Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung von UVC-LED-Desinfektionsmodulen (GEntLED UV)

Im Rahmen dieses Projekts wurde ein kaskadierbares und universell einsetzbares UVC-LED-Desinfektionsmodul entwickelt und aufgebaut. Dazu wurden verschiedene Materialien und Modulaufbauten auf ihre Eignung untersucht und optimiert. Das entwickelte Funktionsmuster bildet die Basis für die Entwicklung von Point-of-Use-Wasserdesinfektionsgeräten.

UVC-LEDs stellen eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Quecksilberdampflampen dar, welche bisher als einzige UV-Strahlungsquellen für die Trinkwasseraufbereitung zur Anwendung kommen.

Aufgrund der noch geringen, aber stetig steigenden Leistungen von verfügbaren UVC-LEDs beschränkt sich die Entwicklung zunächst auf Desinfektionsmodule für Anlagen mit geringen Durchflussmengen („Point of Use“-Anlagen, PoU). Eingesetzt werden diese Anlagen direkt an der Entnahmestelle, zum Beispiel in privaten Haushalten, Krankenhäusern, öffentlichen Einrichtungen, Flugzeugen, Bahnen und Schiffen.

Ziel dieses Projekts ist die Erarbeitung von Grundlagen für den effizienten Einsatz von LEDs für verschiedenste Anwendungen im Bereich der Wasser- Luft- und Oberflächendesinfektion. Hierzu zählen unter anderem die Untersuchung der Desinfektionswirksamkeit verschiedener Wellenlängen und -kombinationen, die optimale LED-Anordnung auf dem Array, sowie das Erarbeiten von innovativen Array-Geometrien zum Erzielen maximaler Desinfektionswirksamkeiten.

Das TZW bearbeitet im Teilprojekt: „Mikrobiologische und Technische Charakterisierung von UV-LED Desinfektionsmodulen“ unter anderem die folgenden Themen:

  • Entwicklung von LED-Laborbestrahlungsmodulen mittels Computer-Simulationen
  • Spektrale und technische Charakterisierung der Module
  • Inaktivierung von Mikroorganismen mit verschiedenen Wellenlängen und Wellenlängenkombinationen
  • Aufbau von Messständen zur LED-Charakterisierung
  • Untersuchung von LED-Charakteristika wie Emissionsverhalten, Abstrahlverhalten und Alterung
  • Biologische und technische Untersuchung eines im Projekt entwickelten LED-Reaktors

Veröffentlichungen

T. Schwarzenberger, A. Neuner, J. Glaab, J. Eggers, „UVC LED: Bench Scale Irradiation of Microorganisms with Various Wavelengths“. IUVA World Congress, Vancouver, Februar 2016.

T. Schwarzenberger, „UV Desinfektion: Betrieb und zukünftige Entwicklungen in der UV-Technologie“. TZW-Kolloquium, Karlsruhe, November 2016.

T. Schwarzenberger, A. Neuner, T. Westerhoff, J. Eggers, „Development of UVC LED Modules for Bench

Scale Irradiation Experiments“. IUVA World Congress, Dubrovnik, September 2017

T. Schwarzenberger, „Alternative UV-Strahlungsquellen für die Wasserbehandlung“. Innovationsforum Baden, September 2017.

J. Eggers, „UV Light for Water Treatment: Applications and Challenges“. Empowering Photonics Regional Event, Berlin, Oktober 2017.

J. Eggers, „UV LED Systems: Reflections on validation testing“. ICULTA Conference, Berlin, April 2018.

K.-H. Schön, T. Schwarzenberger, J. Eggers, „Why and how to characterize LEDs? Part 1: Test protocols, aging and temperature dependency“. ICULTA Conference, Berlin, April 2018.

T. Schwarzenberger, K.-H. Schön, J. Eggers, „Why and how to characterize UVC LED? Part 2: Measurement of directivity and UVC output“. ICULTA Conference, Berlin, April 2018.

J. Eggers, T. Schwarzenberger, K.-H. Schön, „Quantensprung durch UV-LED-Technologie in der Trinkwasserdesinfektion?“. 23.TZW Kolloquium, Karlsruhe, Dezember 2018.

 

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