Nr. 15 / 2013 REPORT. Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren

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1 Nr. 15 / 2013 REPORT Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren

2 Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren 1. Grund der Untersuchungen: Das TEC-Institut für technische Innovationen erhielt von der Göde-Gruppe den Auftrag an und in den Gebäuden der Konzern- Zentrale Untersuchungen hinsichtlich der Energie-Effizienz durch zu führen. Dabei stellte sich u. A. heraus, dass die Beleuchtungsanlage mit konventionellen Leuchtstoff-Röhren einen unerwartet hohen Anteil am Gesamt- Stromverbrauch (und somit auch an den Gesamt-Stromkosten) hatte. 2. Abschätzung des Einspar-Potentials und der Amortisationszeit: Exemplarisch werden an dieser Stelle die ca Stück Leuchtstoff-Röhren mit einer Länge von 150 cm und einer Nennleistung von 58 W betrachtet, welche in den Gebäuden installiert sind. Unsere Untersuchungen ergaben, dass alleine diese ca Leuchtstoffröhren (bei dem derzeitigen Tarif des Stromversorgers) ca , Stromkosten pro Jahr (ohne MwSt) verursachen. Diese Erkenntnis führte dazu, dass das TEC-Institut für technische Innovationen inzwischen damit begonnen hat, LED-Beleuchtungssysteme näher zu untersuchen. Erste Kalkulationen ergaben, dass beim Austausch dieser ca Leuchtstoffröhren (Leistungsaufnahme 58 W) gegen LED-Röhren (Leistungsaufnahme 22 W) die Stromkosten von ca , auf ca , pro Jahr sinken würden. Dies wäre eine Kosten-Einsparung in der Größenordnung von 65 %. Weiterhin ergaben unsere Recherchen, dass die Amortisationszeit der Investition beim Austausch der ca Röhren zwischen 3 und 4 Jahren liegt. Dies hängt von den Konditionen ab, zu welchen die LED-Röhren eingekauft werden. 2 TEC-Report Nr. 15 / 2013

3 3. Erste Messungen im TEC-Labor: Erste eigene Messungen an 150 cm LED-Röhren wurden inzwischen im Labor des TEC-Instituts durchgeführt. Dabei wurde zunächst die Lichtfarbe untersucht, die vorwiegend in Büro- und Werkshallenbeleuchtungen eingesetzt wird. Hierbei handelt es sich um die Lichtfarbe Daylight mit einer sog. Farbtemperatur von K. Der Vergleich der Leuchtstoffröhre mit der LED-Röhre (beide 150 cm, Lichtfarbe K) ergab, dass bei beiden Röhren in einem abgedunkelten Raum (und in einer genormten Mess-Entfernung von 100 cm zwischen Röhren-Mitte und Mess-Sensor) jeweils eine Beleuchtungsstärke von ca. 800 lx (Lux) zu messen waren. Der einzige Unterschied war die Zeitdauer, bis jede der Röhren diese 800 lx erreichte. Abb. 1: Versuchskammer Abb. 2: Mess-Versuche Abb. 3: Licht-Sensor TEC-Report Nr. 15 /

4 Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren Während die LED-Röhre diesen Wert sofort nach dem Einschalten erreichte, benötigte die herkömmliche Leuchtstoff- Röhre ca. 4 Minuten bis der 800 lx Wert endgültig erreicht wurde. Außerdem fiel bei der LED-Röhre das mehrmalige Blinzeln weg, das beim Einschalten von Leuchtstoff-Röhren oftmals zu beobachten ist (siehe Abb. 4 und Abb. 5). ANTARIS-LED-Röhre 22 W (6000 K) Normabstand zwischen Lichtquelle und Mess-Sensor: 100 cm Beleuchtungsstärke (lx) :28:28 08:30:28 08:32:33 08:34:33 08:36:33 08:38:43 08:40:44 08:42:49 08:44:49 08:46:49 08:48:54 08:50:54 08:52:55 08:55:00 08:57:00 08:59:05 09:01:05 09:03:06 09:05:11 09:07:11 09:09:11 09:11:16 09:13:16 09:15:22 09:17:22 09:19:22 09:21:27 09:23:27 09:25:27 09:27:33 09:29:33 09:31:38 09:33:38 09:35:38 09:37:43 09:39:44 09:41:44 Abb. 4: LED-Röhre 22 W, K Uhrzeit 4 TEC-Report Nr. 15 / 2013

5 Standard-Leuchtstoff-Röhre 58 W Normabstand zwischen Lichtquelle und Mess-Sensor: 100 cm Beleuchtungsstärke (lx) :20:42 08:22:47 08:24:47 08:26:48 08:28:53 08:30:53 08:32:58 08:34:58 08:36:58 08:39:04 08:41:04 08:43:04 08:45:09 08:47:09 08:49:14 08:51:15 08:53:15 08:55:20 08:57:20 08:59:20 09:01:26 09:03:26 09:05:31 09:07:31 09:09:31 09:11:36 09:13:37 09:15:37 09:17:42 09:19:42 09:21:47 09:23:47 09:25:48 09:27:53 09:29:53 09:31:53 09:33:58 Uhrzeit Abb. 5: Standard-Leuchtstoff-Röhre 58 W TEC-Report Nr. 15 /

6 Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren 4. Erster Test unter Realbedingungen in einem Büro mit Bildschirmarbeitsplätzen: Zeitnah erfolgte dann ein Test unter Realbedingungen: In einem größeren Büro mit 10 Bildschirmarbeitsplätzen wurden die bisher eingesetzten Leuchtstoff-Röhren gegen o. g. LED-Röhren ersetzt. Die Beschäftigten in diesem Büro (ausschließlich Damen) empfanden das Licht der LED-Röhren als wesentlich angenehmer, als das der vorher verwendeten Leuchtstoff-Röhren. Speziell bei der Arbeit an den Flachbildschirmen reduzierte sich der sog. Blendeffekt erheblich (siehe Abb. 6). Abb. 6: Büro mit Bildschirmarbeitsplätzen 6 TEC-Report Nr. 15 / 2013

7 5. Was war beim Austausch zu beachten? Der Austausch der Röhren verlief unproblematisch. Der Strom wurde zunächst abgeschaltet, die Leuchtstoff-Röhre und der bisherige Starter heraus genommen und durch einen neuen Starter und die LED-Röhre ersetzt. Der neue Starter besteht lediglich aus seinem Gehäuse und einer Drahtbrücke bzw. einer speziellen Elektronik (abhängig vom LED-Typ) in seinem Inneren. Das vorhandene konventionelle Vorschaltgerät (KVG) musste nicht ausgetauscht werden. Hierbei sei angemerkt, dass diese Vorgehensweise bei sehr neuen Beleuchtungsanlagen, die etwa im Zeitraum der letzten drei Jahre erstmalig in Betrieb genommen wurden, nicht ganz so einfach funktioniert. Grund sind die neuen elektronischen Vorschaltgeräte (EVG). Diese müssten dann entfernt werden. TEC-Report Nr. 15 /

8 Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren 6. Weitere Vorteile von LED-Röhren gegenüber herkömmlichen Leuchtstoff-Röhren: Zu erwartende Lebensdauer: ca Stunden (Leuchtstoff-Röhre ca Std.), siehe Abb. 7 Keine UV- und IR- Strahlung Enthalten kein Quecksilber und kein Gas (daher kein Sondermüll) Kein Stroboskop-Effekt (ist wichtig für Werkshallen mit rotierenden Maschinen / Geräten) Sehr geringe Wärmeabgabe Degradation (Alterung) einer ANTARIS-LED-Röhre und einer Leuchtstoff-Röhre im vergleich Lichtverluste (%) Stunden Brenndauer Abb. 7: Degraditionskurve einer ANTARIS-LED-Röhre und einer Standard-Leuchtstoff-Röhre 8 TEC-Report Nr. 15 / 2013

9 Degradation ANTARIS-LED-Röhre Degradation Leuchtstoff-Röhre TEC-Report Nr. 15 /

10 Informationen und Untersuchungen zu LED-Röhren 7. Fortsetzung der Untersuchungen und Tests an LED-Röhren verschiedener Hersteller: Als nächste Tests unter Realbedingungen werden Teile des Hochregallagers und verschiedene Arbeitsplätze an den Bändern und Arbeitstischen der sog. Packerei auf LED-Beleuchtung umgerüstet. Folgende Untersuchungen und Messreihen im TEC-Labor sind geplant, bzw. befinden sich im Aufbau, oder werden bereits durchgeführt: Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit zum Abstand zur Lichtquelle Helligkeiten der verschiedenen Lichtfarben / Lichttemperaturen Einfluss des Abstrahlungswinkels Kälte- und Hitze-Untersuchungen EMV-Festigkeit Schaltzyklen-Festigkeit Alterungsbeständigkeit und Alterungsverlauf Untersuchung anderer LED-Leuchtmittel (nicht nur LED-Röhren) etc. Abb. 8: Hochregallager 10 TEC-Report Nr. 15 / 2013

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12 TEC-Institut für Technische Innovationen GmbH & Co. KG Am Heerbach Waldaschaff Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) info@tec-institut.de Internet: TR /DE/1