Energiesparende Leuchtmittel

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. 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.^[2]
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.^[3]

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.

Übersicht

Allen Typen energiesparender Leuchtmittel ist gemeinsam, dass die technische Weiterentwicklung noch nicht abgeschlossen ist, und somit – anders als bei Glühlampen – noch erhebliche Verbesserungen zu erwarten sind. Durch die aktuelle Weiterentwicklung ergibt sich auch, dass sich heute am Markt befindliche Modelle in Effizienz, Farbwiedergabe und Haltbarkeit zum Teil deutlich unterscheiden. Bei vielen Typen sind, ebenso wie bei Glühlampen, größere Modelle etwas effizienter.

Kompaktleuchtstofflampen

→ Hauptartikel: Kompaktleuchtstofflampe

Der bei weitem bekannteste, aber auch umstrittenste Typ effizienter Leuchtmittel ist die Kompaktleuchtstofflampe, welche zu den Leuchtstofflampen zählt und eine Quecksilberdampf-Niederdrucklampe darstellt. Kompaktleuchtstofflampen sind etwa seit Anfang der 1990er Jahre am Markt und in ihrer Entwicklung 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, wobei allerdings viele Typen auf häufige Schaltzyklen mit erheblich geringerer Haltbarkeit reagieren. Auch eine hohe Betriebstemperatur durch schlechte Kühlung (enge und geschlossene Leuchten), die Glühlampen wenig ausmacht, reduziert die Haltbarkeit sehr. Kompaktleuchtstofflampen enthalten giftiges Quecksilber und müssen daher aufwändig entsorgt werden.^[4] Auch in der Bauform und optisch unterscheiden sich Kompaktleuchtstofflampen recht deutlich von anderen Typen. So sind sie fast immer deutlich größer als normale Glühlampen, und 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 als bei Glühlampen, so dass die Erkennbarkeit von Farben nicht ganz so gut ist. Deshalb haben die Nutzer auch manchmal den Eindruck eines „kälteren“ Lichts, auch wenn die Farbtemperatur objektiv gleich ist.

Halogenlampe

→ Hauptartikel: Halogenlampe

Halogenlampen sind Glühlampen, die mit einer höheren Temperatur des Glühdrahtes betrieben werden können als „Normalglühlampen“, wodurch die Effizienz steigt. Diese Lampen sind zumeist etwa 25 % sparsamer als eine normale Glühlampe, sehr gute Modelle können aber auch 50 % einsparen. Die Haltbarkeit ist mit zumeist 3000 Stunden geringer als bei anderen sparsamen Leutmitteln, jedoch höher als die herkömmlicher Glühlampen. Als einzige Variante sparsamer Leuchtmittel sind sie zudem grundsätzlich dimmbar. Starkes Dimmen reduziert jedoch die Lebensdauer erheblich, da der Halogeneffekt, der verdampftes Material zurück zum Glühfaden transportiert, eine Mindesttemperatur benötigt, die beim Dimmen nicht oder nur eingeschränkt erreicht wird.

Halogenmetalldampflampe

→ Hauptartikel: Halogenmetalldampflampe

Die 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

→ Hauptartikel: Leuchtdiode

Eine in diesem Bereich relativ neue und sich noch immer weiterentwickelnde Form sind Leuchtdioden (LEDs). LEDs sind heute mit einer Effizienz von über 100 lm/W im Handel erhältlich, was einer Einsparung von 90 % gegenüber einer Glühlampe entspricht. Der Hersteller Cree Inc. hat einen Typ mit über 200 lm/W angekündigt.^[5] Die Haltbarkeit der LEDs ist durch die Vergrößerung von Fehlstellen im Kristall in Folge thermischer Einflüsse limitiert. Als Lebensdauer (Licht-Degradation) einer LED wird die Zeit bezeichnet, nach der die Lichtausbeute auf die Hälfte des Anfangswertes abgesunken ist. Je nach Typ und Anwendung liegt diese bei 10.000 bis 30.000 Betriebsstunden. Aufgrund ihrer Wärmeempfindlichkeit sind LED-Leuchtmittel mit einer Leistung von mehr als etwa 8 W kaum erhältlich. Im Handel ist zudem die Kennzeichnung von LEDs oft nur ungenau, so werden zur Helligkeit gar keine Angaben gemacht oder die Leuchtmittel als Ersatz für wesentlich hellere Glühlampentypen beworben.

Natriumdampflampe

→ Hauptartikel: Natriumdampflampe

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

Vergleichstabelle

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

Vergleich unterschiedlicher Leuchtmittel

Lampentyp	Leistungs- aufnahme in Watt	Lichtausbeute in Lumen pro Watt	Einsparung gegenüber einer Glühlampe	Energie- effizienzklasse	Produktionskosten	Lebensdauer	dimmbar	Farbwiedergabeindex
Glühlampe	60	etwa 12[6]	—	D–G	niedrig	niedrig	ja	bis 100
Halogenlampe	30–60	15–20	bis zu 50 %	B–F	niedrig	mittel	ja	60...95
Kompaktleuchtstofflampe	05–15	40–65	bis zu 80 %	A–B	hoch	hoch	teilweise[7]	70...84
Halogenmetalldampflampe	20-400 (Haushalt)	50-117	über 85 %	—	hoch	mittel		60...95
Weiße LED	6,7–70[8]	8–132	bis zu 89 %	— [9][10]	hoch	sehr hoch	teilweise[7]	70...95
Natriumdampflampe	35-1000	100-200	über 95 %	—	mittel	hoch	teilweise	-44...30

Gesetzgebung

Grenzen der Energieeffizienzklassen für Leuchtmittel

Am 18. März 2009 schuf die Europäische Kommission die Verordnung(EG) Nr. 244/2009^[11] auf Grundlage der „Richtlinie 2005/32/EG (Öko-Design-Richtlinie)^[12] 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.

In der ersten Stufe seit dem 1. September 2009 ist die Herstellung und der Import von Leuchtmitteln schlechter als Effizienzklasse C (siehe Diagramm rechts) untersagt. Ausgenommen sind 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 sinkt jeweils zum ersten September der Folgejahre auf 725 lm/60 W und 450 lm/40 W. Ab September 2012 entfällt die Ausnahmeregel ganz.

In Stufe 5 (2013) werden die Anforderungen an die Rest-Helligkeit von Kompaktleuchtstofflampen nach der Nennlebensdauer verschärft (statt 50 müssen dann 70 % der Helligkeit verblieben sein). In der letzten Stufe 2016 entfällt auch die Effizienzklasse C.

Eine Übersicht über vergleichbare Regelungen in anderen Ländern sowie weitere Informationen finden sich auch im Kapitel Umweltaspekte des Artikels Glühbirne. Weitere Informationen zur Einstufung und Kennzeichnung von Leuchtmitteln finden sich im Kapitel Beleuchtung des Artikels Energielabel.

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  Vergleichende Darstellung einer Kompaktleuchtstofflampe (links) mit einer Glühlampe (rechts)

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  Halogen-Xenon-Glühlampe mit E27-Sockel 230 V, 42 W, Energieeffizienzklasse C

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  LED-Basierende Energiesparlampe mit E27-Sockel

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  Natriumdampf-Niederdrucklampe

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  Halogenmetalldampflampe 70 W

Literatur

• Thomas Worm, Claudia Karstedt: Lügendes Licht - Die dunklen Seiten der Energiesparlampe. Hirzel, Stuttgart 2011, ISBN 978-3-7776-2120-3.

Weblinks

• Achmed A.W. Khammas: Das Buch der Synergie, Kapitel Energiesparlampen, online abrufbar, abgerufen am 15. Oktober 2011

Einzelnachweise

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. ↑ EG-Verordnung 244/2009, Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG, Umweltbundesamt
3. ↑ EG-Verordnung 245/2009, Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG, Umweltbundesamt
4. ↑ Lichtzeichen.de: Energiesparlampen nutzen und richtig entsorgen: Sauber und kostenlos entsorgen - mit System.
5. ↑ http://www.cree.com/press/press_detail.asp?i=1265232091259
6. ↑ Artikel der Stuttgarter Zeitung vom 2. September 2009
7. ↑ ^{a b} Prinzipiell sind Leuchtstofflampen und LEDs sehr gut mittels Pulsweitenmodulation dimmbar. Ob das mit einer gegebenen Lampe möglich ist, hängt vom eingesetzten (internen) Vorschaltgerät ab.
8. ↑ Die 70 W sind nur rechnerisch; praktisch sind LED-Lampen thermische Grenzen gesetzt. Für den Standardsockel E27 sind derzeit (2010) kaum Lampen über 8 Watt Leistungsaufnahme erhältlich, die in geschlossenen Gehäusen betrieben werden dürfen.
9. ↑ LEDs werden bisher nicht mit Effizienzklassen gekennzeichnet.
10. ↑ Vergleichbar mit Kompaktleuchtstofflampen; siehe Stefan Gasser, Eric Bush, Andrea Berger-Wey: Ratgeber LED-Leuchten und Spots. Abgerufen am 17. Oktober 2009.
11. ↑ Eurolex: Verordnung (EG) Nr. 244/2009
12. ↑ Amtsblatt der Europäischen Union zur Richtlinie 2005/32/EG