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Energiesparlampen der anderen Art

In Deutschland und Österreich sind sich alle Planer, Lichttechniker und natürlich die Hersteller der Betriebsgeräte einig: Leuchtstofflampen betreibt man heute nur mit elektronischen Vorschaltgeräten effizient. Das Deutsche Kupferinstitut wollte gern wissen, wie weit es denn konkret mit den Vorteilen her ist, und gab bei einem renommierten, neutralen, unabhängigen Licht-Institut einige Messungen in Auftrag. Die Ergebnisse waren durch die Bank ernüchternd.
In entsprechenden Fallstudien, wie sie sich regelmäßig in der Fachpresse nachlesen lassen, wird leider meist der Betrieb altersschwacher Leuchten mit veralteten Leuchtmitteln und den alten, ineffizienten, ‚konventionellen Vorschaltgeräten‘ (KVG), die heute gar nicht mehr in den Verkehr gebracht werden dürften, einer komplett modernisierten und nach neuesten Erkenntnissen optimierten Anlage gegenüber gestellt, die dann wie selbstverständlich mit EVG ausgestattet ist. Die Erfolge sind natürlich fantastisch und absolut überzeugend, jedoch zum allerkleinsten Teil auf den Einsatz der EVG zurückzuführen. Dass seit langem schon auf besten Wirkungsgrad statt auf billigsten Preis hin optimierte, sogenannte ‚verbesserte induktive Vorschaltgeräte‘ zur Verfügung stehen, wird weder erwähnt, noch wird deren Einsatz in Erwägung gezogen. Dabei könnten gerade diese die gutmütigen Eigenschaften des äußerst robusten und langlebigen induktiven Vorschaltgeräts mit einem guten Gesamt-Wirkungsgrad der Beleuchtung verbinden. Mehr noch als das: Wenn man die Lampen nicht ‚Vollgas‘ fährt, sondern die Leistung ein wenig drosselt, lässt sich der ohnehin schon gute Wirkungsgrad eines solchen Systems mit VVG auf ganz einfache Art weiter verbessern, indem man die Betriebsspannung ein wenig absenkt. Zahlreiche Hersteller bieten entsprechende Geräte an. Beim EVG ist dieser Weg von vornherein verbaut, da ein EVG – was an sich als Vorteil anzusehen ist – Schwankungen der Netzspannung ausgleicht. So zeigten die Messungen:

Ein System aus einer T8-Lampe mit 58W und einem VVG der Effizienzklasse B1 liefert beim Betrieb an 230V einen Lichtstrom von 4.952lm und nimmt dabei 61,4W auf.

Ein System aus derselben T8-Lampe mit 58W und einem EVG der Effizienzklasse A3 liefert beim Betrieb an 230V einen Lichtstrom von 4.718lm und nimmt dabei 54,8W auf.
Das EVG-System hat also in der Tat eine deutlich niedrigere Leistungsaufnahme, liefert dafür aber auch weniger Licht. Dies ist unter Fachleuten der Beleuchtungsindustrie anerkannte und allgemein hingenommene Tatsache, ist aber nirgends nachzulesen. Es bietet sich also geradezu an, das VVG-System an zumindest so weit reduzierter Spannung zu betreiben, dass die Helligkeit der des EVG-Systems entspricht, hier von 230V auf etwa 220V. Der Wirkungsgrad, der bei der Beleuchtung meist richtiger ‚Lichtausbeute‘ genannt wird, beträgt dann:

83lm/W für das VVG-System, entsprechend einer Gesamt-Leistung von 57W

86lm/W für das EVG-System, entsprechend einer Gesamt-Leistung von 55W
bei gleicher Lichtleistung der beiden Systeme. Hier besteht also noch ein leichter Vorteil für das EVG-System, wenn auch um Größenordnungen kleiner als man vielleicht erwartet hätte. Ein Wunder ist es also nicht, wenn z.B. der Magistrat der Stadt Salzburg sich für seine neu angelaufene Umrüstungsaktion der Beleuchtung seiner Schulen von VVG auf EVG in einer Nachkalkulation eine Amortisationszeit von 28 Jahren errechnete und die Umrüstungen sofort einstellte, denn so lange lebt ein VVG zwar sicherlich, ein EVG aber nicht. Senkt man die Spannung noch weiter, ungefähr bis auf die zulässige Untergrenze der Spannungstoleranz von ±10%, also auf 207V, so steigt die Lichtausbeute sogar über die des EVG-Systems. Es spricht auch technisch nichts dagegen, die Spannung noch weiter zu senken bis auf etwa 190V. Man muss sich nur dessen bewusst sein, was man hier tut, da man die Lampen dann außerhalb ihrer Spezifikation betreibt. Nichtsdestoweniger hat sich auch dieser Betrieb bewährt. Die elektrische Leistung liegt dann nur noch bei 35W, die Lichtleistung aber immerhin noch bei 3.150lm. Die Lichtaus-beute beträgt nun also etwa 89lm/W. Überall, wo ein geringer Rückgang der Beleuchtungsstärke hingenommen werden kann, ist dieser Betrieb also effizienter als der Einsatz von EVG, viel einfacher umzusetzen, robust, langlebig und auch noch kostengünstiger im Investitionsvolumen.

Lampen-Lebensdauer verbessern

Die Lebensdauer der Lampen hängt in entscheidender Weise von der Anzahl der Start-Vorgänge ab. Da der herkömmliche, gewöhnlich zusammen mit einem VVG eingesetzte Glimmstarter je einen Start-Vorgang durch mehrere Start-Versuche ersetzt und die Lampen zumeist mehrmals aufblitzen lässt, ehe sie endlich brennen, ist es kein Wunder, wenn man mit EVG eine längere Lampen-Lebensdauer erreicht. Dies setzt jedoch voraus, dass die Lampen ordentlich vorgeheizt werden, also ein EVG mit Warmstart zum Einsatz kommt, den sich die Hersteller als Extra zum Extra-Preis bezahlen lassen, während er beim VVG unvermeidlich schon immer zum Prinzip gehört. Entsprechendes gilt im Übrigen auch für die sogenannte Cut-Off-Technologie, also die dauerhafte Abschaltung der Kathodenheizung nach erfolgreicher Zündung, was beim EVG der Standard sein sollte, es aber nur beim VVG ist, und beim EVG allenfalls als kostenpflichtiges Sonderzubehör geliefert wird. Die unseligen Glimmstarter hingegen hören in Fachkreisen auch auf den sehr treffenden Namen ‚industrieller Wackelkontakt‘, denn sie zünden die Lampe nur durch Zufall. Klappt es nicht, so wird es eben noch einmal versucht und im Bedarfsfall noch einmal und noch einmal, wie beim Lotto. Lampenschonung aber sieht anders aus. Die erreicht man jedoch, indem man das VVG mit einem elektronischen Starter verziert. Diese Starter gibt es seit Jahrzehnten, doch noch immer haben sie nicht den Bekanntheitsgrad erlangt, der ihnen gebührt. Das ganze Geheimnis ist, dass der darin statt des Wackelkontakts eingesetzte GTO-Thyristor den Vorheizstrom immer genau in seinem Scheitelpunkt unterbricht und so in dem VVG mit Sicherheit den größtmöglichen Selbstinduktionsstoß zur Zündung erzeugt, was dem Glimmstarter nur nach dem Zufallsprinzip gelingt. Diese Starter kosten knapp das fünffache eines Glimmstarters, halten aber mindestens dreißigmal so lange. Ein Hersteller berichtet eine Rücklaufquote von 20ppm und kann es sich folglich leisten, 10 Jahre Garantie auf seine Produkte zu gewähren. Auf keinen Fall sollten diese Starter beim Lampenwechsel weggeworfen werden, sondern ein Leben lang in der Leuchte verbleiben. Mit diesen Startern ist mindestens die gleiche Verlängerung der Lampen-Lebensdauer zu erwarten wie mit einem Warmstart-EVG. Auch die dauerhafte Abschaltung aufgebrauchter Lampen statt einer Woche Arbeit im Blitzlicht-Gewitter gewährleistet das VVG mit elektronischem Starter ebenso sicher wie das EVG.

Bessere Effizienz von T5-Lampen

Zusehends häufiger werden heute die neuen, nur 16mm dicken T5-Lampen statt der herkömmlichen, 26mm dicken T8-Leuchtstoffröhren eingesetzt. Stets liest man von ‚den neuen, helleren T5-Lampen‘ und ‚den neuen, effizienteren T5-Lampen‘, doch niemals stimmt beides gleichzeitig, wie ein Vergleich verschiedener Messwerte und Katalogdaten klar stellt. Zunächst muss man zwischen T5HO-Lampen (High Output) und T5HE-Lampen (High Efficiency) differenzieren; dann erkennt man, dass das ‚Ausknautschen‘ (Herausholen größtmöglicher Leistung), wie meist in der Elektrotechnik, so auch hier auf Kosten des Wirkungsgrads geht. Besonders deutlich wird dies, wenn man die genannte T8-Lampe mit 58W mit VVG der Effizienzklasse EEI = B1 aus der zuvor zitierten Messung an 217V (statt 230V) betreibt. Hier beträgt die von der Lampe allein ohne Berücksichtigung des VVG aufgenommene Leistung gerade 49W. Somit lässt sie sich direkt 1:1 mit einer T5-Lampe von 49W Nennleistung vergleichen. Diese erreicht, an einem EVG der Effizienzklasse EEI = A2 betrieben, 78 lm/W. Mit einem EVG der Effizienzklasse A3 sind es nur 74lm/W. Währenddessen erreicht die T8-Lampe mit einem VVG schon 84lm/W. Die T5-Lampe dagegen ist nur zum Betrieb an EVG vorgesehen. Das ist bedauerlich, da einige Anwender gern T5-Lampen, aber nur sehr widerwillig EVG einsetzen. Vor allem im Außenbereich hat es hiermit schlechte Erfahrungen bezüglich der Zuverlässigkeit gegeben. Befremdlich ist es schon, dass T5-Lampen an der Fertigungsstraße mindestens eines Herstellers eine Stückprüfung ausschließlich mit VVG absolvieren, da die zuvor eingesetzten EVG wegen der hohen Schalthäufigkeit laufend ausfielen, die so geprüften Produkte aber als ’nur zum Betrieb am EVG geeignet‘ auf den Markt gelangen.

Energie-Einsparung durch Dimmung

Die größten Energie-Einsparungen werden in den Beispiel-Rechnungen stets durch den Einsatz einer von Tageslicht und Präsenz abhängigen Dimmung erzielt. Diese Beispiele erwähnen jedoch nie den zur Steuerung erforderlichen Leistungsbedarf, der auch nachts und am Wochenende bestehen bleibt. Dieser lässt sich technisch auf ein Minimum beschränken, doch die Praxis zeigt oft etwas Anderes. Zusätzlich schluckt jede Leuchtstoffröhre, die, statt wirklich abgeschaltet zu werden, nur auf ‚Dimmstufe 0‘ herunter gedimmt wird, einen Restbedarf von etwa 3W bis 5W, weil im Dimmbetrieb die Kathoden dauerhaft beheizt werden müssen. Wer oder was stellt sicher, dass die Lampe wirklich abgeschaltet ist, wenn das Licht ‚aus‘ ist? Ein dimmbares EVG lässt sich überhaupt nicht ganz ausschalten, da es zum erneuten Anfahren stets bereit gehalten werden muss, um Signale aus der Steuerleitung zu empfangen. Wegen dieses Bereitschaftsbedarfs, der im Übrigen durch die zukünftige EU-Richtlinie zunächst auf 2W, später auf 1W je EVG begrenzt werden soll (also gegenwärtig höher liegt), geht die bei Tage erzielte Einsparung leicht bei Nacht und Nebel wieder ‚durchs Netz‘. Nichtsdestoweniger dürfen sich nur dimmbare EVG mit der Effizienzklasse A1 zieren, doch was bedeutet das schon? Laut gegenwärtiger Verordnung fällt ein EVG in Klasse A1, wenn es

sich bis höchstens 10% der vollen Helligkeit herunter dimmen lässt,

bei voller Helligkeit wenigstens die Anforderungen der Klasse A3 erfüllt,

bei 25% der vollen Helligkeit höchstens 50% der vollen Leistung (also jener der Klasse A3) aufnimmt.
Das heißt also im Klartext:

Ein EVG der Klasse A1 ist höchstens so effizient wie ein EVG der Klasse A3.

Der Wirkungsgrad eines dimmbaren EVG darf beim Dimmen auf die Hälfte (dessen der Klasse
A3) absinken.
Und das tut er dann auch. Beim dimmbaren EVG sinkt der Wirkungsgrad, und beim VVG mit Spannungsreduzierer steigt er, wobei die EVG-Technik mit T5-Lampen gegenüber dem VVG mit T8-Lampe auch ungedimmt schon nicht recht zu überzeugen vermag.

Spartechnik, die wirklich spart

Es gibt zurzeit keine brauchbare, zeitgemäße Dimmtechnik für VVG. Die beschriebene Spannungsabsenktechnik nimmt, wie gesagt, so wenig Licht weg, dass dies kaum auffällt. Als ‚Dimmung‘ kann man dies also nicht bezeichnen. Wenn man dimmbares Licht haben möchte, wie etwa in Konferenzräumen und dergleichen, dann können dimmbare EVG und nur diese gute Dienste leisten. Zum Einsparen von Energie ist jedoch ein ganz anderes und noch dazu einfacheres Konzept wesentlich besser geeignet: Man verwende VVG der besten verfügbaren Effizienzklasse, setze unter Umständen die Spannungsabsenktechnik, auf jeden Fall aber elektronische Starter ein und schalte das Licht gruppenweise schlichtweg ab, wenn es nicht gebraucht wird, etwa vom Fenster aus beginnend und zum Gang hin fortschreitend. Dabei sollte sich der jeweilige Teil der Anlage komplett selbst abschalten, einschließlich der Steuerung, damit ‚aus‘ wirklich ‚aus‘ bedeutet und sämtlicher parasitärer Verbrauch vermieden wird. Selbst wenn dies bedingen sollte, dass die Beschäftigten, so beschäftigt diese auch sein mögen, einmal täglich aufstehen und das Licht bei Einbruch der Dämmerung wieder einschalten müssen. Alternativ kann eine Steuerungstechnik zum Einsatz kommen, die überhaupt keinen Strom aus dem Netz benötigt. Hauptsache, das Licht wird nicht vergessen und brennt nicht den ganzen Tag über nutzlos und unbemerkt vor sich hin, wie im Büroalltag leider üblich. Die Vermeidung dieses Zustands spart wirklich am meisten mit minimalem Investitionsvolumen. Die Technik ist einfach, verstehbar und findet die entsprechende Akzeptanz bei den Nutzern.

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