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Diese Leuchtmittel sparen Energie

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Diese Leuchtmittel sparen Energie

Welche Leuchtmittel gehören zu den energiesparenden Lichtquellen?

Schritt für Schritt verschwanden Glühbirnen vom Markt, und nun gibt es sie, abgesehen von Restbeständen und Lagerhaltung, gar nicht mehr. Spätestens jetzt ist allen Verbrauchern klar, dass sie aufgrund einer zu geringen Energieeffizienz anderen energiesparenden Leuchtmitteln weichen mussten. Die gängigsten energiesparenden Leuchtmittel unterscheiden sich in ihrer Art der Lichterzeugung. So gehören Halogenleuchten ebenso wie die herkömmliche Glühbirne zu den sogenannten Temperaturstrahlern, und die LED-Leuchten, bei denen über eine Leuchtdiode Licht erzeugt wird, zu den Halbleitern. Die größte Gruppe innerhalb der energiesparenden Leuchtmittel sind die sogenannten Gasentladungslampen, zu denen unter anderem die Energiesparlampen sowie Leuchtstofflampen bzw. Kompaktleuchtstofflampen gehören. Ebenfalls zu den Gasentladungslampen zählen die Halogenmetalldampflampe und die Natriumhochdrucklampe. Die heutzutage auf dem Markt befindlichen Modelle unterscheiden sich teilweise deutlich hinsichtlich der Energieeffizienz, hinsichtlich der Farbwiedergabe und ihrer Haltbarkeit.

Die Energiesparlampe

Die Energiesparlampe gehört zu den Gasentladungslampen und ist eine Lampe mit kleinen, gebogenen Leuchtstoffröhren, die der herkömmlichen Glühbirne optisch sehr ähnelt und auch mit einer haushaltsüblichen Glühlampenfassung ausgestattet ist. Auch aus diesem Grund ist sie sozusagen die direkte Nachfolgerin der Glühlampe und kann überall dort verwendet werden, wo früher die Glühlampe eingesetzt wurde. Auch wenn die Energiesparlampe als Sparlampe bezeichnet wird, so geht das nicht einher mit einem Komfortverlust. Vielmehr hat sie gegenüber der herkömmlichen Glühbirne den Vorteil, dass sie aufgrund der geringeren Abwärme einen höheren Wirkungsgrad hat und auch eine höhere Lebensdauer.

Leuchtstofflampen als eine Form der Gasentladungslampen

Gasentladungslampen werden auch als Dampflampen bezeichnet und funktionieren alle nach demselben Prinzip. Die zugrunde liegende Spannung bewirkt, dass die in Atomen vorhandenen Elektronen auf eine höhere Umlaufbahn springen. Beim Zurückspringen auf die ursprüngliche Bahn wird jeweils ein Lichtphoton freigesetzt.

Eine Machart dieser Gasentladungslampen sind Leuchtstofflampen. Sie bestehen aus einem Glasrohr, dem an beiden Enden Strom zugeführt wird. Nach dem Vorheizen wird darin ein Elektronenfluss in Gang gesetzt. Die Elektronen wiederum bewirken, dass das im Glasrohr befindliche Gas ultraviolettes Licht aussendet. Bei dem Gas handelt es sich regelmäßig um Quecksilber mit einem Anteil von zwei bis fünf Milligramm pro Lampe. Das ultraviolette Licht wird auf der Innenseite der Röhre in sichtbares Licht umgewandelt, und zwar mithilfe eines Leuchtstoffs.

Der Vorteil einer Leuchtstofflampe liegt in ihrem hohen Wirkungsgrad und in ihrer preislichen Attraktivität gegenüber anderen energiesparenden Leuchtmitteln, weshalb sie häufig verwendet wird. Leuchtstofflampen unterscheiden sich in der Bauform, die üblichen Varianten sind hier T2-Leuchtstofflampen und T5-Leuchtstofflampen. Während T2-Leuchtstofflampen einen Rohrdurchmesser von sieben Millimetern haben und sich insbesondere als Bilder- und Möbelleuchten eignen, haben T5-Leuchtstofflampen einen Durchmesser von 16 Millimetern, weshalb sie vorwiegend für moderne, effiziente Lichtanlagen verwendet werden. Des Weiteren werden T8-Leuchtstofflampen für klassische Lichtanlagen und T12-Leuchtstofflampen für Lichtanlagen im Außenbereich angeboten.

Die kompakte Form der Leuchtstofflampen: Kompaktleuchtstofflampen

Leuchtstofflampen gibt es auch in kompakter Form, dann heißen sie Kompaktleuchtstofflampen. Die kompaktere Form wird erreicht, indem das Leuchtrohr mehrmals gebogen wird. Anders als die Energiesparlampe besitzt die Kompaktleuchtstofflampe kein integriertes Vorschaltgerät und auch kein Schraubgewinde. Stattdessen wird sie über Steckstifte an das Vorschaltgerät angeschlossen. Die Kompaktleuchtstofflampe ist bereits seit den 1980er Jahren auf dem Markt und gilt in dieser Kategorie als technisch ausgereift. Ihre Leistungskraft liegt zwischen 50 und 60 lm/W. „Lm“ steht für lumen und ist die Einheit des Lichtstroms, während „W“ die Abkürzung für Watt ist. Gegenüber der vom Markt genommenen herkömmlichen Glühbirne bedeutet das eine deutliche Einsparung von Energie in Höhe von 80 Prozent. Das gilt ebenfalls für die Haltbarkeit, die zwischen 6.000 und 10.000 Betriebsstunden liegt. Doch hier sollte der Verbraucher aufpassen, da manche Kompaktleuchtstofflampen aufgrund häufiger Schaltzyklen eine erheblich geringere Haltbarkeit aufweisen. Die Haltbarkeit einer Kompaktleuchtstofflampe kann auch durch eine schlechte Kühlung und eine dadurch bedingte hohe Betriebstemperatur leiden, was insbesondere bei engen und geschlossenen Leuchten der Fall ist.

Kompaktleuchtstofflampen unterscheiden sich von anderen energieeffizienten Leuchtmitteln deutlich hinsichtlich der Bauform und sind meist größer als die herkömmliche Glühbirne. Ein klarer Glaskolben wie bei der Glühbirne ist technisch nicht machbar. Die primäre Emission erfolgt im UV-Bereich, weshalb es erforderlich ist, einen zusätzlichen matten Leuchtstoff im Innern der Gasentladungsröhre anzubringen, in der die Umwandlung des UV-Lichts in sichtbares Licht vonstattengeht. Kompaktleuchtstofflampen sind hinsichtlich der Energieeffizienz im Vergleich nicht besser als Halogenglühlampen. Allerdings sind sie preislich attraktiver, weil sie günstiger in der Anschaffung sind und wesentlich heller strahlen.

Verbraucherschützer stehen der Kompaktleuchtstofflampe insbesondere deshalb kritisch gegenüber, weil sie giftiges Quecksilber enthält. Das bedeutet, dass sie nicht über den normalen Restmüll entsorgt werden darf, sondern einer aufwendigen Entsorgung über Sondermüll bedarf. Auch wenn sie energieeffizient sind, sind Kompaktleuchtstofflampen ökologisch ineffektiv.

LED-Leuchten

Relativ neu und deshalb noch mit hohem Entwicklungspotenzial ausgestattet sind Leuchtdioden, besser bekannt unter der Abkürzung LED, bei denen das Licht durch Halbleiterverbindungen direkt ausgesandt wird. Sie erbringen bereits heute eine Effizienz von über 100 lm/W, was gegenüber einer herkömmlichen Glühbirne eine Einsparung von 90 Prozent bringt. Die Effizienz geht Hand in Hand mit einer hohen Stoß- und Vibrationsfestigkeit sowie einer fehlenden UV- und IR Strahlung. Ultraviolette Strahlen (UV) gelten ebenso wie Infrarotstrahlen (IR) als gesundheitsgefährdend. Allerdings ist die Haltbarkeit von LEDs limitiert. Sie gilt als beendet, wenn der Lichtstrom weniger als 70 Prozent des Anfangswertes beträgt, was je nach Hersteller und Qualität nach einer Dauer von 10.000 bis 50.000 Betriebsstunden eintritt. Aktuell sind LED-Leuchtmittel hauptsächlich mit einer maximalen Leistung von 20 Watt erhältlich, was an ihrer Wärmeempfindlichkeit liegt. Nicht zwingend, aber zumeist regelmäßig werden auf der Verpackung eines LED-Leuchtmittels Angaben zu Lichtstrom und zur Farbtemperatur gemacht, teilweise wird auch die Farbwiedergabe angegeben. Obwohl LED-Leuchten nicht zu den sparsamsten Lichtquellen gehören, werden sie aufgrund der Farbdifferenzierungsmöglichkeiten dennoch sehr gern für die Allgemeinbeleuchtung eingesetzt. Handelt es sich um Einsatzbereiche, bei denen geringere Leistungen ausreichen wie beispielsweise bei Taschenlampen, Lichterketten oder Geräteanzeigen, schlagen LEDs alle übrigen Leuchtmittel.

Ein Temperaturstrahler – die Halogenlampen

Die Halogenlampe ist ebenso wie die herkömmliche Glühbirne ein Temperaturstrahler. Der höhere Wirkungsgrad gegenüber der Glühbirne wird dadurch erzielt, dass dem Füllgas Halogene beigemischt werden, die die Halogenlampe hitzebeständiger und entsprechend länger haltbar machen. Gegenüber herkömmlichen Glühlampen haben Halogenlampen eine deutlich bessere Farbwiedergabe. Die Energieeffizienz gegenüber herkömmlichen Glühlampen steigt bei Halogenlampen dadurch, dass ihr Glühdraht eine höhere Temperatur erreicht. In Zahlen ausgedrückt, ist die Halogenlampe deshalb 25 Prozent sparsamer. Doch es gibt auch hier unterschiedliche Modelle, die eine Ersparnis bis zu 50 Prozent gegenüber der herkömmlichen Glühlampe aufweisen. Als einzige Variante energiesparender Leuchtmittel ist die Halogenlampe grundsätzlich dimmbar, allerdings mit der Einschränkung, dass intensives Dimmen ihre Lebensdauer erheblich reduziert. Der Grund dafür liegt darin, dass der Halogeneffekt eine Mindesttemperatur benötigt, die bei intensivem Dimmen nur eingeschränkt oder überhaupt nicht erreicht wird.

Weitere Gasentladungslampen: Die Halogenmetalldampflampe und die Natriumhochdrucklampe

Anders als der Name vermuten lässt, haben Halogenmetalldampflampen nichts mit Halogenlampen gemein. Sie zeichnen sich durch eine intensivere Farbwiedergabe und durch eine gesteigerte Lichtausbeute aus, was durch den Zusatz von Halogenverbindungen und durch seltene Erden erreicht wird. Halogenmetalldampflampen eignen sich aufgrund ihrer tageslichtähnlichen Qualität vor allem für die Ausleuchtung von Auslagen, für Set-Scheinwerfer bei Film und Fernsehen sowie als Theaterbeleuchtung oder als Leuchtmittel in Messehallen.

Als besonders effizient gelten Natriumdampflampen, die in verschiedenen Ausführungen angeboten werden, nämlich als Natriumdampf-Hochdrucklampe mit einer Lichtausbeute bis zu 150 lm/W und als Natriumdampf-Niederdrucklampe mit einer Lichtausbeute bis zu 200 lm/W. Der Nachteil für den alltäglichen Einsatz ist der Anteil an monochromatischem Licht, das kaum Farbsehen, allerdings hohes Kontrastsehen zulässt. Geeignete Einsatzbereiche sind deshalb die Nachtbeleuchtung von öffentlichen Plätzen und Verkehrswegen sowie die Ausleuchtung von Industriegelände oder die Beleuchtung für Dunkelkammern.

Die rechtlichen Grundlagen für die Umstellung auf energiesparende Leuchtmittel

Seit dem 18. März 2009 ist die Verordnung (EG) Nr. 244/2009 in Kraft, die von der Europäischen Kommission erlassen wurde, um die Umsetzung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates, auch Öko-Design-Richtlinie genannt, auf nationaler Ebene durchzusetzen. Sie enthielt unter anderem einen mehrstufigen Plan, der den Ersatz der Glühlampe durch Energiesparlampen schrittweise festlegte. Diese EU-Verordnung verpflichtete Deutschland als Mitgliedsstaat zur rechtlichen Umsetzung, was durch zwei Verordnungen geschah. Seit Inkrafttreten der Öko-Design-Richtlinie im Jahr 2010 dürfen nur noch solche Leuchtmittel als Energiesparlampen bezeichnet werden, die der Energieeffizienzklasse A entsprechen.

Ziel dieser Verordnungen ist es, Leuchtmittel mit geringer Energieeffizienz durch solche zu ersetzen, die eine höhere Energieeffizienz aufweisen und damit einen geringeren Energieverbrauch. Darin enthalten sind Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von im Haushalt verwendeten Leuchtmitteln mit ungebündeltem Licht. Das schließt Mindestanforderungen ein, die die Energieeffizienz betreffen sowie die Qualität der in Haushalten verwendeten Leuchtmittel festlegen. Nicht definiert sind bestimmte Technologien, das heißt, die Anforderungen an die angebotenen Produkte sind technologieneutral formuliert. Die erste Verordnung bezieht sich primär, aber nicht ausschließlich auf Leuchtmittel, die im Haushalt verwendet werden. Konkret wurden die bisher verwendeten herkömmlichen Glühbirnen durch energieeffizientere Leuchtmittel ersetzt. Dazu gehören beschichtete Halogenlampen, Leuchtdioden und Kompaktleuchtstofflampen. Die zweite Verordnung hat zum Inhalt, Hochdruck-Gasentladungslampen, beispielsweise Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, durch Leuchtmittel mit niedriger Effizienzklasse zu ersetzen. Zu einer niedrigeren Energieeffizienzklasse gehören unter anderem Halogenmetalldampflampen und Natriumdampflampen.

Wichtig für die Wahl des geeigneten energiesparenden Leuchtmittels ist einmal der Einsatzort beziehungsweise der Verwendungszweck. Der andere Aspekt ist der wirtschaftliche, der gemeinhin als Lichtausbeute bezeichnet wird. Der zugrunde liegende Wert für die Lichtausbeute ergibt sich rechnerisch aus dem Lichtstrom der Lampe, der in Lumen beziffert wird, und der Leistungsaufnahme der Lampe, die in Watt angegeben wird. Je höher dieser Wert ist, desto größer ist die Lichtausbeute, weshalb die Kaufentscheidung zugunsten von Lampen mit einer hohen Lichtausbeute getroffen werden sollte.

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