Energiesparende Leuchtmittel

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Beispiel für energiesparende Beleuchtung: LED-Straßenlaterne in Tallinn

Energiesparende Leuchtmittel sind Leuchtmittel, die die Anforderungen der EU-Rahmenrichtlinie Ökodesign-Richtlinie und deren konkreter länderspezifischer Verordnungen erfüllen. Mit dieser Verordnung (EG) Nr. 244/2009 der Kommission vom 18. März 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht wurden Mindestanforderungen in Bezug auf die Energieeffizienz und die Qualität verschiedener in Haushalten verwendeter Leuchtmittel festgelegt. Die Produktanforderungen sind technologieneutral formuliert und schreiben keine bestimmte Technologie vor.[1] Das Ziel ist die Ablösung von Leuchtmitteln mit geringer durch solche mit höherer Energieeffizienz und somit geringerem Energieverbrauch.

Zu den energiesparenden Leuchtmitteln werden Leuchtdioden, Kompaktleuchtstofflampen, Halogen-Metalldampflampen und beschichtete Halogenlampen gezählt, wobei die Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Glühlampen sehr unterschiedlich ausfällt. Mit Stand 2015 deutet sich an, dass LED-Leuchtmittel aufgrund ihrer Vorteile wie z.B. sehr niedriger Energieverbrauch, angenehmes Licht und sehr lange Haltbarkeit mittelfristig alle weiteren energiesparenden Leuchtmittel weitgehend verdrängen werden. Bis 2020 wird mit einem Marktanteil von rund 70 % gerechnet.[2]

Übersicht[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Den jüngsten Typen energiesparender Leuchtmittel LED und OLED ist gemeinsam, dass die technische Weiterentwicklung noch nicht abgeschlossen ist; bei ihnen sind weitere Verbesserungen zu erwarten. Am Markt Anfang der 2010er Jahre (2012) befindliche Modelle unterscheiden sich in Effizienz, Farbwiedergabe und Haltbarkeit zum Teil deutlich.

Kompaktleuchtstofflampen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Kompaktleuchtstofflampe

Die Kompaktleuchtstofflampe zählt zu den Leuchtstofflampen; sie ist eine Quecksilberdampf-Niederdrucklampe. Kompaktleuchtstofflampen sind seit Anfang der 1980er Jahre am Markt; ihre Entwicklung gilt als weitgehend abgeschlossen. Die Effizienz liegt heute bei etwa 50 bis 60 lm/W, was etwa 80 % Einsparung gegenüber normalen Allgebrauchsglühlampen bedeutet. Die Haltbarkeit beträgt meist 6.000 bis 10.000 Stunden; allerdings bewirken häufige Schaltzyklen bei vielen Lampen eine deutlich geringere Lebensdauer. Auch eine hohe Betriebstemperatur (durch geringe Kühlung wegen enger oder geschlossener Leuchten) reduziert die Lebensdauer stark.

Kompaktleuchtstofflampen enthalten Quecksilber (ein giftiges und gefährliches Schwermetall); sie müssen daher aufwändig entsorgt werden. Defekte Lampen dürfen nur von autorisierten Sammelstellen zurückgenommen werden und dürfen nicht im Hausmüll landen.[3] Durch die geringe Rücklaufquote von etwa 10 % zu Anfang der 2010er Jahre sind Kompaktleuchtstofflampen ökologisch uneffektiv.

In der Bauform unterscheiden sich Kompaktleuchtstofflampen optisch deutlich von anderen Typen. So sind sie meist größer als vergleichbare Glühlampen. Ein klarer Glaskolben ist technisch nicht möglich, da die primäre Emission im UV-Bereich erfolgt und ein zusätzlicher, matter Leuchtstoff im Inneren der Gasentladungsröhre zur Umwandlung in sichtbares Licht benötigt wird. Das Lichtspektrum ist außerdem weniger gleichmäßig (also diskontinuierlich) als bei Glühlampen, dadurch ist die Erkennbarkeit von Farben weniger gut. Deshalb haben die Nutzer auch manchmal den Eindruck eines „kälteren“ Lichts, auch wenn die Farbtemperatur gleich ist.

Halogenlampe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Halogenlampe

Halogenlampen sind Glühlampen, die mit einer höheren Temperatur des Glühdrahtes leuchten als „Normalglühlampen“; dadurch ist die Effizienz (= der Wirkungsgrad) höher. Diese Lampen sind zumeist etwa 33 % sparsamer als eine normale Glühlampe (Beispiel: 20 Watt Verbrauch; Helligkeit wie eine 30-Watt-Birne), benötigen jedoch ein Mehrfaches der Energie einer LED-Lampe. Die durchschnittliche Lebensdauer wird zumeist mit 2000 oder 3000 Stunden angegeben. Halogenlampen sind (Stand 2013) - als einzige Variante sparsamer Leuchtmittel - grundsätzlich dimmbar. Starkes Dimmen reduziert die Lebensdauer erheblich, da der Halogeneffekt, der verdampftes Material zurück zum Glühfaden transportiert, eine Mindesttemperatur an der Kolbeninnenwand benötigt, die beim Dimmen nicht oder nur eingeschränkt erreicht wird.

Halogenmetalldampflampe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Halogenmetalldampflampe

Halogenmetalldampflampen sind Gasentladungslampen und eine Weiterentwicklung der Leuchtstofflampen bzw. Quecksilberdampflampen. Sie haben mit Halogenlampen, welche Glühlampen sind, außer dem ähnlichen Namen keine Gemeinsamkeit. Durch Zusätze von Halogenverbindungen und seltenen Erden im Glaskolben können Farbwiedergabe und Lichtausbeute gesteigert werden. Sie weisen einen sehr hohen Farbwiedergabeindex auf und werden zur tageslichtähnlichen Ausleuchtung von Auslagen, in Scheinwerfern von Sets für Film und Fernsehen, Theaterbeleuchtung und für Messehallen eingesetzt.

LED[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: LED-Leuchtmittel
Komponenten einer 1000-Lumen-LED-Lampe

Handelsübliche Leuchtdioden (LEDs) haben mit Stand 2015 eine Effizienz von über 150 lm/W und mehr[4], noch 2013 lagen die Werte bei 70 lm/W. Anfang der 2010er Jahre wird allgemein eine Mindest-Lebensdauer von 25.000 Betriebsstunden und über 12.500 mögliche Ein- und Ausschaltvorgänge genannt. Die Angaben auf den Verpackungen lautet beispielsweise 15 Jahre Lebensdauer. Als Lebensdauer (Licht-Degradation) einer LED gilt die Zeit, nach der der Lichtstrom auf 70 % des Anfangswertes abgesunken ist. In den 2000er Jahren waren die Kennzeichnungen auf den Verkaufsverpackungen von LEDs häufig ungenau. Damals waren viele LEDs noch bläulich während Kunden weißes Licht erwarteten. Seit 2011 werden auf der Verpackung - neben dem elektrischen Leistungsbedarf - meist Lichtstrom, Farbtemperatur und Farbwiedergabe angegeben.[5]

Natriumdampflampe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Natriumdampflampe

Die Natriumdampflampe zählt zu den effizienten Leuchtmitteln. Sie ist in zwei verschiedenen Formen verfügbar: Natriumdampf-Hochdrucklampe (bis zu 150 lm/W) und Natriumdampf-Niederdrucklampe (bis zu 200 lm/W). Der Nachteil der Natriumdampflampe ist deren monochromatisches Licht mit gelborangenem Farbton, welcher kaum Farbsehen erlaubt. Allerdings ist das Kontrastsehen im Spektralbereich der Natriumdampflampe hoch. Natriumdampflampen werden daher nur dort als Beleuchtungsmittel eingesetzt, wo es nicht auf das Farbsehen ankommt. Beispiele sind die Nachtbeleuchtung von Industriegeländen sowie öffentlichen Verkehrswegen und Plätzen. Wegen des monochromatischen Lichts eignen sie sich zur Beleuchtung in Dunkelkammern.

Vergleichstabelle unterschiedlicher elektrischer Leuchtmittel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Leistungsaufnahme verschiedener Leuchtmitteltypen mit gleicher Helligkeit (physikalisch: Lichtstrom in Lumen) wie eine 60-W-Glühlampe.

Leuchtmitteltyp Typische
Leistungs-
aufnahme
in Watt
Lichtausbeute
in Lumen pro Watt
Einsparung gegenüber einer Glühlampe Energie-
effizienzklasse
Produktions- kosten Lebens- dauer dimmbar Farbwieder-
gabeindex
Glühlampe 40-60 etwa 12[6] D–G niedrig niedrig ja bis 100
Halogenlampe 7–60 15–27 [7] bis zu 30 % B–F niedrig mittel ja bis 100
Kompaktleuchtstofflampe 5–15 40–65 bis zu 80 % A–B hoch hoch selten[8] 70…84
Halogenmetalldampflampe 20–400 (Haushalt) 50–117 über 85 % hoch mittel   60…95
LED-Leuchtmittel 3–20 80[9] bis mehr als 150[4] über 90 % A[10][11] hoch sehr hoch häufig[8] 80…95
Natriumdampflampe 35–1000 100–200 über 95 % mittel hoch teilweise 18…30

Gesetzgebung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Grenzen der Energieeffizienzklassen für Leuchtmittel

Europäische Union[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Am 18. März 2009 schuf die Europäische Kommission die Verordnung(EG) Nr. 244/2009[12] auf Grundlage der „Richtlinie 2005/32/EG (Öko-Design-Richtlinie)[13] des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht Text von Bedeutung für den EWR,“ welche einen 6-Stufen-Plan zum Ersatz der Glühlampe durch Energiesparlampen enthält. Der Begriff „Energiesparlampe“ darf seit Inkrafttreten der EU-Richtlinie Richtlinie 2005/32/EG (2010) nur noch für Energiesparlampen der Energieeffizienzklasse A genutzt werden.

In der ersten Stufe, beginnend ab dem 1. September 2009 wurde die Herstellung und der Import von Leuchtmitteln schlechter als Effizienzklasse C (siehe Diagramm rechts) untersagt. Ausgenommen waren zunächst klare Leuchtmittel mit maximal 950 lm Lichtstrom, was einer 75-W-Glühlampe entspricht, sowie bestimmte Bauformen wie etwa Reflektoren der Norm R63, R80 usw. Diese Grenze sank jeweils zum ersten September der Folgejahre auf 725 lm/60 W und 450 lm/40 W, per September 2012 wurde die Ausnahmeregel dann gänzlich aufgehoben.

In Stufe 5 wurden 2013 die Anforderungen an die Resthelligkeit von Kompaktleuchtstofflampen nach der Nennlebensdauer verschärft (statt 50 % müssen nun 70 % der Helligkeit verbleiben). In der letzten Stufe 6 die 2016 wirksam wird entfällt die Effizienzklasse C.

Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Deutschland ist diese EU-Rahmenrichtlinie EbP-RL, betreffend Leuchtmittel, in Form zweier getrennter Verordnungen rechtlich umgesetzt:

  1. Verordnung (EG) Nr. 244/2009 der Kommission vom 18. März 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht.[14]
  2. Verordnung (EG) Nr. 245/2009 der Kommission vom 18. März 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Leuchtstofflampen ohne eingebautes Vorschaltgerät, Hochdruckentladungslampen sowie Vorschaltgeräte und Leuchten zu ihrem Betrieb und zur Aufhebung der Richtlinie 2000/55/EG.[15]

Erstere Verordnung bezieht sich auf Leuchtmittel, welche primär, aber nicht ausschließlich, in Haushalten eingesetzt werden. Aus dieser Verordnung folgt der Ersatz von herkömmlichen Glühlampen durch energieeffizientere Leuchtmittel wie Kompaktleuchtstofflampen, Leuchtdioden oder beschichtete Halogenlampen. Die zweite Verordnung betrifft den Ersatz von einigen Hochdruck-Gasentladungslampen wie Quecksilberdampf-Hochdrucklampen mit niedriger Effizienzklasse durch Leuchtmittel wie die Natriumdampflampe oder Halogenmetalldampflampe.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Richtlinie 2005/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. Juli 2005 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energiebetriebener Produkte und zur Änderung der Richtlinie 92/42/EWG des Rates sowie der Richtlinien 96/57/EG und 2000/55/EG des Europäischen Parlaments und des Rates, ABl. L 191 vom 22. Juli 2005, Seite 29 und folgend
  2. LED-Leuchten. Wege aus der Dunkelheit . In: Frankfurter Allgemeine Zeitung, 24. Oktober 2015. Abgerufen am 24. Oktober 2015.
  3. Das Rücknahmesystem von Lightcycle, Lightcycle.de
  4. a b Vincenzo Balzani, Giacomo Bergamini und Paola Ceroni, Light: A Very Peculiar Reactant and Product. In: Angewandte Chemie International Edition 54, Issue 39, (2015), 11320–11337, doi:10.1002/anie.201502325.
  5. EU verordnet mehr Transparenz und Qualität bei Lichtquellen, Osram Pressemitteilung, 1. Juni 2009
  6. Martin Schäfer: Das Leben nach der Glühbirne: Warmes und diffuses Licht, Stuttgarter Zeitung, 2. September 2009
  7. Osram Familiendatenblatt HALOSTAR ECO
  8. a b Prinzipiell sind nur wenige Leuchtstofflampen (~15 %) aber viele LED-Lampen (~45 %) mittels Phasenabschnitt dimmbar. Ob das mit einer gegebenen Lampe möglich ist, hängt von deren internem Vorschaltgerät ab.
  9. Lampen mittlerer bis schlechter Qualität, vgl. Calderon et al, LED bulbs technical specification and testing procedure for solar home systems. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 41, (2015), 506–520, doi:10.1016/j.rser.2014.08.057.
  10. ErP – die zweite Stufe der gesetzlichen Regelung für den Weg in eine effizientere Zukunft steht vor der Tür!, Änderungen ab 2010
  11. Ratgeber LED-Lampen und LED-Spots, topten.ch, abgerufen am 22. April 2012.
  12. Verordnung (EG) Nr. 244/2009, EUR-Lex
  13. Amtsblatt der Europäischen Union zur Richtlinie 2005/32/EG
  14. EG-Verordnung 244/2009 (PDF; 193 kB), Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG, Umweltbundesamt.
  15. EG-Verordnung 245/2009 (PDF; 316 kB), Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG, Umweltbundesamt.