LED Lexikon
-
Q Lumen A Lumen ist das gesamte Licht (Lichtstrom), welches ein LED Leuchtmittel ausstrahlt und wird in einer sogenannten Ulbricht Kugel gemessen. Es handelt sich hierbei um die gesamte Lichtmenge, die man im öffentlichen Raum d.h. in der Anwendung, nur sehr schwer oder überhaupt nicht messen kann, da wir immer Umwelteinflüsse wie andere Leuchtmittel oder Tageslicht haben.
Q Candela A Candela ist die Lichtstärke. Die Lichtstärke ist der Lichtstrom, gemessen ausgehend von einem Leuchtmittel, der in eine bestimmte Richtung, bezogen auf einen Raumwinkel, ausgestrahlt wird. Die Aussage über Candela muss also immer in Bezug auf einen bestimmten Winkel gemacht werden.
Q Lux A Lux ist die Lichtstärke, die sich auf einer Oberfläche ergibt. Lux ist eine abhängige Funktion der Lumenleistung der Lampe, in Bezug auf den Abstrahlwinkel und die Entfernung zu der gemessenen Oberfläche. Ein Beispiel: haben wir eine Lampe an der Decke mit 2,50 Meter zur Tischoberkannte, einem Abstrahlwinkel von 120° und z.B. 300 Lumen, so wird man auf der 2,50 Meter entfernten Oberfläche eine Luxleistung von ungefähr 153 Lux messen. Dies gilt aber auch nur, wenn die Lampe in einem dunklen Raum alleine leuchtet. Im Internet gibt es diverse Umrechnungsformeln, die mehr oder weniger genau sind. Einen endgültigen Eindruck bekommt man erst über etwaige Lichtsimulationsprogramme oder aber durch Messungen am Objekt.
Q Abstrahlwinkel A Der Abstrahlwinkel ist insbesondere bei LED Leuchtmitteln ein neuer Faktor der zu berücksichtigen ist. Im Vergleich zur traditionellen Glühbirne oder zur Energiesparlampe, die 360° abstrahlt, können die LED Leuchtmittel bisher nur im begrenzten Rahmen das Licht abstrahlen. Anfangs wurden 120° erreicht, mittlerweile sind bis zu 270° möglich. In besonderen Fällen werden sogar schon 360° erreicht. Die überwiegende Anzahl der Leuchtmittel hat aber noch einen geringeren Abstrahlwinkel als 360°. Es ist deshalb sehr wichtig zu wissen, welcher Abstrahlwinkel für die vorhandene Anwendung benötigt wird und welchen Abstrahlwinkel das Leuchtmittel meiner Wahl tatsächlich hat. Hier spielt das Design der Lampe eine wichtige Rolle.
Q CRI A CRI (Colour Rendering Index). Diese Größe besagt die Farbwiedergabentreue des Leuchtmittels. Das bedeutet in der Praxis, je höher der CRI Wert (gemessen in Ra) ist, umso höher ist die Farbwiedergabentreue, die bei den betrachteten Objekten erzielt werden kann. Z.B. wird das deutlich, wenn ich einen roten Apfel mit einem geringeren CRI Wert bestrahlen lasse, so wirkt der Apfel blass, wähle ich einen höheren CRI Wert, so erscheint der Apfel in einer kräftigen roten oder grünen Farbe. Der CRI wird aus 14 Referenzfarben ermittelt und durch einen Durchschnittswert angegeben. Dieser Faktor ist insbesondere für Verkaufsflächen wichtig. Vorschrift ist hier seit September 2012, dass im Privatbereich der CRI mindestens 80, in Fabrikanwendungen mindestens 70 betragen muss. Da sich niedrige CRI Werte in niedrigeren Kosten niederschlagen, wird hier versucht, dass der CRI Wert gerade noch eben den vorgeschriebenen Werten entspricht.
Q Lebensdauer A Zur Zeit der Glühbirne oder Leuchtstoffröhre war das Ende der Lebensdauer relativ einfach zu erkennen. Die Glühlampe oder Leuchtstoffröhre hat ganz einfach ihren Dienst eingestellt, beziehungsweise fing an zu flackern. Bei den heutigen LED Leuchtmitteln ist es allerdings nicht so einfach. Generell gilt, dass das Ende eines LED Leuchtmittels dann erreicht ist, wenn die Lichtleistung (Lumen) max. 70% des Ausgangswertes unterschreitet. Dies hängt damit zusammen, dass die Lichtleistung kontinuierlich bei LEDs abnimmt. Während der ersten 1.000 Stunden darf die LED 3% ihrer Ausgangslichtleistung verlieren. In den nächsten 4.000 Stunden weitere 4% und nach den ersten 10.000 Stunden darf sie insgesamt 10% der Lichtleistung verloren haben. Sollte nun die Lebensdauer auf 50.000 Stunden begrenzt sein, sodass am Ende der Lebensdauer das LED Leuchtmittel noch eine Leuchtkraft von 70% der Ausgangsleistung haben muss. Das bedeutet, dass weiterhin in regelmäßigen Abständen die Lichtleistung auf der Arbeitsfläche überprüft werden muss.
Q Einschaltzeit A Bei der Einschaltzeit handelt es sich um die Zeit die vergeht, nach dem das Leuchtmittel eingeschaltet worden ist und Lichtleistung erbringt. Diese Einschaltzeit kann nur mit einem sehr schnellen Radiospektrometer gemessen werden. Die ersten LED Produkte hatten mit dieser Einschaltzeit noch ihre Probleme, mit den heutigen Produkten gibt es diese aber schon lange nicht mehr. Technisch wird hier noch zwischen der Zündzeit, die Zeit die zwischen dem Einschalten der Lampe bis zum stabilen Leuchten vergeht und der Anlaufzeit, die Zeit die vom Anschalten der Lampe bis zum Erreichen von 95% des nominalen Lichtstroms vergeht. Bei LED Leuchtmitteln muss die Zündzeit unter 0,5 Sekunden und die Anlaufzeit unter 2 Sekunden liegen.
Q Eingangsspannung A Die Eingangsspannung ist die Spannung, mit der das Leuchtmittel betrieben werden kann. Leuchtmittel mit einer E27 oder E14 Fassung müssen mit 220V Wechselstrom betrieben werden. Im Allgemeinen gilt das bei Anschlüssen direkt ans Netz. Man kann davon ausgehen, dass es sich hier um Wechselspannung handelt. Auf manchen Verpackungen fehlt die Angabe, ob es sich um Gleich- oder Wechselspannung handelt. Das ist bei der Netzspannung nicht das Problem. Wichtiger wird diese Information bei den Spots die mit 12V betrieben werden. Für klassische Leuchtmittel ist es egal, ob mit 12V Gleichspannung oder 12V Wechselspannung gearbeitet wird. Im Falle von LED Leuchtmitteln gibt es hier gravierende Unterschiede. Auf der Verpackung muss deutlich gekennzeichnet werden, mit welcher Spannung der Spot betrieben werden muss. Bei 12V Anwendungen können noch weitere Probleme auftreten, die durch sorgfältige Vorbereitung vermieden werden können. Die Netzteile zur Spannungsversorgung von Halogenspots sind oft für Leistungen zwischen 20W bis 200W ausgelegt. Das bedeutet, der Trafo bedarf mindestens einer Leistungsabnahme von 20W. Werden mit diesem Trafo 4 Halogenspots mit je 35 Watt betrieben, ist die Gesamtleistungsaufnahme 140W. Werden nun die Halogenspots durch LED Spots mit einer Leistung von ca. 4 Watt ersetzt, so wird die Mindestabnahme von 20W unterschritten, der Trafo liefert keine Leistung und die Spots funktionieren deshalb nicht. Um dieses Problem zu umgehen, gibt es spezielle LED Spots die dem Trafo eine höhere Ausgangsleistung simulieren. Diese Spots wiederum funktionieren nicht mit speziellen LED Netzteilen. Hier ist bei der Auswahl verstärkt auf die Angaben der Verpackung zu achten.
Q Sockelfassung A Unter der Sockelfassung versteht man die Aufnahme des Leuchtmittels in der Lampe. Die bekanntesten Sockelarten sind u.a. E27, E14, GU10, MR16 (GU5.3), MR11 (GU4) und G13.
Q Leistung A Hier wird angegeben welche Leistung das Leuchtmittel verbraucht. Wichtig ist hier die Unterscheidung zwischen der Leistung die von den LEDs verbraucht wird und der Systemleistung. Die Systemleistung beinhaltet die Leistung der LEDs und die Leistung der elektronischen Treiber (Netzteil). Hier muss man genau prüfen, welche Leistung angegeben wird. Häufig wird nur die Leistung der LEDs angegeben und somit der Leistungsverbrauch der Treiber vernachlässigt.
Q Spektrale Strahlungsverteilung A Hier wird angegeben wo sich die energiehaltigsten Wellenlängen bei der Strahlung befinden. Zudem wird die Wellenlänge der sogenannten Hauptwellenlänge (Wellenlänge mit dem höchsten Energieanteil) und der Zentralenwellenlänge (Wellenlänge die sich im Zentrum des Spektrum befindet) angezeigt.
Q Elektrischer Leistungsfaktor A Der elektrische Leistungsfaktor bezeichnet den Anteil der Blind- und der Wirkleistung. Im Haushalt ist dies von sehr geringer Bedeutung, da aufgrund der Anzahl der Leuchtmittel es diesbezüglich zu keinen Problemen kommen kann. Im Industriebereich wird jedoch darauf Wert gelegt, dass der Leistungsfaktor über 0,95 liegt. Diese Blindleistungskompensation stellt Industriebetriebe vor einige Herausforderungen.
Q THD (Total Harmonic Distortion) A Die gesamte harmonische Verzerrung (Total Harmonic Distortion, abgekürzt THD) ist eine Angabe über das Verhältnis der Grundschwingung zu den Oberschwingungen. Durch eine Vielzahl von elektronischen Geräten wie Netzteilen, werden im elektrischen Netz Oberschwingungen verbreitet, die zu Störungen bei anderen elektrischen Geräten führen können. Diese Oberschwingungen sollten so gering wie möglich gehalten werden.
Q Effizienz A Unter Effizienz versteht man die Leistungsaufnahme der LED im Vergleich zur Lichtausbeute. Sie wird in der Regel in Lumen pro Watt ausgedrückt. Zu Beginn der LED Technologie waren nur sehr geringe Lumen pro Watt möglich, angefangen mit 0,1 Lumen pro Watt. Heute befinden wir uns in dem Bereich zwischen 80 und 120 Lumen pro Watt, die in den verfügbaren Produkten zur Anwendung kommen. Es wird in den nächsten Jahren mit Effizienzraten von 200 Lumen pro Watt zu rechnen sein. In Labors wurden bereits 300 Lumen pro Watt erreicht. Diese Effizienzklassen sind allerdings nur im Labor darstellbar. Bevor solche Werte in der Industrie erreicht werden, vergehen voraussichtlich noch weitere 5 - 10 Jahre.
Q Schaltzyklen A Unter Schaltzyklen versteht man die Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen des Leuchtmittels. Hier kommt ein weiterer Vorteil der LED Technologie zum Tragen. Die LED kann mit relativ geringer Leistung geschaltet werden. Während bei herkömmlichen Leuchtmitteln das Ein- und Ausschalten die Leuchtmittel stark belastet, ist davon auszugehen, dass die LED nur sehr gering belastet wird. Der limitierende Faktor ist auch hier die Elektronik. Man kann heute schon von 20.000 – 30.000, bei hochwertigen Produkten sogar bis 100.000 Schaltzyklen Lebensdauer erwarten. Generell sagt man, dass die Anzahl der Schaltzyklen mindestens die Hälfte der Lebensdauerstunden erreichen sollte. Bei einer Angabe von 50.000 Stunden Lebensdauer ist damit eine Schaltzyklenanzahl von 25.000 Schaltungen durchaus ausreichend.
Q Dimmbarkeit A Bei den herkömmlichen Leuchtmitteln wie Halogenlampen und Glühbirnen ist die Dimmbarkeit kein Problem. Es sind in Haushalten und kommerziellen Anwendungen verschiedene Varianten im Einsatz. Häufig werden Dimmer mit Phasenanschnitts- oder Phasenabschnittssteuerung oder Pulsweitenmodulation verwendet. Bei LED Leuchtmitteln ist jedoch die Dimmbarkeit nicht so trivial darzustellen. Zudem ist diese mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden. Darüber hinaus ist auch damit zu rechnen, dass selbst "dimmbar" gekennzeichnete LED Leuchtmittel nicht für jeden Dimmer geeignet sind. Dies ist damit zu begründen, dass unterschiedliche Dimmtechnologien eingesetzt werden. Es gibt neben der Phasenanschnittssteuerung die Pulsweitenmodulation, bei denen das Leuchtmittel direkt gedimmt wird. Bei Dimmern, die mit einer separaten 0-10V Dimmspannung arbeiten oder Bussysteme mit einer Dali-Steuerung, werden nicht die Leuchtmittel direkt gedimmt, sondern indirekt über die Netzteile. Im Retrofitbereich empfiehlt es sich also zuerst die Dimmbarkeit mit einem Leuchtmittel zu testen. Sollte dies dann erfolgreich sein kann man die restlichen Leuchtmittel umrüsten. Sollte der Test nicht erfolgreich verlaufen sein, muss man sich für eines der angebotenen Produkte, die vom Hersteller der Lampe als tauglich angegeben werden, entscheiden. Das Thema kann ein eigenes Buch füllen. Bei Neuinstallationen ist darauf zu achten, dass die gewählten Dimmfunktionen direkt den Treiberstrom der LED beeinflussen, da somit nicht nur die Lichtausbeute gesenkt wird, sondern auch die Lebensdauer der LED erhöht wird.
Q Vorschaltgeräte A Beim Einsatz von LED Röhren als Ersatz von Leuchtstoffröhren, insbesondere im Retrofitbereich, ist zu beachten, welches Vorschaltgerät mit der Leuchtstoffröhre verbaut worden ist. Es werden von verschiedenen Herstellern LED Leuchtstoffröhren angeboten, bei denen zur Installation das Vorschaltgerät überbrückt werden muss. Dies kann eine Alternative sein, sollte hier aber vom Fachmann ausgeführt werden. Trotz allem können sich hier versicherungstechnische Schwierigkeiten ergeben die vor der Installation mit dem Versicherer und mit der Berufsgenossenschaft abgeklärt werden sollten. Generell ist bei einem Umbau der Beleuchtung die Leuchte selbst so zu kennzeichnen, dass diese nicht versehentlich mit LED Röhren bestückt wird, die ein Vorschaltgerät benötigen. Es können nur LED Röhren die mit Netzspannung arbeiten eingebaut werden. Anderenfalls würde dies unweigerlich zu Problemen führen. Deshalb empfehlen wir bei sogenannten Retrofit LED Röhren vollkompatible Röhren einzusetzen. Hier muss dann zwischen sogenannten induktiven Vorschaltgeräten (KVG, VVG) unterschieden werden, die durch die Verwendung des Starters für jeden Leihen als solche sichtbar und erkennbar sind. Hier werden Ersatz LED Röhren für LED Röhren angeboten, die entweder einen neuen Starter erfordern oder gar keinen Starter mehr benötigen. Bei den Startern handelt es sich um sogenannte LED- oder Kurzschlussstarter, bei denen eine Sicherung verhindert, dass an allen Anschlusspints gleichzeitig Spannung liegen kann. Diese LED Röhren sind normalerweise auch mit VDE oder / und TÜV Kennzeichnung erhältlich. Im Falle von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) gilt es mit dem Lieferanten darüber zu sprechen, welches Vorschaltgerät im Einsatz ist und ob die zur Verfügung gestellte LED Retrofitröhre mit diesem Vorschaltgerät arbeitet. Sollte hier eine positive Rückmeldung des Herstellers oder Lieferanten erfolgen, ist unbedingt zuerst mit einer kleineren Stückzahl ein Test durchzuführen, da die Varianten bei elektronischen Vorschaltgeräten extrem hoch sind. Erst nach diesem Test sollte eine komplette Ausstattung oder ein kompletter Wechsel vorgenommen werden. Ist der Test nicht erfolgreich, so kann in vielen Fällen, die Rücksprache mit dem Lieferanten unter Nennung des Vorschaltgeräts zur Lösung des Problems führen. Generell ist es möglich, diese LED Röhren an die verschiedenen Vorschaltgeräte anzupassen.
Q Abdeckungen (Cover) A LED Lampen sind normalerweise mit einem milchglasartigen Kunststoff ausgestattet. Durch diese Milchglaseinfärbung sind die LED Chips selbst nicht mehr zusehen. 80 - 90% der angebotenen sogenannten LED Birnen sind so hergestellt. Bei den LED Röhren gibt es grundsätzlich 3 verschiedene Abdeckungen. Der Grund hierfür liegt darin, dass durch das Milchglas die Lichtstärke gedämpft wird. Bei den heute vorhandenen starken und mit sehr hoher Effizienz ausgestatteten LEDs ist dieser Verlust nicht mehr so bestimmend. Die erste Abdeckung entspricht von der Optik der normalen Leuchtstoffröhre, hierbei handelt es sich um ein Milchglas ähnlichen wie Kunststoff. Dieser Kunststoff hat den Vorteil, dass er den Blick auf die LED Chips verhindert. Die hat aber den Nachteil, dass er die Lichtbeute um fast 16% reduziert. Als zweite Alternative gibt es die sogenannte Stripelösung, hier werden in der Kunststoffabdeckung Rillen eingefräst, die durch ihre optische Wirkung den Blick auf die LED Chips verzerren, sodass diese nicht mehr als Punkt sondern als breiterer Streifen sichtbar werden. Dies ist ein Kompromiss, der getroffen wurde, um die Lichtdämpfung durch die Milchglasabdeckung zu verringern. Gleichzeitig wird aber der unangenehme Effekt verhindert, der entsteht, wenn man direkt in das LED Leuchtmittel hinein schaut. Große Wirkung erzielt dieser Effekt aber nur, wenn man seitlich in die LED hinein schaut. Befindet man sich im direkten 90° Winkel zum Leuchtmittel, so sind auch hier die LED Chips direkt sichtbar. Die dritte Möglichkeit ist die sogenannte klare Abdeckung. Hier wird weder durch Streifen oder durch eine Milchglasabdeckung der Blick auf die LEDs verringert oder verhindert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die LED Röhre sowieso in eine Lampe eingebaut wird, z.B. in eine Kellerlampe mit einem Schutzfaktor von IP44 oder bei einer sogenannten Kassettenleuchte, die in die Decke eingebaut wird. Hier wird der direkte Blick auf die LEDs durch die normale Anwendung verhindert.
Q Cornlamps (Maiskolbenlampe) A Unter diesem Begriff versteht man LED Lampen, in denen eine hohe Anzahl von LEDs auf einem runden länglichen Körper aufgebracht wurden und die mit einem klaren oder milchartigen Kunststoffglas abgedeckt werden. Es gibt auch Cornlamps die ohne Abdeckung auskommen müssen. Sinn dieser Lampe ist es, einen höheren Abstrahlwinkel zu erreichen. Mit solchen Konfigurationen können Abstrahlwinkel bis 320° erreicht werden. Diese Lampen verlieren aber vermehrt an Bedeutung, da aus Gründen des technischen Fortschritts die hohe Anzahl von LEDs nicht mehr notwendig ist.