HQL? T5? Led?

Moderator: T.Hoffmann

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Mirakulix
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Mi, 04.05.11, 10:07

Hallo alle miteinander :)

Ich habe mich mal etwas mit diesem Thema befasst und nun bin ich eigentlich mehr durcheinander als davor :)

Ich habe das Ziel eine 450 Watt HQL Lampe durch T5 oder LED zu ersetzen.
Nun stellt sich mir die Frage : gibt es mit T5 Röhren oder Led´s überhaupt ein vergleichbares Produkt?
Wenn Ja, kann die Led mit T5 in dieser Klasse mithalten? Sprich kann sich die LED mit Ihren hohen Anschaffungspreisen gegenüber den T5 Röhren überhaupt amortisieren?
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Achim H
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HQL = Hochdruck-Quecksilberdampflampe, eigentlich Quecksilberdampf-Hochdrucklampe

Deine 450 Watt Lampe erzeugt um 35.000 Lumen. Es ist zwar technisch möglich, dieses Licht aus Leds herzustellen, aber viel sparen wird man dabei nicht. HQL-Lampen sind schon sehr effizient. Zumindest effizienter als anderes Glühobst.
35.000 Lumen @ 450 Watt = 77,78 Lumen/Watt

Da Leds eine sehr viel längere Lebenserwartung haben (bei nicht maximaler Bestromung und ausreichender Kühlung bis ca. 40.000 Stunden oder auch mehr) wird sich eine Amortisation erst nach mehreren Jahren bemerkbar machen. Um das Licht auf Leds umzurüsten, muss erst einmal sehr viel Geld investiert werden.

Beispielrechnung:
Cree XM-L auf Starplatine, bestromt mit 1400mA = ca. 490 Lumen je Led --> Eff: 112 Lumen/Watt

35.000 Lumen / 490 Lumen = 71,4 Leds --> aufgerundet 72 Leds.

Anschaffungspreis:
72 Leds a 6,90 EUR = 496,80 EUR
Dazu brauchst Du noch Kühlkörper in ausreichenden Stückzahlen, Wärmeleitkleber, Kabel, mehrere Konstantstromquellen, diverses Montagematerial, und schon ist man auf 750 EUR oder noch höher.

Die Effzienz von 112 Lumen/Watt wird dadurch, dass die Led mit einer Konstantstromquelle angetrieben werden müssen, noch etwas verkleinert. Hat die KSQ nur eine Effizienz von 85% werden aus den 112 Lumen/Watt nur noch 95,2 Lumen/Watt. Das ist nur wenig mehr gegenüber der HQL-Lampe.

Durch Rückrechnung kann man die Wattzahl errechnen, die nötig wäre, die 35.000 Lumen nachzubilden.
450 Watt x 77,78 Lumen/Watt / 95,2 Lumen/Watt = 367,6 Watt --> aufgerundet 368 Watt

Ersparnis:
450 Watt - 368 Watt = 82 Watt

Bei einer täglichen Nutzungsdauer von 5 Stunden wären das 82W x 5h = 410Wh

Bei einem Strompreis von 17 Cent je kWh wären das 0,17 EUR x 0,41kWh = 0,0697 EUR --> aufgerundet 0,07 EUR

Bei 750 Euro Materialkosten müsste die Led-Lampe somit 750 EUR / 0,07 EUR = 10714,28 Stunden (5,87 Jahre*) laufen, damit sich die Lampe amortisiert. Erst danach werden Gewinne eingefahren. Bei einer Annahme einer Lebenserwartung von 40.000 Stunden (21,9 Jahre) hat man noch viel Freude an seiner Lampe und kann über die komplette Zeit ca. 2047 EUR** nur an Stromkosten einsparen.

* Jahresschnitt = 365,25 Tage (Schaltjahr anteilig umgelegt).
** die 750 EUR Materialkosten sind schon abgezogen
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Mirakulix
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Mi, 04.05.11, 11:43

WOW

Naja nichts mehr hinzuzufügen und keine Fragen offen!
5 Sterne für die wirklich hilfreiche und wahnsinnig aussagekräftige Antwort :)
weiter so und Tausend Dank!!!
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Mi, 04.05.11, 12:02

Da die LEDs das Licht alles in eine Richtung raushauen und weniger in der Helligkeit nachlassen wenn sie altern und Achim ignoriert hat, dass eine HQI-Lampe ja auch noch ein Vorschaltgerät benötigt, das ca. 5% (wenn elektronisch) oder ca. 20-25% (wenn eine simple fette Drossel) verbrät, sollten IMHO halb so viele LEDs zu auf der gewünschten Fläche ziemlich identischer Helligkeit führen.

Noch dazu ist das Spektrum von LEDs homogener und in z.B. warmweiß z.T. sogar richtig ansprechend/angenehm (HQI-Licht ist IMHO eher bäh)
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Mirakulix
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Mi, 04.05.11, 12:09

Hat das auch in etwa halbe Amortisationszeit zur Folge?
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Do, 05.05.11, 08:05

Mal 'ne ganz "bekloppte" Frage: *WAS* soll eigentlich beleuchtet werden? Ein Terrarium, ein Aquarium, ein Hof, eine Straßenkreuzung, eine Pflanze, ein Verkaufsraum?
ono
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Fr, 06.05.11, 16:59

Moin,
Der Bericht über die Lumenzahlen waren sehr gut.
Nur bezieht sich die Lumenzahl auf das Leuchtmittel.
Nun sitzt das "Ding" ja meist in einem Gehäuse.
Watt haste denn für einen Reflektor und wie ist die Scheibe beschaffen?
Wie hoch hängt die Lampe?
Welche Lichtstärke (LUX) wird am Arbeitsplatz/Spielplatz/Bett tatsächlich benötigt?

Bei alten Leuchtengehäusen ohne Reflektor und mit Michglasscheibe kommt da nicht viel raus.

Außerdem kammen zu den 450Watt noch Verlustleistungen für das VVG/KVG hinzu 20-30% je nach Typ und Hersteller.
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angerdan
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Fr, 06.05.11, 21:06

Mirakulix hat geschrieben:Hallo alle miteinander :)

Ich habe mich mal etwas mit diesem Thema befasst und nun bin ich eigentlich mehr durcheinander als davor :)

Ich habe das Ziel eine 450 Watt HQL Lampe durch T5 oder LED zu ersetzen.
Nun stellt sich mir die Frage : gibt es mit T5 Röhren oder Led´s überhaupt ein vergleichbares Produkt?
Wenn Ja, kann die Led mit T5 in dieser Klasse mithalten? Sprich kann sich die LED mit Ihren hohen Anschaffungspreisen gegenüber den T5 Röhren überhaupt amortisieren?
Der Synergy 21 LED Spot Outdoor Objektstrahler 140W cw (EAN 4038816997371) etwa bringt bei 140W Energieaufnahme 11.200 Lumen (77lm/W) bei 6500K und Ra>80.
Synergy 21 LED Spot Outdoor Objektstrahler 140W cw

Mit drei Stück lässt sich die Leuchtkraft einer 450W HQL erreichen. Bei einer Brenndauer von 12 Stunden pro Tag würden sich die Kosten nach 8 Jahren amortisieren.
Der effizientere Lichtstrom durch die direkte Abstrahlung hat allerdings eine praktisch höhere Effizienz der LED zur Folge, darum würden wohl zwei ausreichen. Dann würde bei 8h/Tag nach 8 Jahren die Kosten der LED geringer sein als die der HQL.


Für T8 (G13) bibt es auch LED-Leuchtröhren.
Etwa von Philips (MASTER LEDtube GA/SA1) oder Osram, die bringen in ihrem Abstrahlwinkel die gleiche Lichtleistung wie eine Leuchtstoffröhre.
Eine Philips mit 25W, 1800 Lumen, Ra85, 4000K, 30.000h und 120° Abstrahlwinkel kostet 90€ und bringt 20lm/€.

Philips - MASTER LEDtube GA
Philips - MASTER LEDtube SA1
OSRAM|Presse|Fachpresse|Optohalbleiter (LED, Laser)|2010|100408_OSRAM_T8_Substitube
OSRAM|LED|LED Systeme|Allgemeinbeleuchtung|SubstiTUBE
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Zuletzt geändert von angerdan am Mi, 18.05.11, 18:20, insgesamt 2-mal geändert.
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Achim H
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Für T8 (G13) bibt es auch LED-Leuchtröhren.
Angesicht der niedrigen Lichtausbeute dieser Led-Röhren lohnt sich ein Led-Ersatz nicht.
Eine Philips mit 25W, 1800 Lumen, Ra85, 4000K, 30.000h und 120° Abstrahlwinkel kostet 90€ und bringt 20lm/€.
1800 Lumen / 25 Watt = 72 Lumen/Watt

Eine Leuchtstoffröhre (Philips, zum Beispiel 600mm, 18W, 1300 Lumen, 3000k, Ra 80 bis 90, 15000h und 360° Abstrahlwinkel) kostet unter 5 Euro.
1300 Lumen / 18 Watt = 72,22 Lumen/Watt
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angerdan
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Sa, 07.05.11, 23:18

Eine Philips MASTER TL-D Super 80 58W/840 bringt auf 360° 5240 Lm, was umgerechnet auf 180°1750 Lm ergibt.
Philips - MASTER TL-D Super 80 58W/840 1SL

Je nach Leuchte und Einsatzort kann der geringere Abstrahlwinkel der LED-Röhren effizienter sein.

Bezogen auf die Fragestellung des TO amortisiert sich eine Philips 150cm LED-Röhre bei 4 Stunden pro Tag nach 5 Jahren/7300 Betriebsstunden (gegenüber einer 10€ Leuchtstoffröhre mit 15000h bei 0,235€/KWh).
Es gibt durchaus auch vergleichbare Produkte mit LED-Technik und die Anschaffungskosten können sich amortisieren.
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Achim H
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So, 08.05.11, 07:59

Eine Philips MASTER TL-D Super 80 58W/840 bringt auf 360° 5240 Lm, was umgerechnet auf 180°1750 Lm ergibt.
Die Hälfte vom Abstrahlwinkel = die Hälfte der Lichtleistung.
5240 Lumen / 360° x 180° = 2620 Lumen.
1740 Lumen sind ungefähr ein Drittel von 5240 Lumen, der Abstrahlwinkel müsste dann um 120° betragen.

Aber so ganz richtig kann das nicht sein. Ein Leuchtmittel wird doch nicht weniger hell, nur weil der Abstrahlwinkel geändert wird. Das wäre das Gleiche, wie wenn jemand sagen würde, eine 100 Watt Birne ist bei verkleinertem Abstrahlwinkel nur noch so hell wie ene 50 Watt Birne. Das gesamt abgestrahlte Licht (5240 Lumen) ist doch bereits vorhanden, folglich müssten weiterhin 5240 Lumen heraus kommen.

:?:
ono
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Mo, 09.05.11, 06:38

"Das gesamt abgestrahlte Licht (5240 Lumen) ist doch bereits vorhanden, folglich müssten weiterhin 5240 Lumen heraus kommen."

Gern gemachter Fehler.
Die Leuchtenhersteller geben in ihren Datenblättern den Wirkungsgrad ihrer Leuchten mit an.
Wie bereits beschrieben ist der Lumenstrom nur der Wert den das Leuchtmittel abgibt.
Durch bauliche Gegebenheiten der Leuchte sinkt der Lichtstrom ab.
Er liegt bei neuwertigen Leuchten über 95 % aber nie bei 100%.
Ausnahme: Nur Leuchtmittel mit Fassung, Schutzart IP 0 Versuchsaufbau zur Lichtstrommessung in der PTB
Leuchten verteilen und lenken das Licht von Lampen. Jeder Lampentyp weist eine bestimmte Lichtleistung auf.
Der gesamte Leuchtenlichtstrom besteht aus Teillichtströmen in den unteren und oberen Halbraum der Leuchte. Je nachdem, wie hoch der Lichtstromanteil in beiden Halbräumen ist, strahlt die Leuchte das Licht indirekt oder direkt.
Wie effektiv eine Leuchte das Licht einer Lampe verteilt, beschreiben Leuchtenbetriebs- und Beleuchtungswirkungsgrad. Der Leuchtenbetriebswirkungsgrad besagt, wie viel Prozent des Lichtstroms einer freistrahlenden Lampe bei einer Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius aus einer Leuchte austritt. Demnach hat eine freistrahlende, das Licht in alle Richtungen abgebende Leuchte den besten Wirkungsgrad.
Aber eine schlechtere Beleuchtungsqualität, da sie blendet.
Freistrahlende Leuchten haben zugleich einen schlechten Beleuchtungswirkungsgrad. Er gibt an, wie viel Prozent des Lampen-Lichtstroms dorthin gelenkt wird, wo das Licht benötigt wird, zum Beispiel auf dem Schreibtisch/Straße/Bett.
Lichtlenkende Elemente verbessern den Beleuchtungswirkungsgrad: Je höher er ist, desto weniger Energie muss aufgewendet werden, um die gewünschte Beleuchtungsstärke zu erzielen.
Damit wären wir wieder am Anfang. Welche Lichtstärke (LUX) wird am Objekt benötigt?
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angerdan
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Sa, 28.05.11, 15:10

Seit wenigen Tagen sind zwei Röhrenlampen MASTER LEDtube GA und die Stiftsockellampe von Philips bei Lumitronix gelistet.
Philips Master LED Tube 900mm, 1150lm
Philips Master LED Tube 1200mm, 1500lm
Philips Master LED Capsule G4 2W, warmweiß

Die Preise sind sicherlich im Vergleich zu Richter&Lang noch verbesserungsfähig, auch die Capsule ist bei eBay für 21€inklusive Porto zu haben.
Loong

Mi, 13.07.11, 16:55

Achim H hat geschrieben:
Für T8 (G13) bibt es auch LED-Leuchtröhren.
Angesicht der niedrigen Lichtausbeute dieser Led-Röhren lohnt sich ein Led-Ersatz nicht.
Meine Firma und ich sehen das deutlich anders.

Vorher:
72 x Leuchtstofflampe L65W. Leistungsaufnahme Lampe: 65 Watt. Verlustleistung Vorschaltdrossel: 13 Watt (lt. Tabelle von Osram).
Gesamtleistungsaufnahme der Beleuchtung vorher: 5,616 kW.
Bild

Nachher:
72 x SMD-LED-Röhre 150 cm T8 G13. Leistungsaufnahme Lampe: 20 Watt. Verlustleistung Vorschaltdrossel, die für diesen Feldversuch nicht überbrückt wurde: (20/65)² * 13 W = 1,23 W (weil die Verluste in der Drossel quadratisch vom durchfließenden Strom abhängig sind).
Gesamtleistungsaufnahme der Beleuchtung nachher: 1,53 kW.
Bild

(Beide Bilder: 1/50 s, F/5,6, ISO640)

Deine nackigen Zahlen sagen nichts über reale Anwendungen aus.
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TomTTiger
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Do, 14.07.11, 06:15

hmmmm, rein den Bildern nach zu urteilen, hast du bei den LED Röhren deutlich weniger Beleuchtungsstärke.
Sieht man auf dem Boden und bei den Abstrahlkegeln an der Wand ganz deutlich.
Ich vermute mal ca. 30% oder sogar mehr.

Hast du mal an verschiedenen Stellen am Boden die LUX-Werte nachgemessen?
Der eine Wert im Bild ist wo genau gemessen?

Ich habe mal irgendwo gehört, das sich normale LUXmeter nicht wirklich für Beleuchtungsstärke mit LED's eignen und man diese Messungen mit Vorsicht geniessen sollte, wo genau kann ich aber nicht mehr sagen, und das warum auch nicht.

Grüße
Tom 8)
Loong

Do, 14.07.11, 16:54

Tom, mit Vermutungen ist hier doch niemandem geholfen. Was zählt, sind Fakten. Und die Meßwerte zeigen nun mal eindeutig, daß die weniger als 30 % der ursprünglichen Leuchtstofflampen verbrauchende LED-Beleuchtung die vorherige Beleuchtungsstärke leicht erreicht. Ich war mit meinem Luxmeter nicht alleine unterwegs. Begleitet haben mich zwei sehr kritische Herren mit ihren eigenen Meßgeräten. Einer der beiden ist Arbeitsschutzbeauftragter, er kontrollierte, ob die 500 Lux Mindestbeleuchtungsstärke auch eingehalten wurden. Und das tun sie leicht. Bei den Fotos befand sich das Luxmeter da, wo der Meßwagen steht, auf etwa 80 cm Höhe.

Und was das Luxmeter anbelangt: Lux ist, wie die anderen photometrischen Größen auch (z. B. Candela, Lumen, ...), die mit dem "spektralen Hellempfindlichkeitsgrad des auf Tagessehen adaptierten Auges V(λ)" bewertete spektrale Strahlungsgröße Xe,λ (Xe,λ: meist die Strahlungsleistung). Damit der Fotosensor im Luxmeter das auch macht, besitzt er ein Bewertungsfilter, das dafür sorgt, daß das Luxmeter bei jeder Wellenlänge des sichtbaren Lichts den richtigen, photometrisch bewerteten Wert registriert.

Aussehen tut das übrigens so:
Bild
Links der Sensor mit Bewertungsfilter, rechts ohne. Da das Auge bei grün am emfindlichsten ist, läßt der Filter links grünes Licht am besten durch; alles, was durchscheint, erscheint grünlich.

Allerdings ist das nicht der Weisheit letzter Schluß. Man beobachtet schon seit längerem, daß der photometrische Meßwert nicht mit der realen Wahrnehmungshelligkeit übereinstimmt. Lichtquellen mit meßtechnisch gleichen Werten erzeugen beim Beobachter unterschiedliche Helligkeitseindrücke, abhängig vom Farbspektrum und der Farbwiedergabe der Leuchtmittel. LEDs z. B. erzeugen im Mittel eine höhere Wahrnehmungshelligkeit als es der reine Meßwert vermuten läßt. Wenn Dich das mehr interessiert, kannst Du ja mal nach "Pupil Lumen" googeln.
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TomTTiger
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Mi, 20.07.11, 15:48

Danke für deine Erläuterungen.
Den Pupil Lumen Effekt hab ich noch nicht gekannt, danke auch für diese Info.
Lichtquellen mit meßtechnisch gleichen Werten erzeugen beim Beobachter unterschiedliche Helligkeitseindrücke, abhängig vom Farbspektrum und der Farbwiedergabe der Leuchtmittel.
Das kann ich absolut bestätigen!
Wir hatten mal einen Versuchsaufbau mit gleichen LED's nur unterschiedlichen Lichtfarben.
Die Bestromung der Leds haben wir angepasst, so daß sich der gleiche Luxwert ergab.
Die anschließende rein subjektive Beurteilung der Helligkeit war allerdings entgegen jedwedem Messergebnis.
2700k wurden als "funzelig"bezeichnet, 3500K schon als schön hell, allerdings etwas zu kalt.

Wahrscheinlich ist es auch dieser Umstand, der bei den Bildern das unterschiedliche Helligkeitsempfinden widerspiegelt.
>Waren die Lichtfarben bei den beiden Bildern unterschiedlich?

Grüße
Tom 8)
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