Energie sparen

Energiesparende Leuchtmittel 

Da wir Leuchten/Leuchtmittel verkaufen und diese hochwertige elektrische Energie verbrauchen, fühlen wir uns verantwortlich, dass Kunden/Endverbraucher über den effizienten Einsatz von Leuchten und Leuchtmittel bescheid wissen und möchten zur Aufklärung beitragen.

Unsere praxisbezogenen Hinweise zur Energieeinsparung bei Beleuchtung/Leuchtmitteln umfassen die wichtigsten Informationen/Fakten zum aktuellen Stand der Technik und geben Auskunft über wichtige technische Begriffe.

Definition der Lampe und der Leuchte:

So sollte zuerst der Unterschied zwischen Lampe und Leuchte* geklärt sein. „Lampe“ bezeichnet die technische Ausführung einer künstlichen Lichtquelle. Die Lampe wandelt elektrische Energie in Licht um. Die Lampe wird in der Leuchte eingesetzt, die das Licht der Lampe verteilt, lenkt und vor Blendung schützt.

*Wir verwenden in unseren Produktbeschreibung häufig das Wort Lampe, da es für viele Nutzer in einem bestimmten Zusammenhang logischer ist, oder häufiger so gesucht und somit auch gefunden wird.

Lampen gibt es in vielen Ausführungen. Sie unterscheiden sich durch die Art der Lichterzeugung, ihre geometrische Form und ihre lichttechnischen Eigenschaften. Im Wohnbereich werden zum Beispiel Halogenlampen, Energiesparlampen und Leuchtstofflampen eingesetzt. Die Lampe ist das Leuchtmittel. Und ohne Lampe gibt es kein Licht.

Lampentypen:

Für jede Beleuchtungsaufgabe stehen heute energieeffiziente und langlebige Lampen zur Auswahl. Sie unterscheiden sich durch:

  • die Art der Lichterzeugung
  • ihre lichttechnischen Eigenschaften
  • ihre Leistungsaufnahme in Watt
  • ihre geometrische Bauform

Die Edison-Glühlampe ist zwar der Prototyp aller elektrischen Lichtquellen, hat aber zwei entscheidende Nachteile: Sie erzeugt wesentlich mehr Wärme als Licht, und sie hat mit maximal 1.000 Betriebsstunden eine nur kurze Lebensdauer. Längst gibt es neue Leuchtmittel, die viel energieeffizienter arbeiten und länger halten.

Energiesparen mit Beleuchtung - wie schaut es wirklich aus?

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Glühbirne verbraucht eine Energiesparlampe 75 % - 80 % weniger Energie. Das heißt, dass eine 75-Watt-Glühbirne durch eine 15-Watt-Energiesparlampe ersetzt werden kann. Die Mehrkosten für die umweltfreundliche Lampe rentieren sich über die längere Lebensdauer und die eingesparten Stromkosten: Hält eine Glühlampe nur max. 1.000 Stunden, bringt es die Energiesparlampe auf 6.000 - 15.000 Betriebsstunden. Das bedeutet nicht, dass die Ökobilanz einer Energiesparlampe positiver ausfallen muss, als die einer Edison Glühbirne, da der Produktionsaufwand und die Entsorgung mit einberechnet werden müssen. Dies kann sich aber von Hersteller zu Hersteller und von Produkt zu Produkt stark unterscheiden.

Der Energieverbrauch der Beleuchtung in Privathaushalten beträgt nach der neuesten Erhebung der Energie-Agentur NRW „Wo im Haushalt bleibt der Strom?“ 9,7 Anteile in Prozent und rangiert damit an 5. Stelle (Auswertung von 380.370 Haushalten in D 2011). Berechnungen des Energieverbrauchs sollten aber nicht mit 10% des Gesamtstromverbrauchs getätigt werden, sondern werden am besten mit vorhanden Leuchtquellen, deren Brenndauer und deren Verbrauch verglichen um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erlangen. Als energiesparende Leuchtmittel bezeichnet man Leuchtmittel wie Kompaktleuchtstofflampen, Leuchtdioden (LEDs) oder beschichtete Halogenlampen. Allen Typen energiesparender Leuchtmittel ist gemeinsam, dass die technische Weiterentwicklung noch nicht abgeschlossen ist - anders als bei herkömmlichen Glühlampen - und deshalb noch erhebliche Verbesserungen zu erwarten sind. Die sich heute am Markt befindlichen Modelle unterscheiden sich zum Teil deutlich, was die Effizienz, Farbwiedergabe und Haltbarkeit angeht. Im Hinblick auf die genannten Qualitätsmerkmale kann davon ausgegangen werden, dass die Produkte namhafter Hersteller wie Philips, Osram, General Electrics, Sylvania, Megaman etc. hier am weitesten entwickelt sind.

Welche Leuchtmittel gibt es?

Der umstrittenste Typ effizienter Leuchtmittel (ESL: EnergieSparLampen) ist die Kompaktleuchtstofflampe, welche zu den Leuchtstofflampen zählt und eine Quecksilberdampf-Niederdrucklampe darstellt. Bei diesem Typ ist die Entwicklung weitgehend abgeschlossen.

Vorteile: Die Effizienz liegt heute bei etwa 50 bis 70 lm/W, was etwa 80 % Einsparung gegenüber normalen Glühlampen bedeutet. Die Haltbarkeit beträgt meist 6.000 bis 15.000 Stunden, wobei allerdings viele Typen auf häufige Schaltzyklen mit erheblich geringerer Haltbarkeit reagieren. ESL enthalten immer ein Vorschaltgerät. Die Gefahr, welche den magnetischen Wellen des Vorschaltgerätes der ESL nachgesagt wird, und die damit einhergehende Gesundheitsschäden konnten nicht nachgewiesen werden. Die Strahlung des Vorschaltgeräts (auch als Trafo, Driver oder Transformator bezeichnet) unterscheidet sich nicht von der Strahlung welche von Ladegeräten, Netzteilen (usw.) anderer Geräte ausgeht. Nachteile: Kompaktleuchtstofflampen enthalten giftiges Quecksilber und müssen daher aufwändig entsorgt werden. Ein Zerbrechen des Leuchtkörpers sollte aus diesem Grund unbedingt vermieden werden, als Vorsorge sollten Leuchtmittel mit Amalgam- anstatt Quecksilberbeschichtung gewählt werden, oder Leuchtmittel mit doppeltem Hüllkolben. Bezüglich Bruchsicherheit gibt es Unterschiede von Hersteller zu Hersteller. ESL sind sehr empfindlich gegenüber kurzen Schaltzyklen. Ein klarer Glaskolben ist technisch nicht möglich. Ein weiterer Nachteil, (die Auswirkungen auf die Gesundheit sind umstritten) ist die einseitige Farbwiedergabe. Die Farbwiedergabe ist je nach Lichtfarbe einseitig und unnatürlich. Es wird besonders Billigprodukten aufgrund ihres geringen Farbwiedergabeindexes bei falschem oder sehr häufigem Einsatz, Schlafprobleme, Mattheit, sowie Konzentrationsprobleme nachgesagt.

Halogenlampen sind zumeist 25 % sparsamer als eine normale Glühlampe, sehr gute Modelle können aber auch 50 % einsparen. Die Haltbarkeit ist mit zumeist 2000-3.000 Stunden geringer als bei anderen sparsamen Leuchtmitteln, jedoch höher als die herkömmlicher Glühlampen. Vorteile: Grundsätzlich sind diese Leuchtmittel dimmbar und weisen eine geringe Sensibilität gegenüber Dimmvorgängen auf. Sie weisen eine gute Farbwiedergabe auf, das Licht wirkt sehr natürlich und kommt natürlichem Sonnenlicht nahe. Halogenleuchtmittel müssen bis auf wenige Ausnahmen nicht entsorgt werden und können in den Restmüll. Ein Nachteil ist die relativ hohe Wärmeentwicklung und die geringe Energieeinsparung.

Halogenmetalldampflampen haben mit Halogenlampen, welche Glühlampen sind, außer dem ähnlichen Namen keine Gemeinsamkeit. Sie weisen einen sehr hohen Farbwiedergabeindex auf und werden z.B. zur tageslichtähnlichen Ausleuchtung von Auslagen etc. eingesetzt. Ihr hoher Preis, die zum Betrieb der Leuchtmittel notwendige, sehr aufwändige Technik und die lange Ladezeit (ca. 1-5 Minuten) machen das Leuchtmittel für den Hausgebrauch uninteressant. Diese Leuchtmittel werden heute noch stark zur Beleuchtung von Pflanzen eingesetzt.

LEDs (Leuchtdioden) sind eine relativ neue und sich noch weiterentwickelnde Form und spielen bei der Beleuchtung in Privathaushalten eine immer größere Rolle. LEDs sind heute mit einer Effizienz von über 200lm/W im Handel erhältlich. Die durchschnittliche Lebensdauer kann für LED-Leuchtmittel, je nach Typ und Anwendung, mit 15.000 bis 50.000 Betriebsstunden angegeben werden. Damit wären deren größten Vorteile genannt. Weitere Vorteile sind der inzwischen (bei guten Markenprodukten) hervorragende Farbwiedergabeindex von CRI>90 und geringe Wärmeentwicklung. Die Nachteile liegen im immer noch relativ teuren Anschaffungspreis, in der aufwändigen Technik, im aufwändigen Produktionsverfahren und in den großen Qualitätsunterschieden. Da sich LED Leuchtmittel aber immer noch mitten in der Entwicklung befinden, ist eine Relativierung der Nachteile in nächster Zukunft zu erwarten. Beim Kauf von LED Produkte gilt es, die Leuchtmittel mindestens auf deren technischen Daten gut zu überprüfen.

LED Chips in der Nahaufnahme

OLEDs (Organische Leuchtdioden) sind eine relativ neue Form und sind im Beleuchtungssektor noch in einer frühen Entwicklungsphase. Der bisher größten Vorteile sind die hohe Lichtausbeute und eine mit LEDs verglichen kostengünstigere Produktion. LEDs sind diesbezüglich aber noch nicht an ihren Grenzen. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie in dünnen, organischen Schichten aufgetragen und dadurch gebogen werden können (es gibt verschiedene Produktionsverfahren). Dies kann neue Möglichkeiten bei der Produktion von Leuchtmitteln und Leuchten schaffen. Der bisher größte Nachteil ist, dass sie eine sehr kurze Lebensdauer aufweisen und schon nach kurzer Zeit ihre Leuchtkraft reduzieren. Bisher werden OLEDs hauptsächlich in Bildschirmen eingesetzt, es gibt allerdings schon einzelne Produkte in der dekorativen Beleuchtung. In der Architektur- und Projektszene gibt es bereits einige Produkte und Beispiele für großflächige Beleuchtung oder Spezialbeleuchtung durch OLED.

Leistungsaufnahme und Lumen eines Leuchtmittels:

Die folgende Vergleichstabelle zeigt eine Übersicht über die Lichtausbeute verschiedener Leuchtmitteltypen bei gleicher Leistungsaufnahme. Die Leistung einer LED Lampe oder ESL kann unterschiedlich sein, hier wurden aktuelle Durchschnittswerte verwendet. 

Energiesparlampen: Halogenlampen: LED Lampen: Watt (Verbrauch)
125 Lumen 120 Lumen 1800 Lumen 15
230 Lumen 220 Lumen 3000 Lumen 25
430 Lumen 400 Lumen 4800 Lumen 40
740 Lumen 700 Lumen 7200 Lumen 60
980 Lumen 920 Lumen 9000 Lumen 75
1400 Lumen 1330 Lumen 11.000 Lumen 100
2260 Lumen 2140 Lumen 16.000 Lumen 150
3250 Lumen 3000 Lumen 20.000 Lumen 200

Nach einem Beschluss der EU werden die meisten herkömmlichen Glühbirnen schrittweise aus dem Verkehr gezogen, die Haushalte müssen dann ihren Ersatzbedarf mit Energiesparlampen, bzw. LED Lampen decken. Die EU will damit bis 2020 rund 15,5 Mio. Tonnen Kohlendioxid pro Jahr in den Mitgliedstaaten einsparen. Ob die starke Umwerbung der ESL dazu beigetragen hat oder beiträgt ist aufgrund der hohen Umweltbelastung umstritten.

Grundsätzlich sollte man beim Einsatz/Austausch von Leuchtmitteln folgende Kriterien berücksichtigen:

Achten Sie auf die EnergieEffizienzKennzechnung (EEK) die Skala reicht hier von Klasse A bis G.
Kompaktleuchtstofflampen sind hier in den Klassen A bzw. B eingestuft.
Normale Glühlampen erreichen i.d.R. nur die Klasse E

Welches Leuchtmittel ist am besten - und wo?

Dieser Absatz kann relativiert werden. Setzen Sie ESL Leuchtmittel nur mehr ein, wenn es unbedingt sein muss, ansonsten LED Leuchtmittel. Wir lassen den Absatz der Vollständigkeit halber online: Setzen Sie Kompaktleuchtstofflampen vorzugsweise an Stellen ein, wo sie regelmäßig eine lange bis sehr lange Brenndauer haben. Hier gilt der Grundsatz: je länger die Brenndauer und je weniger Schaltzyklen, desto größer ist die Einsparung und die Lebensdauer der Leuchtmittel. Mittels Pulsweitenmodulation sind diese Leuchtmittel dimmbar. ESL mit integriertem Vorschaltgerät (alle E14 und E27 Modelle) sind nur dimmbar wenn das Leuchtmittel dies vorsieht. Bei ESL mit getrenntem Vorschaltgerät (z.B. T5 Röhren) geht die Dimmbarkeit vom Vorschaltgerät aus, das bedeutet die Leuchte (ergo deren Vorschaltgerät) müssen dimmbar sein, das Leuchtmittel hat in diesem Fall keine Einfluss darauf.

Hochwertige Energiesparlampen haben eine sogenannte Vorheizfunktion, die verhindert, dass es bei häufigem An- und Ausschalten zu Schäden kommt.

Hinweis: Bezogen auf eine durchschnittliche Lebensdauer von 15.000 Std. dieses Leuchtmittels und angenommenen Stromkosten von 18ct./kWh, sparen Sie gemäß untenstehendem Beispiel:

ESL:       Glühlampe:      Ersparnis:

5W         25W€                 54,-
9W         40W€                 83,-
11W       60W€                132,-
15W       75W€                162,-
20W      100W€               216,-
23W      120W€               261,-

Halogenlampen sollten bevorzugt an Stellen eingesetzt werden, wo viel, bis sehr viel flimmerfreies Licht, eine gute Farbwiedergabe und Dimmbarkeit gewünscht sind. Starkes Dimmen reduziert jedoch die Lebensdauer erheblich.

LED-Leuchtmittel besitzen wohl das größte Potential, was Energieeinsparung, Lichtausbeute und Variabilität betrifft. Hersteller kündigen in immer kürzeren Zeiten immer höhere Lichtausbeuten an und Leuchtmittel mit einem hohen Farbwiedergabeindex sind nun recht häufig zu finden. Beachten Sie, dass LED-Lampen thermische Grenzen gesetzt sind. So sind für den Standardsockel E27 kaum Lampen über 17 Watt Leistungsaufnahme erhältlich, die in geschlossenen Räumen betrieben werden dürfen oder sollten. Eine gute Kühlung des LED Leuchtmittels trägt zu einer längeren Lebenszeit bei. LED Leuchtmittel (und Leuchten) können nun nahezu überall eingesetzt werden, Spezialllösungen können allerdigns sehr teuer sein.

Nahezu alle namhaften Leuchtenhersteller führen heute mit LED-Leuchtmittel bestückte Leuchten in ihrem Programm. Prinzipiell sind LEDs gut mittels Pulsweitenmodulation dimmbar. Ob das mit einer gegebenen Lampe möglich ist, hängt vom eingesetzten Vorschaltgerät ab.

LED-Leuchtmittel stellen die nächste Evolutionsstufe in der Beleuchtungsindustrie dar und verfügen über eine ganze Reihe an Vorteilen gegenüber konventioneller oder Energiespar-Lampen. Neben einer deutlich längeren Haltbarkeit und wesentlich geringeren Wärmeentwicklung lassen sich die LEDs durch den signifikant geringeren Energiebedarf auch umweltfreundlicher betreiben und tragen zu einer Reduzierung des CO2 Ausstoßes bei.

Durch die kleinen und extrem kompakten Leuchtdioden lassen sich deutlich flexiblere und architektonisch beeindruckende Lichtinstallationen realisieren.

Wichtige Kennwörter über Licht:

  • Lux, Lumen und Candela sind Einheiten zur Beschreibung der Lichtintensität.
  • Lux: Lux ist die SI-Einheit der abgeleiteten Größe Beleuchtungsstärke und der ihr entsprechenden Emittergröße, der spezifischen Lichtausstrahlung.
  • Candela: Candela ist die photometrische SI-Basiseinheit der Lichtstärke
  • Lumen: Lumen ist die photometrische Einheit des Lichtstroms. Dieser Wert ist somit wesentlich aussagekräftiger, für die Lichtmenge die von einer Lichtquelle in den Raum abgegeben wird. Möchte man nun die Effizienz einer Lampe errechnen, so teilt man einfach Lumen durch Watt (lm/W), errechnet also das Verhältnis von Lichtstrom zu erbrachter Leistung.
  • 350 Lumen entsprechen ca. einer 7Watt Energiesparlampe. 415 Lumen entsprechen ca. einer herkömmlichen 40Watt Glühlampe. 710 Lumen entsprechen ca. einer herkömmlichen 60Watt Glühlampe.
  • Die Beleuchtungsstärke, gemessen in Lux, lässt sich in Lichtstrom und Lichtstärke umrechnen.
  • Die Farbe des "weißen" Lichtes wird in Grad Kelvin* angegeben.

Kelvin*: Das Kelvin ist die SI-Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur. Warm-weißes Licht hat z.B. die Farbtemperatur von ca. 3000K. Neutral-weißes Licht hat z.B. die Farbtemperatur von ca. 4500K.Kalt-weißes Licht hat z.B. die Farbtemperatur von ca. 6500K. Im Kommerziellen Bereich werden LEDs mit 2700 Kelvin als warm-weiß (warm white), LEDs mit 3000 Kelvin als Neutralweiß (white) und LED's mit 3500-4000 Kelvin als kalt-weiß (coolwhite) dargestellt. Diese drei Stufen sind gleichzeitig auch die häufigsten eingesetzten Farbbereiche im Bereich der weißen Lichtfarbe. Bestimmte Hersteller bieten nun auch die Möglichkeit, die Farbe zu regeln (z.B. von 2500-3750k). Dies hat nichts mit RGB LED's zu tun.

Die Farbe des "farbigen" Lichtes wird in Nanometer angegeben. Farbton Wellenlänge:

  • Violett 380  – 420 nm
  • Blau420 – 490 nm
  • Grün490 – 575 nm
  • Gelb575 – 585 nm
  • Orange585 – 650 nm
  • Rot650 – 750 nm

Was sind RGB LED?

LED's welche zwischen diesen Farben wechseln können, werden RGB LED's genannt. RGB steht für red, green, blue (rot, grün, blau). Aus diesen drei Grundfarben kann im Prinzip jede beliebige Farbe gschaffen werden. RGB LED's bleiben bei der Lichtstärke in der Regel weit hinter der Lumen / Watt Leistung der weißen LEDs zurück. Für die Steuerung solcher RGB LEDs wird ein kompatibles Vorschaltgerät, sowie ein Steuergerät benötigt, welches den Farbwechsel einleitet. Diese Steuergeräte können entweder programmiert werden, per Fernbedienung gesteuert oder aber auch weitere komplexere Funktionen mit sich bringen. Günstige Fertigprodukte weisen meist nur eingeschränkte Funktionen auf.

Was bedeutet Farbwiedergabe?

CRI: engl. Color Rendering Index, ist die abgekürzte Schreibweise für den Farbwiedergabeindex. Unter Farbwiedergabeindex versteht man eine photometrische Größe, mit der sich die Qualität der Farbwiedergabe von Lichtquellen gleicher korrelierter Farbtemperatur beschreiben lässt. Eine Eigenschaft von CRI>80 kann als gut bezeichnet werden, CRI>90 ist hervorragend. Dieser Index ist besonders bei ESL und LED Leuchtmitteln zu beachten.

Rechenbeispiel für die Stromeinsparung:

Rechenbeispiel für den Austausch von Leuchtmitteln:

Wichtig - Bei einem Austausch von gewöhnlichen Leuchtmitteln durch LED Leuchtmittel ist zu beachten, dass diese sehr lange halten werden. Um diese über viele Jahre hinweg glücklich zu betreiben, sollte man qualitativ hochwertige Leuchtmittel einsetzen, um einen erneuten Austausch in naher Zukunft durch qualitativ hochwertigere Modelle und somit eine sinnlose Zusatzinvestition zu vermeiden.

Für eine sehr einfache Berechnung des Verbrauchs und einhergehend mit der Rentabilität eines Austausches benötigen Sie folgende Variablen (hier mit Beispielangaben ausgefüllt):

  • Leuchtmittelverbrauch (z.B. 40W Glühbirne): 40 Watt
  • Leuchtmittelmenge: 5
  • Strompreis: 0,20€ / KW (KW = Kilowatt, 1 Kilowatt ist 1000W)
  • Durchschnittliche tägliche Brenndauer: 4 Stunden

Somit ergibt sich folgende, einfache Berechnung: 40W x5 x 4h (ergibt den Verbrauch von 800W / Tag, oder 0,8 Kilowatt. (Ausgedrückt in Kilowattstunden (KWh) wären dies 0,2KWh x4).

Multipliziert man diesen Wert mit dem Strompreis, erhält man die Kosten pro Tag. Also in unserem Fall 0,8 x 0,2 - wären also 0,16. Jährlich (also x 365) 58,40€.

Gegenrechnung mit LED Leuchtmittel:

  • Leuchtmittelverbrauch: 7W
  • Leuchtmittelmenge: 5
  • Strompreis: 0,2€ / KW
  • Durchschnittliche tägliche Brenndauer: 4 Stunden

7x5x4 = 140W also 0,14KW - also 0,028€ / Tag - also 10,22€ / Jahr. Ersparnis 48,18€.

Anschaffungspreis 4x E27 7W LED Leuchtmittel (Beispiel): 36,00€. Bereits nach einem Jahre zahlen sich die Leuchtmittel aus. Es ist zu beachten, dass die gewöhnlichen Leuchtmittel pro Jahr 1,46 (bei einer Brenndauer von 1000h und dem Einsatz von 4 Stunden / Tag) ausgewechselt werden müssen. Das bedeutet eine zusätzliche Ersparnis von 9,34€ im Jahr bei einem Leuchtmittelpreis von 1,60€. Bei bestimmten Leuchtmittelkonstellationen kann diese Zusatzersparnis ein wichtiges Argument sein.

Bei einem realistischen Rechenbeispiel muss der Wert für alle Leuchten separat errechnet werden,bei welchen sich Verbrauch und Brenndauer unterscheiden.