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Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Ein Leuchtmittel strahlt Licht aus. Oft breit gefächert in die Umgebung. Wird dieses Leuchtmittel in eine Leuchte eingebaut, wird die Lichtabstrahlung verändert. Das Licht wird reflektiert, oft gebündelt, Abdeckungen schlucken Licht, Verschmutzungen ebenfalls usw. Die Lichtabstrahlung und die Effizienz des Leuchtmittels ist also eine andere als die der Leuchte.

Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad ηLB (Betriebswirkungsgrad)

Für die Planung ist es wichtig zu wissen, wie effizient eine Leuchte in einer bestimmten Umgebung das Licht des Leuchtmittels “weiterverarbeitet”. Ist der Verlust gering, reichen weniger Leuchten, um eine Beleuchtungsstärke zu erreichen – ist der Verlust hoch, müssen mehr eingesetzt werden.

Berechnung des Leuchtenbetriebswirkungsgrades ηLB

Um zu berechnen, wie effizient eine Leuchte das Licht der Leuchtmittel ausnutzt, wird die Leuchte meist in einem Goniometer vermessen. Leuchtmittel vermisst man in einer Ulbrichtkugel.

Hat man beide Lichtströme, ergibt sich dann die Berechnung:

Leuchtenbetriebswirkungsgrad ηLB = Leuchtenlichtstrom / Lichtstrom aller verbauten Leuchtmittel

Für die Lichtplanung interessanter ist der Umkehrschluss. Ist der Leuchtenbetriebswirkungsgrad vorhanden, kann man unter Zuhilfenahme aller eingesetzten Lampenlichtströme den Leuchtenlichtstrom zu ermitteln. So kann in der Beleuchtungsplanung genauer ermittelt werden, wie viele Leuchteneingesetzt werden müssen, um eine bestimmte Beleuchtungsstärke zu erreichen.

Lampenlichtstrom aller eingesetzten Leuchtmittel * Leuchtenbetriebswirkungsgrad = Effektiver Leuchtenlichtstrom

Fest verbaute Leuchtmittel

Bilden Leuchte und Leuchtmittel eine Einheit, macht der Betriebswirkungsgrad kaum Sinn. Man kann hier beides nicht separat messen und ein Austausch gegen ein anderes Leuchtmittel kann auch nicht vorgenommen werden. Deshalb wird hier der Wirkungsgrad auf 1 bzw. 100 % gesetzt.

Faktoren Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Einfluss auf den Leuchtenbetriebswirkungsgrad haben viele Faktoren.

Reflektor und Optik

Zum einen ist entscheidend, wie optimal das Licht innerhalb der Leuchte reflektiert wird. Hier muss das Leuchtmittel optimal mit dem Reflektor zusammenspielen. Ist dies nicht optimal aufeinander abgestimmt, kommt es zu Verlusten. Auch das Material der Optiken kann Licht schlucken. Eine opale Abdeckung “schluckt” mehr Licht, als klares Material.

Verschmutzung

Sowohl das Leuchtmittel als auch die Leuchte verschmutzen im Laufe der Zeit. Auch in reinen Räumen setzen sich Staubpartikel auf Optik und Reflektor. Mit der Zeit geht hier mehr oder weniger Licht verloren. In der Industrie können viele Stoffe die Leuchteigenschaft der Leuchten und Leuchtmittel beeinflussen. Öle, Chlor, Farben etc. – jegliche Stoffe, die in der Luft fein verteilt werden, können sich auf für die Lichtverteilung entscheidende Teile absetzen.

Alter der Leuchtmittel

Jedes Leuchtmittel verliert im Laufe der Zeit an Leuchtkraft. Ob herkömmliche Leuchtmittel wie Leuchtstofflampe oder E27- aber auch die LED – alle Leuchtmittel werden mit der Zeit dunkler.

Dieser natürliche Verlust wird im Datenblatt des Leuchtmittels oder (bei fest integrierten Leuchtmittel) im Datenblatt der Leuchte angegeben.

Zum Beispiel: 50.000 h L70 heißt nach 50.000 Stunden betrieb ist der Lichtstrom der Leuchte auf 70% abgefallen.

Einfluss der Umgebungstemperatur auf den Leuchtenbetriebswirkungsgrad

Gemessen wird der Lichtstrom eines Leuchtmittels bei 25 °C Umgebungstemperatur. Allerdings sind die unterschiedlichsten Leuchtmittel bei anderen Temperaturen mehr oder weniger effizient. So haben z. B. T5 Leuchtstoffröhren eine höhere Lichtausbeute bei 35°C Umgebungstemperatur. LEDs werden üblicherweise effektiver bei niedrigen Temperaturen. So kann es vorkommen, dass hier höhere Leuchtenbetriebswirkungsgrade als 100 % erreicht werden. Allerdings sind  auch niedrigere als angegeben möglich, wenn die Umgebungsvariablen schlechter sind.