Wie effizient ist LED-Beleuchtung?

Wandeln Leuchtdioden tatsächlich rund 90 Prozent des Stroms in Licht um, wie man manchmal in diversen Medien lesen, hören und sehen kann? Das wäre zwar theoretisch in bestimmten Fällen möglich, hat aber nichts mit der aktuellen Realität der LED-Beleuchtung zu tun. Hier liegt der Wirkungsgrad meist unter 30 Prozent.

Cree XLamp-MKR
Gerade zur Serienreife gebracht: Ein “XLamp MK-R”-Modul des US-Herstellers “Cree” mit vier Einzel-LEDs. Unter idealen Bedingungen können die “kalt-weißen” Modulversionen einen Lichtstrom von bis zu 200 Lumen/Watt erzeugen. (Foto: Cree-PR)

Seit 17. Januar gibt es auf der Website des Deutschlandradios (DRadio)/Deutschlandfunks im Bereich “Umwelt und Verbraucher” eine “Kaufberatung: LED-Lampen”. Dort erfahren Sie unter anderem:

LED-Lampen sind effizient. 95 Prozent der Elektrizität werden in Licht verwandelt. Bei der Glühlampe ist das Verhältnis genau umgekehrt. Selbst die “Energiesparlampe” kann mit einer LED in puncto Sparsamkeit nicht mithalten. LED bedeutet maximales Licht bei minimalem Stromverbrauch.

Klingt wie ein Märchen aus Lampukistan. Bisher ist mir nämlich noch kein Experte begegnet, der ernsthaft behaupten würde, dass LEDs 95 Prozent Wirkungsgrad (auch “wall-plug efficiency”, WPE, genannt) erreichen könnten – also nur 5% Verlustleistung hätten. Nach den mir bisher vorliegenden Informationen und Berechnungen gibt es zwar durchaus LEDs, die Wirkungsgrade von über 60% erzielen. Hier handelt es sich jedoch in der Regel um monochromatische (einfarbige) Chips ohne Berücksichtigung der Trafo-/Treiber-Verluste.

Fraunhofer-LEDs
Drei monochromatische Leuchtdioden und eine “weiße” LED älterer Bauart (von links) – die beiden mittleren haben physikalisch bedingt die besten Lumen/Watt-Effizienzwerte. (Foto: Fraunhofer IAF/PR)

Die Realität sieht anders aus

Das hat nichts mit der realen Lichtausbeute der in Lampen eingesetzten “weißen” Dioden zu tun. Die schaffen derzeit (Stand Januar 2013) samt Vorschaltelektronik serienmäßig allenfalls bis zu 30% – über 70 Prozent werden also noch in Wärme umgesetzt.

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Die grobe Vergleichsberechnung “Glühlampe/LED” kann jeder selbst und ganz ohne Physikstudium anstellen. Meist werben ja die LED-Hersteller und-Händler mit einem Einsparpotenzial von rund 80 Prozent. Das bedeutet, dass LED-Lampen und -Leuchten einen etwa fünfmal so hohen Wirkungsgrad haben müssten wie herkömmliche Leuchtmittel.

Mal sehen, ob das stimmt: Glühlampen liefern pro eingesetztem Watt zwischen 10 und 15 Lumen Lichtstrom – je leistungsstärker die Lampe, desto effizienter. Aktuelle Serien-LED-Lampen mit vergleichbarer Farbtemperatur (“warm-weiß”) schaffen meist zwischen 50 und 80 Lumen – also tatsächlich rund das Fünffache. Tendenziell geht das bereits dieses Jahr in Richtung 90 Lumen; dann wären wir bei Faktor 6 und einem Einsparpotenzial von ca. 85%.

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Aufbau eines LED-Moduls mit Chip, Anschlüssen und “Globe Top”. (Grafik: LEDON-PR)

Der Wirkungsgrad solcher LED-Lampen ist dann sechs Mal höher als der von Glühlampen. Laut DRadio-Artikel liegt jener bei 5% (in Wirklichkeit übrigens meistens noch weniger). Und was ergibt 6 mal 5? Genau: Da sind wir bei den rund 30% Wirkungsgrad der derzeit besten warm-weißen Serien-LED-Lampen. Ein Teil der 70% Verlustleistung geht schon in der notwendigen Vorschaltelektronik verloren, der andere Teil innerhalb der Chips und in der Beschichtung/Optik (“Globe Top”) darüber. Deshalb werden LED-Lampengehäuse im Dauerbetrieb teilweise auch über 70 Grad warm.

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So heiß können LED-Lampen werden: Ein durchgebrannter “Lumixon HighLumen”-LED-Spot (GU10, 4 Watt, warm-weiß, 15 SMD-LEDs) – inzwischen nicht mehr im Angebot. (Foto: W. Messer)

Das schreibt der DRadio-Autor

Mein entsprechender Hinweis an den Autor des DRadio-Beitrags (der offenbar bis dato nicht wusste, dass ich ein Blog mit Schwerpunkt “LED-Beleuchtung” betreibe) wurde jetzt nach elf Tagen so beantwortet:

“Nach meinen Informationen wird 90 Prozent der elektrischen Energie bei den LED-Lampen in Licht verwandelt. Damit unterscheiden sich diese Leuchtmittel fundamental von den herkömmlichen Glühlampen, bei denen die meiste elektrische Energie in Form von Wärme bzw. Infrarotstrahlen umgesetzt wird.

Nun verwenden Sie – werter Kollege – eine neue Begrifflichkeit – den “Wirkungsgrad”. Es ist in der Tat so, dass nicht alles an Licht, dass im LED-Element erzeugt wird, auch sichtbar nach außen dringt. Ein großer Teil des erzeugten Lichtes wird von den LED-Komponenten – kaum dass es entstanden ist – schon wieder absorbiert. Besonders problematisch ist die Situation bei weißem LED-Licht. Hier müssen die Halbleiter in besonderer Weise (mit Zusatzstoffen) maskiert werden, damit im menschlichen Auge die Anmutung eines weißen Lichtes entsteht.

Dabei ist es auch ein Unterschied, ob das Licht mit 6000 K (Kaltweiß) oder 2700 K (Warmweiss) leuchten soll. Bei 6000 K sind die Lampen – bezogen auf die Wattzahl -per se immer heller, das heißt, sie haben mehr Lumen. Rein theoretisch könnte eine LED-Lampe pro Watt eingesetzter elektrischer Energie ca. 600 Lumen an Lichtleistung abstrahlen.

Von diesen Werten sind die Lampenhersteller momentan aber noch weit entfernt. Preiswerte LEDs haben heute ca.nur 50 bis 60 Lumen pro Watt. Bei (besseren und meist auch teureren) Hochleistungs-LEDs sind heute aber auch schon 120 Lumen pro Watt zu erwarten. Nach Meinung von Experten werde es nur eine Frage der Zeit sein, dass die LEDs im Sinne eines höheren „Wirkungsgrades“ in Zukunft wohl noch viel auch mehr Lumen pro Watt nach außen abstrahlen: 600 Lumen (das sind unsere 90 Prozent) wären möglich. Wenn man bedenkt, wo die LED-Technik noch vor wenigen Jahren stand, ist diese Prognose wohl auch realistisch.

Eine Diskussion über die physikalischen Feinheiten der LED-Technik – hier mit Blick z.B. auf die Maskierung oder Anhebung des Wirkungsgrades wäre dann sicher in der Sendereihe “Forschung aktuell” ausgestrahlt worden. Im vorliegenden Verbrauchertipp ging es vielmehr um die (recht banale) Frage, ob es sich lohnt, LEDs gegen Glühlampen, gegen Halogenlampen oder Energiesparlampen zu tauschen. Eindeutiges Fazit: Es lohnt sich!

Große Teile dieser Antwort kann ich problemlos nachvollziehen und unterschreiben – vor allem den letzten Absatz. Einige Informationen (etwa jene zur Luminiszenzkonversion bei “warmweißen” und “kaltweißen” LEDs) sind unbestritten und auch schon lange hier im Blog zu lesen.

90% sind leider nicht möglich

Manches geht aber leider auch daneben. Die physikalisch mögliche Lumen/Watt-Ausbeute liegt bei kalt-weißen LEDs nicht bei 600, sondern nur bei ca. 350 lm/W. Grüne LED-Chips mit einer Wellenlänge von 555 Nanometer könnten theoretisch sogar 683 lm/W schaffen. Davon ist die Serienfertigung bei LED-Allgemeinbeleuchtung aber noch weit entfernt, und 90% Wirkungsgrad dürften hier bei akzeptablen Farbtemperaturen und gutem Farbwiedergabeindex niemals erreichbar sein.

Der Begriff “Wirkungsgrad” ist auch keine “neue Begrifflichkeit”, sondern durchaus gängig – und zwar schon lange (schauen Sie sich mal die Tabelle in diesem “energieinfo”-Beitrag von 2010 an, damals wurde der Wirkungsgrad von weißen Leuchtdioden noch mit schlappen 12% beziffert). Er berücksichtigt selbstverständlich alle Verluste auf dem Weg zwischen Stromversorgung und Lichtaustritt und nicht nur das, was in der Dioden-Sperrschicht (bei einzelnen Halbleitertypen liegt die “interne Quanteneffizienz” sogar bei nahe 100%) oder der gelben Phosphor-Beschichtung über dem Chip verloren geht.

Deshalb ist die aktuelle Behauptung des DRadio-Autors …

90 Prozent der elektrischen Energie wird bei den LED-Lampen in Licht verwandelt.

… immer noch falsch, auch wenn hier schon nicht mehr die Rede von den im ursprünglich im Beitrag genannten “95 Prozent” ist. Damit wir uns nicht falsch verstehen: Ich hätte absolut nichts gegen solche Traum-Effizienzwerte einer modernen Lichttechnologie. Aber was hilft’s, wenn sie zumindest mit LED-Technik nicht zu erzielen sind?

Hallo Experten, bitte helfen!

Vielleicht kann ich ja darüber noch ein wenig mit dem DRadio verhandeln: Wenn bei jedem neuen Schriftwechsel jeweils fünf Prozentpunkte von den aktuellen 90% abgezogen würden, wären wir nach weiteren zwölf E-Mails so ungefähr auf der richtigen Schiene von rund 30 Prozent. Ich würde mich freuen, wenn der eine oder andere Philips-/Osram-/LEDON-/LCTW- oder weitere Experte in den Kommentaren hier unten oder per E-Mail an info@dradio.de ein wenig dabei mithelfen könnte.

Ich arbeite hier im Blog schon rund drei Jahre lang intensiv daran, auch Skeptikern die Vorteile und Möglichkeiten der LED-Beleuchtung nahe zu bringen. Unerfüllbare Versprechungen, irreführende und weit von der Realität abweichende Angaben über Wirkungsgrade und Sparpotenziale finde ich dabei nicht hilfreich. Gerade von den seriösen und sonst so korrekt arbeitenden Kollegen des Deutschlandradios hätte ich Besseres erwartet.

Mehr zum Thema:

LED-Umrüstung: Wie viel sparen Sie wirklich?

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31 Gedanken zu “Wie effizient ist LED-Beleuchtung?

  1. @ Wolfgang:
    Interessantes Thema (auch wenn du es zwangsläufig wieder mal wegen Fehlinformationen anderer aufgreifen musstest).
    .
    Auch ich habe schon kritische Kundenbewertungen gelesen, die aus dem Lampenstrom in den technischen Daten (zB. 50 mA) geglaubt haben, herauszulesen, dass die LEDs gar nicht so sparsam sind. Ich befasse mich eigentlich selber nicht so gerne mit Zahlenwerten und gehe einfach mal davon aus, dass zB. ein 50W Halogenspot pro Stunde (ca.) 50W verbraucht, und ein 7W LED-Spot – sagen wir mal – ca. 7W. Aber vielleicht liege ich auch damit total falsch ;-)

  2. Ich möchte mich ehrlich gesagt nicht in Eure Diskussion einmischen. Grundsätzlich stoßt Ihr Euch aber meines Erachtens an einem Punkt, mit dem es Fachleute in allen Gebieten zu tun haben – dem Unterschied zwischen Fach- und Gemeinsprache.

    Du stellst absolut korrekt fest, dass LED-Lampen (das was wir fachsprachlich so bezeichnen, also die “Birne” mit E27-Sockel) nur etwa 5- bis 6-mal so effizient sind wie Glühlampen. Allerdings wird in der Gemeinsprache durchaus auch der LED-Chip als Lampe bezeichnet – und da sind die Effizienzen natürlich deutlich höher. Schreibst Du ja auch selbst.

    Im verlinkten Beitrag wird “LEDs”, “Lampen” etc. relativ synonym verwendet – für mich ein klares Indiz für Gemeinsprache. Stünde es so in der Zeitschrift “Highlight”, würde ich mich wundern. Aber in Nicht-Licht-Fachkreisen finde ich das durchaus ok. Zumal die Berechung der Amortisationszeiten aus dem Beitrag – aus der der Verbraucher die Information ziehen kann, ob es sich lohnt – für mich auf den ersten Blick valide scheint.

    Grundsätzlich sind natürlich für ein effiziente Lichtlösung viele andere Dinge genauso entscheidend wie die Effizienz des LED-Chips. Die LED muss mit dem richtigen Vorschaltgerät betrieben werden. Sie sitzt idealerweise nicht auf einem E27-Sockel, sondern wird eher in eine Light Engine oder ein LED-Modul eingebaut. Die Leuchte drumherum muss so gestaltet sein, dass nur dorthin Licht gelenkt wird, wo man es braucht und schließlich müssen Licht-Management-Systeme dafür sorgen, dass das Licht ausgeschaltet wird, wenn es niemand benötigt. Aber dies ist ja nicht Thema des Beitrags. Insofern finde ich die Art der Darstellung durchaus ok. Wer sich dann eingehender mit der LED beschäftigen möchte, hat ja dann Dein Blog!

  3. @Christian: Danke für die differenzierte Erklärung. Wir sind uns aber doch hoffentlich einig, dass auch LED-Chips per se (ohne die ganze Peripherie/Infrastruktur) keine 95 oder 90 Prozent Effizienz schaffen (und “LED-Lampen”, wie vom Autor behauptet, schon mal überhaupt nicht), oder?
    .
    P. S.: Wobei in der “Gemeinsprache” ja auch gerne der Begriff “Lampe” für die komplette Leuchte verwendet wird. Dann passt’s aber eher noch weniger mit dem Traum-Wirkungsgrad.

  4. Hallo Herr Wolfgang Messer,

    erst mal ein großes Lob für Ihre Bemühungen, Dinge rund um das LED-Licht auf die (praktische) Anwendbarkeit zu hinterleuchten. Ich lese regelmäßig Ihre Posts und Beiträge. Und mir ist, Ihnen sei Dank, schon so manches Licht aufgegangen ;-)

    Ich bin kein Lichttechniker, nur Dipl.Ing. theor. Elektrotechnik. Ich stärke Ihnen aber gerne den Rücken. Die Antwort unseres DRadio-Autoren ist nicht einwandfrei. Man muss schon sprachlich genau bleiben und braucht keine übertriebenen Erwartungen schüren. LED-Beleuchtung hat keine Effizienz von 90%:

    -> “Wirkungsgrad ist das Maß für die Effizienz von Energiewandlungen.”

    Wikipedia kann jeder selbst bemühen:

    -> Energie -> Energieentwertung -> Energiewandler -> Wirkungsgrad

    “Energiesparen bedeutet im physikalischen Sinn, die Energieentwertung und Entropiezunahme bei der Energieumwandlung oder Energienutzung zu minimieren.”

    Zu beachten und zu maximieren ist also der Anteil an Energieform, den ich am Ende nutzen möchte. Jeder fände es albern bei der Glühfadenlampe vom nahezu 100% igen Wirkungsgrad zu sprechen. Die als Nebenprodukt entstehende Wärme ist ja nicht nutzlos. Die kann ich wieder beim Heizen einsparen. Den Irrtum merkt man spätestens im Sommer.

    Wem nutzt Licht, dass nicht mal die LED verlässt? Auch das theoretischen Maximum der Lichtausbeute (350 lm/W) nutzt mir nicht, wenn es nicht die gewünschten Lichtfarben und Spektren sind.

    -> http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode#Stand_der_Technik

    Wer es theoretisch mag, stellt sich zu Hause eine monochromatische 555-nm-Lichtquelle hin und freut sich über die hohe -> http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtausbeute

    oder liest das hier: http://www.gutefrage.net/frage/umrechnung-von-lichtstaerke-lumen—lichtintensitaet-wqm .

    Fazit

    Sowieso sollte man vor einer all zu euphorischen Umstellung seiner gesamten Licht-Technik warnen. Erst mal alle Randbedingungen prüfen. Herr Messer weist auch öfter auf eine durchdachte Umstellung zur LED-Technik hin. Denn es geht um die Gesamtbilanz.

    Das die LED-Technik schon für die Produktion einiges an Ressourcen verbraucht, darf man nicht vernachlässigen. Der Aufwand für Entwicklung und Produktion ist enorm. Man merkt es beim Anschaffungspreis. Also nicht vergessen:
    -> http://de.wikipedia.org/wiki/Graue_Energie

    Mit herzlichen Grüßen
    Dipl.-Ing. S.G.P.

  5. Also, wenn wir den Wirkungsgrad einer Lampe als Verhältnis von optischer Ausgangsleistung(XY Lumen) und elektrischer Eingangsleistung (XY Watt) werten, dann ist der Wirkungsgrad einer LED-Lampe heute nicht bei 90%.

    Ein LED-Chip mit 120 lm/W erzeugt ca. 40% Licht und 60% Wärme. Was der Redakteur gemeint haben könnte ist, dass die Auskopplungseffizienz 90% beträgt. Das ist aber in der Gesamtbetrachtung nur ein Faktor. Insgesamt ist es sinnvoll, das gesamte System zu betrachten. Und da hat eine LED-Lampe – also eine “Birne” mit klassischem Sockel – 20-30%.

    @Name tut nichts zur Sache: Zur Lebenszyklusanalyse von LED (inkl. Herstellung)finden Sie auf unserer Webseite hilfreiche Informationen – unten auf der Seite können Sie auch ein Lifecycle Assesment von Lampen herunterladen:
    http://www.osram.com/osram_com/sustainability/sustainable-products/life-cycle-analysis/lca-of-an-led-lamp/index.jsp

    Grundsätzlich hat natürlich jede Technologie Stärken und Schwächen. Das ist ja der Grund dafür, dass wir unterschiedliche Technologien anbieten. Insofern stimme ich Ihnen auch hier zu.

  6. Hallo Herr Messer,

    ich finde es sehr lobenswert, dass Sie dieses Thema aufgreifen und unerfüllbaren Versprechungen kritisch begegnen. 90% Wirkungsgrad in einer LED-Lampe sind in der Tat völlig unrealistisch. Sie liegen mit Ihrer Einschätzung richtig. Der genaue Wirkungsgrad kann dann noch je nach Lampentyp, ob dimmbar oder nicht, abweichen.

    Wie sie richtig schreiben, hat bereits die Vorschaltelektronik Verluste. Hier ist ein Wirkungsgrad von 85% schon überdurchschnittlich gut, diesen haben wir z. B. bei unserer 12W/800lm Lampe, die gerade gelauncht wird. Meist liegen die Wirkungsgrade der Vorschaltelektronik, auch Treiber genannt, noch deutlich niedriger. 80% dürften hier Durchschnitt sein. Wenn die Lampe dimmbar ist, erfordert das auch nochmal eine zusätzlche Verlustleistung im Treiber in der Größenordnung 0,5 – 1W, sonst ist ein halbwegs stabiler Betrieb an Dimmern nicht zu erzielen.

    Die Leuchtmodule selbst haben natürlich auch keinen Wirkungsgrad von 100%. D. h., hier geht auch nochmal Leistung verloren, die in Wärme umgewandelt wird.

    Das heisst natürlich nicht, dass die LED-Lampen weniger sparsam sind als gedacht. Wie Sie richtig schreiben, erreichen wir gegenüber der Glühlampe immerhin eine Energieersparnis von 80-85% und dieser Wert ist korrekt.

    Zum auf den Verpackungen aufgedruckten Strom ist noch anzumerken, dass dieser Blindströme beinhaltet. Je nach Power-Faktor der Lampe liegt die Blindleistung um bis zu Faktor 2 höher als die tatsächliche Wirkleistung. Da die LED-Lampe im Gegensatz zur Glühbirne kein rein ohmscher Verbraucher ist, sondern eine kapazitive Last darstellt, bewirkt dies eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung. Dies führt zu sogenannten Blindanteilen in der Leistung. Tatsächlich verbraucht und im Stromzähler angezeigt wird aber nur die Wirkleistung, welche der deklarierten Wattzahl der Lampe entspricht.

    Ich hoffe mit diesen Information etwas zur Klärung dieses Sachverhalts beigetragen zu haben

    Viele Grüße

    Thomas Mayer

  7. @Christian: Welchen Nutzwert hätte der Bezug auf die Auskopplungseffizienz der Chips bei einer “LED-Kaufberatung” (für Laien!)? Dieser Einzelwert hat für den Verbraucher ja nun wirklich keine Bedeutung. Ich tippe eher auf mangelhafte Recherche mit irreführenden Quellen.
    .
    @Thomas Mayer: Danke für Ihre ausführliche Klarstellung. Auf Experten wie Sie (und Ihren Osram-Kollegen Christian Bölling) bin ich in diesem Blog angewiesen, um selbst möglichst wenig Böcke zu schießen bzw. meine Fehler im Nachhinein zu korrigieren (und das ist schon mehr als einmal vorgekommen). Ich bin ja selbst kein wirklicher LED-Fachmann, sondern eher “passionierter Amateur”.

  8. @ Christian Bölling:

    Da Osram-Lampen hier bei den Lampentests eher unterrepräsentiert sind – ließe es sich vereinbaren, ein Exemplar der neuen Superstar GU10 Serie an Wolfgang zu übermitteln? Die neue Consumer GU10 Serie kommt an sich durchgehend mit 25° Abstrahlwinkeln, hier wäre ein Leuchtbild mal interessant, ob der Privatkunde schon bedenkenlos gegen eine 35° Osram-Halogen GU10 austauschen kann.

  9. @ Wolfgang:
    ;-)
    .
    Ich muss sagen, ich bin wirklich sehr gespannt auf die Testexemplare. Denn bei der Abstrahlwinkel-Messung wird es wohl genauso wie bei anderen Messwerten sein…
    Wenn ein Spot auch noch etwas Streulicht wirft, ab wann zählt der Lichtanteil dann noch zum ‘Hauptlicht’ und wo zieht man die Grenze zum Streulicht?…genauso wie ein ca. 35 W Halogenersatz von 350 bis 650 Candela reicht.

  10. @Johannes: Meines Wissens gilt alles unter 50% der maximalen Lichtstärke des Spots als Streulicht. Davon gibt’s aber bei LEDs nicht viel, weil die Abstrahlkeule sehr strikt vom Rest abgegrenzt ist. Der Unterschied “Hauptlicht”/”Hauptlicht plus Streulicht” wird ja durch die Candela (Lichtstärke im nominalen Abstrahlwinkel)- und Lumen (gesamter Lichtstrom)-Werte verdeutlicht.

  11. Hallo! In der Hoffnung, dass nach fast drei Monaten hier noch jemand mitliest: Die Angabe eines prozentualen Wirkungsgrades ist bei Lampen prinzipiell problematisch, da er eigentlich überhaupt nicht definiert ist. Wie schon geschrieben wurde, ist der Wirkungsgrad definiert als Nutzleistung geteilt durch Verbrauchsleistung. Die Nutzleistung einer Lampe ist jedoch keine physikalische, sondern eine physiologische: Licht wird erst im Gehirn zu Helligkeit, und Lumen beschreibt die Kopplung zwischen Physik und Physiologie. Wie aber vergleicht man eine Empfindung (Helligkeit) mit einer Messgröße (Verbrauchsleistung)? Hier gibt es nur den Weg, den die EU ja auch vorschreibt: Statt eines Wirkungsgrades in Prozent gibt man die Lichtausbeute in Lumen pro Watt an.

    Zudem sollte man streng zwischen technischer und spektraler Effizienz unterscheiden: Technische Effizienz = Wirkungsgrad = Nutzleistung (die Strahlungsleistung des kontrolliert abgegebenen Lichtspektrums; ggf. nur gemessen im Bereich des sichtbaren Lichts zwischen 380 und 780 Nanometern, da etwaige Anteile außerhalb dieses Bereichs beleuchtungstechnisch uninteressant sind) und die spektrale Effizienz = Lichtausbeute über die V-lambda-Kurve, also in Lumen pro Watt kontrollierter Strahlungsleistung. Rechenbeispiel: Die Toshiba E-core 8.4 W (bzw. oft mit 9W angegeben) und 4000 K hat laut Lumitronix-Messprotokoll (leider bei Lumitronix nicht mehr online, da vergriffen; ich habe es hier aber noch als PDF vorliegen) im Neuzustand eine Lichtausbeute von ca. 97 lm/W (übrigens deutlich mehr als vom Hersteller deklariert). Das im Protokoll abgebildete Spektrum ergibt, mit PlotDigitizer in Tabellenform gebracht und über die V-lambda-Kurve gewichtet integriert, sogar 308 lm/W spektrale Lichtausbeute. Damit ergibt sich ein technischer Wirkungsgrad von 31,5 Prozent (also 2,7 Watt), der Rest ist Abwärme. Für die Praxis genügt meist die Netto-Lichtausbeute in Lumen pro Watt Verbrauchsleistung, da sich ja hierüber die Energieeffizienz definiert. Dennoch wäre es hilfreich, wenn die Hersteller auch verpflichtet würden, zumindest auf frei zugänglichen Webseiten auch das Spektrum in hoher Auflösung abzubilden (oder auch zu tabellieren). Zumal hierdurch auch die Farbwiedergabe und Farbneutralität (etwa der bekannte Grünstich durch “Lumen schinden”) zumindest dem kundigen Auge offenbar werden. Einige Hersteller tun dies sogar jetzt schon freiwillig.

    Gruß, Ingo

  12. Hallo, ich habe mich heute mit einem Vertreter der Firma RUTEC zum Thema LED Effizienz unterhalten. Und nun ratet mal welchen Effizienzwert der mir nannte? Er sagte sinngemäß, dass die meisten serienmäßig angebotenen LED-Produkte (Leuchtmittel, Strips, Spots mit LM etc.) die 30% Marke nicht überschreiten bzw. deutlich darunter blieben. Ich war gelinde gesagt auch im ersten Moment etwas überrascht, so etwas von Produktvertreter himself zu erfahren. Aber warum sollte er etwas anderes behaupten, wenn es so stimmt. Nur wird an verschiedenen Stellen in den Medien usw. ein anderes (nicht aufrecht zu erhaltendes) Bild vermittelt. Die weiter oben zu Grunde gelegte Rückwärtsrechnung oder die Hochrechnung der Lumen pro Watt Angaben (des sichtbaren oder austretenden Lichtes) deckt diesen Irrglauben natürlich auf.

    In diesem Sinne:

    “Man muss das Wahre immer wiederholen, weil auch der Irrtum um uns her immer wieder gepredigt wird und zwar nicht von einzelnen, sondern von der Masse, in Zeitungen und Enzyklopädien, auf Schulen und Universitäten. Überall ist der Irrtum obenauf, und es ist ihm wohl und behaglich im Gefühl der Majorität, die auf seiner Seite ist”.

    Goethe zu Eckermann

    • Auf was bezieht sich die Effizienz? Lichtausbeute kann man nur sinnvoll in Lumen pro Watt angeben; Prozentangaben hingegen sind nur sinnvoll, wenn Nutzgröße und Verbrauchsgröße dieselbe Dimension (Einheit) haben, also z.B. Watt. Es ist richtig, dass die elektrische Effizienz auch von LEDs meist unter 50% liegt, meist tatsächlich unter 30%. D.h. 50-70% der Energie bleiben als Abwärme in der Elektronik bzw. dem LED-Chip hängen und müssen über die Kühlflächen abgeführt werden. Bei 100% wären Lichtausbeuten bis über 300 lm/W möglich (reales LED-Spektrum); bei idealem Planckspektrum zwischen 400 und 700 nm und keiner Emission außerhalb dieses Bereichs wären immer noch Werte über 250 lm/W möglich, sagt Wikipedia (bei 5800 K und Ra nahe 100).

      Die oft gehörte Aussage, eine Glühbirne habe einen Wirkungsgrad von nur 5%, ist jedenfalls nur die halbe und zudem kontextabhängige Wahrheit. Als “Heatball” ist sie durchaus hocheffizient (LEDs auch, allerdings eher als Konvektionsheizung ;-)).

        • Wenn es nicht gerade von Goethe in diesem Zusammenhang käme, waäre es glaubwürdiger. Man könnte sagen, er ist hier seinem eigenen Urteil anheim gefallen.
          Das Zitat entstammt einem Gespräch mit Eckermann, bei dem er gerade über die vermeintliche Wahrheit seiner Farbenlehre fabuliert und ernsthafte Physiker deklassiert. Goethes Farbenlehre ist aber falsch und eben nicht die Wahrheit.
          Und gerade aus dem Munde eines Dichters, der sozusagen berufsmäßig wissentlich und willentlich erfundene, unwahre Geschichten in die Welt setzt, klingt das Wort Wahrheit in meinen Ohren wie Hohn.

  13. Hallo,
    der Beitrag ist zwar jetzt fast ein Jahr alt – vielleicht interessiert es ja schon garnicht mehr – aber prinzipiell hast du recht.

    Auf der verlinkten Seite sind es übrigens wieder 95 % :-)
    “LED-Lampen sind effizient. 95 Prozent der Elektrizität werden in Licht verwandelt. ”

    Prinzipiell hat Herr Bölling ja schon auf das Problem der zu differenzierenden Begriffe hingewiesen (auch wenn mir umgangssprachlich noch nie der “Die” als “Lampe” begegnet ist).

    Wenn statt “LED-Lampen” “Chip” dort stehen würde, könnte man die Aussage schon eher unterstützen, dies wäre möglich. Aber schon die Verluste im Package durch Absorption (und Reflektion) senken diesen Wert auf etwa 30..40 %, so dass das nackte Bauteil LED schon einen viel geringeren Wirkungsgrad hat. Die Ansteuerelektronik /Vorschaltgeräte etc.) ist heute mit 80 .. 95 % sehr effektiv und fällt für die “LED-Lampe” kaum mehr ins Gewicht.

    Somit muss man drei Begriffe unterschieden:
    1) Die (nackter, ungehäuster Chip)
    2) LED (als Bauteil mit entsprechendem Package)
    3) LED-Lampe (einzelne oder mehrere LEDs mit Vorschaltelektronik, Gehäuse und Fassung – eventuell auch Schirm)

    • Dieser Beitrag ist zwar tatsächlich jetzt fast ein Jahr alt, gehört aber immer noch zu den meistgelesenen meines Blogs und hat inzwischen eine satte fünfstellige Abrufzahl.

      Die oben verlinkte “Kaufberatung: LED-Lampen” auf der Deutschlandradio-Website wurde seither nie geändert – es steht also dort nicht “wieder 95%”, sondern immer noch dieser falsche Wert. Die Angabe von “90% Effizienz” gab’s nur in einer Mail des Autors an mich, die ich im Beitrag zitierte.

  14. Trotz aller Vorbehalte gehört der LED die Zukunft. Wir werden uns noch wundern, wo diese Lichttechnologie in Zukunft zu finden sein wird! Guter Blogeitrag!

  15. Hallo Herr Messer,
    habe noch nicht viel für meine Raumbeleuchtung per LED investiert. Bei einem Angebot Lidl/Lervano habe ich vor ein paar Monaten mal wieder einen kleinen Versuch gestartet. Nachdem ich feststellen musste, dass die 3 Watt LED-Lampe laut Energiekostenmeßgerät 10,8 Watt verbraucht, habe das “gute” Stück zurückgegeben. Mehr brauch man dazu eigentlich nicht sagen, aber ich bezeichne sowas als Schrott ab Werk.
    Mit freundlichen Grüßen
    Hubert Langner

      • Zahlenwerte aus dem „Mondreich“, die von Energiekostenmeßgeräten kommen, lese ich in diversen Diskussionsforen öfter. Vielleicht sollte man das Energiekostenmeßgerät zurück bringen und nicht die LED-Beleuchtung. ;-)
        Ich messe inzwischen nur noch per Differenz-Messung mit meinem Hausanschluss-Zähler.

        • Im Falle von Herrn Langner wird es ziemlich sicher ein billiges Energie”meß”gerät gewesen sein, das nicht wirklich mißt. Vermutlich kommt es weder mit Blindleistung noch mit nichtlinearen Verbrauchern zurecht. Beides wird aber für LEDs i.A. benötigt. Und wenn das Billiggerät auch noch für >3000W ausgelegt ist und bei 3W, also 0,1% seines Skalenendwertes messen sollte, dann paßt billig und genau selten zusammen. Solche Billigdinger schaden bei moderner Elektronik letztlich mehr als sie nützen.
          Der Zähler des EVU ist letztlich die Referenz. Aber eine Differenzmessung mit dem EVU-Zähler stelle ich mir recht schwer vor. Da müßte man ja das ganze Haus elektrisch stillsetzen. Ob das alle Hausbewohner so akzeptieren?
          Es gibt auch Energiemeßgeräte, die einen Chipsatz von EVU-Zählern nutzen, z.B. ELV Energy master basic. denen kann man eher trauen und sie liefern vielseitige Meßwerte: V, A, W, VA, Hz, VAR, PF. Kosten allerdings ca. 30EUR.

  16. Ah, hab’ gerade Antwort vom DLF bekommen: „… danke für den Hinweis. Wir sind der Sache nachgegangen und haben den entsprechenden Satz aus dem Manuskript herausgenommen.“
    @Wolfgang: Danke für Deine kompetenten Aussagen!

  17. Pingback: Neuer Effizienz-Weltrekord bei LED - Energieblog energynet

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