen naar de normale energietoestand zenden zij licht uit: onzichtbaar ultraviolet licht en zichtbaar licht.

Dit licht komt in aanraking met de fosforlaag aan de binnenkant van de lamp die het ultraviolette licht omzet in zichtbaar licht. Het uv-licht komt overigens niet verder dan het buisje zelf. Afhankelijk van de samenstelling van het fosforpoeder kan de kleur van het licht veranderen van helder wit naar warm wit.

Energiebesparing
Een spaarlamp gebruikt 70 procent minder energie dan een gewone gloeilamp. Dit energiebesparende effect is te danken aan het feit dat kwikatomen heel efficiënt elektronische energie omzetten in straling, aldus prof. dr. ir. G. M. W. Kroesen van de Technische Universiteit Eindhoven. Hij is hoofd van de groep Elementaire Processen in Gasontladingen.

Inmiddels hebben spaarlampen in de loop der jaren een hele ontwikkeling ondergaan. Het vroegere jampotmodel is ingewisseld voor fraai vormgegeven peertjes. Ook met de kleuren wordt geëxperimenteerd. Sinds kort brengt Philips zelfs een lamp op de markt die licht uitzendt met een terracottakleur.

Dankzij het energiebesparende effect en de veel langere levensduur levert inruil van een gewone gloeilamp door een spaarlamp in de loop der jaren geld op. Zo heeft een gloeilamp van 75 Watt dezelfde lichtopbrengst als een spaarlamp van 15 Watt. Uitgaande van een aanschafprijs van 13,95 gulden (spaarlamp) en 2,70 gulden (gloeilamp) en een levensduur van 10.000 branduren van de spaarlamp –in die tijd dienen globaal tien gloeilampen te worden aangeschaft– bespaart de gebruiker zo'n 150 gulden.

Philips en Osram zijn volgens Kroesen inmiddels druk bezig om spaarlampen te ontwikkelen waarin de kwikcomponent is vervangen door xenon. „Dit edelgas geleidt ook heel goed, al is de geleiding minder efficiënt dan bij kwikdamp. Dus is meer energie nodig. Op milieutechnische gronden zal dan een afweging moeten worden gemaakt wat het zwaarste weegt”, aldus Kroesen. Spaarlampen moeten aan het eind van hun 'leven' nu nog naar het klein chemisch afval, juist vanwege de geringe hoeveelheid kwik die ze bevatten. Als dit wordt vervangen door xenon is dat niet meer nodig.

Brandstofverbruik
Grootschalige toepassing van spaarlampen resulteert in een lager brandstofverbruik van elektriciteitscentrales. Daardoor daalt de uitstoot van kooldioxide en andere milieubelastende stoffen. Gemiddeld telt elk Nederlands huishouden twee spaarlampen, zo meldt het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) in Petten.

Spaarlampen kunnen een bijdrage leveren aan de armoedebestrijding in ontwikkelingslanden. Per 300.000 huishoudens besparen deze energiezuinige lampen het vermogen van een 60-megawattelektriciteitscentrale, aldus ECN. Waar het echter aan ontbreekt, is het geld om deze duurdere lampen aan te schaffen. ECN pleit daarom voor programma's om de aanschaf van de lampen voor te financieren en vervolgens te verrekenen via de bereikte besparing op de energierekening.

In de serie Uitgedacht verschijnt wekelijks een artikel over een alledaags gebruiksvoorwerp dat niet meer uit de samenleving is weg te denken. Hoe zit het in elkaar en wie heeft het bedacht? De geschiedenis, de werking en het belang ervan staan in deze reeks artikelen centraal.

Serie Uitgedacht