Lichtausbeute

Lichtausbeute von Lampen

Leuchtmittel wandeln elektrische Leistung in sichtbare Strahlung (Licht) um. Ein großer Teil der von einem Leuchtmittel aufgenommenen elektrischen Leistung wird jedoch in Wärme umgesetzt. Glühlampen geben etwa nur 5 %, Leuchtstofflampen zwischen 20 % und 40 % ihrer elektrischen Leistung als Licht ab. Die Lichtausbeute ist das Maß für die Effizienz der Lichterzeugung. Sie wird in Lumen je Watt (lm/W) angegeben.

Als Lampen-Lichtausbeute bezeichnet man das Verhältnis der abgegebenen Lichtmenge zur elektrischen Leistungsaufnahme einer freistrahlenden Lampe unter standardisierten Umgebungsbedingungen. Unter den klassischen Leuchtmitteln ist also für die Gasentladungslampen - und hier insbesondere für die Leuchtstofflampen mit 16 mm Durchmesser (sogenannte T5-Lampen) - die Energieeffizienz besonders hoch.

Zusätzlich sind zum Betrieb von LEDs und Entladungslampen Vorschaltgeräte erforderlich, die ihrerseits ebenfalls eine Leistungsaufnahme verursachen. Die System- Lichtausbeute einer Lampenschaltung definiert sich hierbei zu dem Verhältnis von Lampen-Lichtstrom zur Leistung von Lampe und Vorschaltgerät. Die System- Lichtausbeute wird also von der Lichtausbeute der Lampe und der Verlustleistung der notwendigen Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte) bestimmt. Insbesondere auf die Wirtschaftlichkeit eines geplanten Sanierungsvorhabens hat dies häufig einen erheblichen Einfluss (siehe Kapitel  "Licht und Wirtschaftlichkeit”).

In den Lampentabellen (siehe Kapitel ) ist die Lichtausbeute der Lampen je nach Art des Vorschaltgerätes angegeben. Eine grobe Übersicht befindet sich in der Abbildung (Verluste der Vorschaltgeräte sind hier unberücksichtigt).

Für LED-Leuchtmittel kann eine Lampen- bzw. Systemlichtausbeute nur im Fall der Retrofit-Lampen angegeben werden. Nur diese können freistrahlend unter definierten Bedingungen betrieben werden.

Zusätzlich entstehen in der Leuchte optische Verluste auf Grund von Reflexion und Absorption an optischen Materialien sowie thermische Verluste auf Grund der Erwärmung in der Leuchte (siehe Kapitel , "Leuchtenbetriebswirkungsgrad”).

Lichtausbeute von LED-Leuchten

Fest in Leuchten verbaute LED-Komponenten sind gesondert zu betrachten. Für sie ist kein Lampen-Lichtstrom und damit keine Lampen-Lichtausbeute definierbar. Ein standardisierter Betrieb der Komponenten ist nicht möglich, da Leuchte und Lampe nicht voneinander getrennt werden können. Insbesondere hat die konstruktive Beschaffenheit der Leuchte einen signifikanten Einfluss auf das Thermomanagement der LED (siehe Kapitel , "Thermomanagement"). Aber auch die Wahl des in der Leuchte eingesetzten Betriebsgerätes und der elektrischen Betriebsbedingungen können weit variieren. Deshalb sind für den Fall solcher LED-Leuchten der Bemessungslichtstrom ΦB, die Bemessungsleistung PB und die Lichtausbeute ΦB/PB definiert.

Abbildung 3.270: Lichtausbeute (ca. Höchstwerte ohne Vorschaltgeräte) und Lebensdauer (bezogen auf die zutreffende Definition) verschiedener Lampenarten.

Bemessungslichtstrom:

ΦB = Leuchtenlichtstrom im Neuzustand, ungedimmt

 

Bemessungsleistung:

PB = Leistungsaufnahme zur Erzeugung von ΦB

Lichtausbeute:

ΦB/PB = (Leuchtenlichtstrom im Neuzustand, ungedimmt) / (Leistungsaufnahme zur Erzeugung von ΦB)

Die Leuchten-Lichtausbeute bezeichnet das Verhältnis des von der LED-Leuchte abgegebenen Leuchtenlichtstroms zur von der Leuchte aufgenommenen elektrischen Leistung.

Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad entfällt bei dieser Betrachtungsweise, bzw. wird mit dem Wert 1 angegeben, um eine fehlerfreie Arbeitsweise von Software- Programmen für die Lichtberechnung zu ermöglichen (siehe Kapitel , "Leuchtenbetriebswirkungsgrad”).

Die theoretisch maximal erreichbare Lichtausbeute bei monochromatischer Strahlung beträgt 683 lm/W, für weißes Licht im sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm nur 199 lm/W.

Technisch ausgereifte LED-Leuchten erreichen heute eine Bemessungslichtausbeute bis über 130 lm/W.