Effizienz, Lichtleistung, Ökologie und im Vergleich LED zu Leuchtstoffröhren
Der dritte Teil knüpft an den Vergleich von LED zu Leuchtstoffröhren an und befasst sich mit der Effizienz, Lichtleistung und der Ökologie.
Lichtleistung und Effizienz
LED Leuchtmittel gelten im Vergleich zu Leuchtstoffröhren als effizienter. Das heisst pro Watt eingesetzter Energie bekomme ich mehr Licht. Die Effizienz wird in Lumen pro Watt angegeben. Als Lichtleistung wird nun die Menge des insgesamt von einem Leuchtmittel abgestrahlten Lichtes (Lumen) bezeichnet. Will man Leuchtmittel miteinander vergleichen, so muss man deren Lichtleistung auf die Leuchtmittellänge (Meter) beziehen- also die spezifische Lichtleistung (Lumen pro Meter) ermitteln. In der Tabelle wird bei den LED Leuchtmitteln zwischen M Lumenwerten (Messwert) und R Lumenwerten (rechnerischer Wert) unterschieden. Die Erklärung: Die meisten LED Hersteller berechnen die Beleuchtungsstärke ihrer LED Lichtbalken. Dazu werden die Labormesswerte (Lumen) der einzelnen LED Chips hochgerechnet auf die Zahl der im LED Balkenverbauten Chips. Tatsächlich ist die Leistung im verbauten Zustand aber geringer. Da kommt es auf die Einbausituation an (Qualität der Lötverbindungen, Beschattung durch andere Bauteile/Folierung/Verguss …).
In der AMAZONAS Nr. 67 habe ich verschieden Hersteller von Leuchtstoffröhren und LED Lichtleisten miteinander verglichen. Die Ergebnisse waren:
Bei den meisten LED Leuchtmitteln stimmt die Aussage, dass sie deutlich effizienter sind als Leuchtstoffröhren- aber eben nicht bei allen. Selbst bei LED Leuchtmitteln mit rechnerischen Lumenwerten war eine der Leuchten weniger effizient als das beste T5 Leuchtmittel! Ebenso bei der Lichtleistung pro Meter: Hier gibt es LED Leuchtmittel, die weniger Licht pro Meter bringen als das schlechteste T8 Leuchtmittel … erstaunlich! Es lohnt also, wenn man die Kennzahlen deuten kann und vergleicht.
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Bezüglich Effizienz und Lichtleistung gibt es enorme Unterschiede. LED Leuchtmittel sind in dieser Beziehung meist deutlich besser als Leuchtstoffröhren (insbesondere T8), aber eben nicht alle! Ein Vergleich lohnt daher immer. |
Lichtverteilung
Oft begegnet man dem Vorurteil, dass LED beleuchtete Aquarien nicht so gut ausgeleuchtet werden, wie solche mit Leuchtstoffröhren. Leuchtstoffröhren strahlen das Licht gleichmässig in alle Richtungen ab. Verwendet man gute, saubere Reflektoren, so wird nahezu alles Licht nach unten umgeleitet. LED Leuchtmittel strahlen meist in einem 120 Grad Winkel ab. Externe Reflektoren sind also nicht notwendig.
Abstrahlwinkel bei LED und Leuchtstoffröhren:
Auch in Längsrichtung ist die Lichtverteilung nach wenigen Zentimetern Abstand zum LED Leuchtmittel gleichmässig.
Schema zur Lichtverteilung einer streifenförmigen LED Lampe:
Lediglich bei Spot- oder Cluster LED kann es zu einer ungleichmässigeren Ausstrahlung des Aquariums kommen- das ist dann allerdings oft ein gewollter Effekt.
Wenn nun zwei Leuchtstoffröhren durch nur eine LED Leiste ersetzt werden, kann die Ausleuchtung in den obersten Wasserschichten nicht ganz so gleichmässig sein. Allerdings merkt man das in der Praxis kaum …
Dieser Eheim Würfel (65*65*65cm) wird von nur einer mittig angebrachten LED Leiste (die allerdings 11 cm breit ist) gut ausgeleuchtet (LiWeBe Scaping Light Biotop).
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Die Lichtverteilung bei streifenförmige LED Leuchten und Leuchtstoffröhren mit Reflektoren ist ähnlich. Hier gibt es keine grossen Unterschiede. |
Nutzungsdauer, Ökologie und Betriebssicherheit
Bei Leuchtmitteln wird zwischen Lebensdauer und Nutzungsdauer unterschieden. Interessant für Aquarianer ist die Nutzungsdauer, denn sie benennt den Zeitraum, nach dem noch mindestens 70% der Lichtleistung erbracht werden (L70). Bei Leuchtstoffröhren hängt die Nutzungsdauer von der Art der Leuchtmittel (T8 oder T5), der Lichtqualität (Dreibanden, Vollspektrum oder Sonderfarbe), aber auch von den Betriebsbedingungen ab. Hier ist insbesondere das verwendete Vorschaltgerät, die Betriebstemperatur sowie die Schalthäufigkeit ein Faktor. LED Leuchtmittel altern langsamer. Auch ist hier die Häufigkeit der Schaltungen nicht von Belang. Lediglich zu hohe Betriebstemperaturen führen zu geringerer Effektivität und Lebensdauer, weswegen dem Wärmemanagement eine besondere Bedeutung zukommt (Wärmeableitung/Kühlung).
In die Ökobilanz eines Produktes fliesst nicht nur seine Effizienz ein, sondern auch der Herstellungs- und Entsorgungsaufwand. Die Stiftung Warentest (Mai 2013) bescheinigt LED Leuchtmitteln die beste Ökobilanz von allen Leuchtmitteln. Weiter haben OSRAM und Siemens berechnet, dass bei LED Leuchten 98% der insgesamt eingesetzten Energie auf die Lichterzeugung entfällt. Nur 2% wurde zur Herstellung der Leuchtmittel verbraucht! Leuchtstoffröhren sind aufgrund ihres Quecksilbergehaltes problematisch. Sie müssen als Sondermüll aufwendig entsorgt werden. LED können nach Gebrauch als normaler Elektroschrott entsorgt werden.
LED Leuchtmittel werden mit Niederspannung (üblicherweise 12 oder 24 Volt) betrieben. Diese Spannung ist für den Menschen ungefährlich. Somit haben sie eine hohe Betriebssicherheit. Leuchtstoffröhren dagegen werden mit 220 Volt Netzspannung betrieben- beim Start sogar Hochspannung. Falls eine Leuchtstoffröhre zu Bruch geht, ist auch das austretende, giftige Quecksilber ein Gesundheitsrisiko!
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Anschaffungskosten
LED Leuchtmittel sind in der Anschaffung kostspieliger als Leuchtstoffröhren. Durch die niedrigeren Stromkosten und die längere Lebensdauer (entfallender Leuchtmittelwechsel), rechnet sich die Investition allerdings mit den Jahren. In Rechenbeispielen (DATZ März 2014) ermittelte ich Amortisationszeiten zwischen zwei und neun Jahren! Auch hier wieder sehr grosse Unterschiede bei den Herstellern, die vor allem in den unterschiedlichen Anschaffungskosten begründet sind.
