Ratgeber

LED-Röhren » stromsparende Lichtquellen als Ersatz für Leuchtstoffröhren

Der effiziente Umgang mit Energie-Ressourcen rückt immer mehr in den Fokus der Gesellschaft. Sowohl Privatpersonen als auch Unternehmen achten verstärkt auf den verantwortungsvollen Umgang mit den stetig knapper und auch teurer werdenden Versorgungsgütern.

Das ist nicht verwunderlich, denn die Vorteile liegen auf der Hand. Neben der Schonung unserer Umwelt werden auch die Betriebskosten drastisch reduziert.

Besonders bei der Beleuchtung von großen Räumen oder Fertigungshallen ergeben sich massive Strom-Einsparpotentiale, wenn von herkömmlichen Leuchtstofflampen auf stromsparende LED-Röhren umgerüstet wird. Das haben wir in unserem Ratgeber zu den Leuchtstoffröhren mit einem eindrucksvollen Rechenbeispiel deutlich aufgezeigt.

Doch dabei gibt es einige sehr wichtige Punkte zu beachten, die wir Ihnen gerne etwas näher erläutern möchten.



Leuchtstoffröhren und LED-Röhren – was ist der Unterschied?

Bezogen auf die verfügbaren Längen und Durchmesser, haben LED-Röhren die identischen Bauformen von herkömmlichen Leuchtstoffröhren. Die konventionelle Leuchtstoffröhre existiert als technische Idee seit Mitte der 1920er Jahre. Dabei wurde eine Gasentladung von Edelgasen genutzt, die ultraviolettes Licht abstrahlte. 
Als Gas wurde unter anderem Neon verwendet, was die Bezeichnung „Neonröhre“ zur Folge hatte. Die Leuchtschicht im Inneren der Leuchtstoffröhre wird durch die UV-Bestrahlung des leuchtenden Edelgases selbst per Fluoreszenz zum Leuchten angeregt und gibt sichtbares Licht ab.

Für die Funktion von Leuchtstoffröhren ist ein Starter nötig. Zusammen mit einer Drosselspule erzeugt er die für den Start der Gasentladung erforderliche kurzfristig hohe Spannung. Die Drossel wird auch allgemein als Vorschaltgerät bezeichnet und begrenzt zudem die Stromzufuhr während des Betriebs.

Die Nachteile von Leuchtstoffröhren sind der elektrotechnische Aufwand, der Stromverbrauch, das Netzflackern, das kaltweiße Licht und letztlich die Giftstoffe in der Röhre selbst.

Unser Praxistipp: Blindstromkompensation

Wenn in einem Gebäude viele Leuchtstoffröhren im Einsatz sind, bilden die Drosselspulen eine hohe induktive Last. Dadurch entsteht ein Blindstrom, der zwischen Verbraucher und Erzeuger hin und her pendelt. Damit dieser Blindstrom, der bei Industriebetrieben erfasst wird, die Stromrechnung nicht unnötig in die Höhe treibt, muss er aufwändig kompensiert werden.

Hochleistungs-LEDs (Light Emitting Diode) eröffnen völlig neue Möglichkeiten, die Bauform der Leuchtstoffröhre beizubehalten und deren Nachteile zu überwinden. Flackernde und giftige Leuchtstoffröhren, sowie brummende Lampengehäuse gehören damit der Vergangenheit an. In unserem LED-Ratgeber finden Sie weitere interessante und umfangreiche Informationen über die Funktionsweise von LEDs.



Wie sind LED-Röhren aufgebaut?

Bei einer LED-Röhre werden viele lichtstarke LEDs auf einer länglichen Leiterplatte montiert. Für die industrielle Montage kommen SMD-LEDs (SMD: „Surface Mounted Device“, deutsch: „Oberflächen-montierbares Bauteil“) zum Einsatz. Danach wird die Leiterplatte in die Röhre eingebracht. Die so bestückten LED-Leuchten werden dementsprechend auch als SMD LED Röhren oder LED Leuchtstoffröhren bezeichnet.

Die eigentliche Röhre besteht aus einem weiß beschichteten Kunststoffgehäuse, das im Fall von Osram LED Röhren aus bruchfestem Polycarbonat gefertigt ist. Eine spezielle Beschichtung dient dem Schutz der Augen, um eine Blendung bei direktem Blickkontakt zur LED zu vermeiden. Je nach Bedarf können unterschiedliche LED-Leuchten ausgewählt werden, damit sie Licht in der gewünschten Farbe abstrahlen. Tageslichtweißes Licht zum Beispiel wirkt für das menschliche Auge nicht so ermüdend. Je nach elektronischer Ausstattung können die Leuchtröhren auch gedimmt werden.



Wichtige technische Parameter von LED-Röhren

Bauform

Die Längen der LED-Leuchten sind größtenteils standardisiert: Es gibt sie in 600, 1.200 und 1.500 mm Länge. Mittlerweile sind aber auch andere Längen erhältlich.

Für den Durchmesser findet man meist die Bezeichnung T8. Dieser Bezeichnung dient der Wert von einem Achtel Zoll als Basis. T8 bedeutet demzufolge 8 mal 3,175 mm (1/8 Zoll) und entspricht ca. 26 Millimeter. Das „T“ stammt von der englischen Bezeichnung „Tube“ für Röhre.

Mittlerweile ist T8 das gängige Maß für Leuchtröhren. Einige schlankere Modelle sind auch mit dem Durchmesser T5 (16 Millimeter) verfügbar. Allerdings sagt der Durchmesser T8 oder T5 nichts über die Fassung bzw. den Sockel aus. Denn eine T5 Leuchtmittel kann die gleiche Fassung wie eine T8 Leuchtmittel aufweisen.


Sockel

Die Zahl neben der Sockelbezeichnung „G“ weist auf den Abstand der Sockelstifte in Millimetern hin.

Der allgemein gängige Sockel G13 wurde von der herkömmlichen Leuchtstoffröhre beibehalten, sodass ein Umrüsten auf LED-Röhren ohne Wechsel der Röhren-Fassung möglich ist. Das gilt ebenso für den G5-Sockel.

Einige der Röhren mit LED-Beleuchtung von Anbietern wie Osram und Philips haben rotierende Endkappen, was die Ausrichtung des Lichts an den montierten LED-Leuchten ermöglicht.


Betriebsspannung

Die Betriebsspannung liegt zwischen 30 und 230 Volt. LED-Röhren mit einer Betriebsspannung von 230 Volt werden im Regelfall mit konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgeräten betrieben. Ist die Betriebsspannung geringer als 230 V, werden die LED-Röhren an elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) betrieben.


Leistung

Die Leistung einer LED-Röhre wird in Watt (W) angegeben. Bislang wird dazu bei der Produktbezeichnung oftmals auch der adäquate Leistungswert einer herkömmlichen Lampe (ebenfalls in Watt) mit aufgelistet.

Zum Beispiel entspricht eine LED-Röhre mit 19,1 Watt einem herkömmlichen Leuchtmittel mit 58 Watt.


Lichtstrom

Der Lichtstrom in Lumen (lm) sagt etwas über die Helligkeit des abgestrahlten Lichts aus. Zum Vergleich: Eine konventionelle 25-Watt-Glühlampe strahlt circa 220 Lumen ab. Die LED-Röhre G13 T8 von Osram mit 7,5 W bietet rund 1100 Lumen bei Energieeffizienzklasse D.
Für ein Büro werden rund 280 Lumen pro Quadratmeter empfohlen. Ein Einzelbüro von 10 Quadratmetern würde also dreizehn 25-Watt-Glühlampen, aber nur drei LED-Röhren von Osram benötigen.


Lichtfarbe

LED Leuchtröhren von Osram und anderen Herstellern sind mit dreistelligen Farbkennungen versehen. Die erste Ziffer repräsentiert den Farbwiedergabeindex Ra (Englisch CRI für „Colour Rendering Index“), meist 8 für den Wert 80. 
Zum Vergleich: Tageslicht oder Glühbirnen haben wegen des vollen Lichtspektrums einen Farbwiedergabeindex von 100 Ra.

Die beiden nachfolgenden Ziffern geben die Tausender- und Hunderterstelle der Farbtemperatur an.

Die Ziffernfolge 865 bedeutet also: Farbwiedergabeindex 80 und Farbtemperatur 6.500 Kelvin (entspricht Tageslichtweiß). Diese Angaben sind auf den Verpackungen meist zusätzlich in Worte gefasst, damit die Auswahl leicht fällt.


Lebensdauer und Schaltfestigkeit

LED-Röhren können je nach Exemplar eine Lebensdauer von mehreren 10.000 Stunden erreichen. Die LED-Lampen erzeugen dann noch rund 70 Prozent ihres ursprünglichen Lichtstroms.

Die wichtigsten technischen Daten drucken Hersteller oft in anschaulicher Form auf die schmale Verpackung.

Weitere Informationen wie z.B. die Schaltfestigkeit sind in den technischen Datenblättern zu den jeweiligen Leuchtmitteln zu finden.



Umrüstung von Neonleuchten auf LED-Röhren

Auf das Vorschaltgerät kommt es an

Bei Leuchtstoff-Leuchten werden Vorschaltgeräte mit unterschiedlichen Technologien verwendet. Konventionelle Vorschaltgeräte (KVG) sind im Prinzip nur Drosselspulen, die kurzzeitig die Startspannung erzeugen und später beim Betrieb den Strom durch die Leuchtstoffröhre begrenzen.

Da konventionelle Vorschaltgeräte hohe Verlustleistungen aufweisen, wurden verlustarme Vorschaltgeräte (VVG) entwickelt. Durch eine größere Masse und bessere magnetische Werkstoffe wurde versucht, die Verlustleistung der Drosselspulen zu verringern.

Im Zuge der technischen Weiterentwicklung kamen Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) auf den Markt, bei denen aufgrund der hohen Schaltfrequenz keine massiven Drosselspulen mehr notwendig sind.

Die Verlustleistung ist deutlich geringer als bei konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgeräten und ein Starter ist ebenfalls nicht mehr erforderlich.


Die zum Vorschaltgerät passende LED-Röhre

Durch die Vielzahl an unterschiedlichen Vorschaltgeräten gibt es auch spezielle LED-Röhren, die für die jeweiligen Vorschaltgeräte ausgelegt sind:

Technischer Hinweis:

Die LED-Röhren für Lampen mit konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) oder verlustarmen Vorschaltgeräten (VVG) werden direkt an der 230 V Netzspannung betrieben. Deshalb muss beim Austausch des Leuchtmittels auch der Starter entfernt und durch einen LED-Starter ersetzt werden. Der LED-Starter ist im Prinzip eine Kurzschlussbrücke, damit die Netzspannung direkt an die Anschlüsse der LED-Röhre weitergeleitet wird.

Bei LED-Röhren, die als Ersatzleuchtmittel für Leuchtstoff-Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) ausgelegt sind, muss eine EVG-Kompatibilitätsprüfung durchgeführt werden. Dazu bieten einige Leuchtmittelhersteller Vergleichslisten an, in denen die Kompatibilität zwischen Leuchtmittel und Vorschaltgerät genau geprüft werden kann. Einige LED-Röhren für elektronische Vorschaltgeräte dürfen auch in Kombination mit einem konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgerät betrieben werden. Dies ist jedoch nur bei bestimmten Leuchtmitteltypen zulässig.

Rechtlicher Hinweis

Wenn bei der Umrüstung auf LED-Röhren lediglich das Leuchtmittel und gegebenenfalls der Starter ausgewechselt werden, spricht man bei den LED-Röhren von Retrofit-Varianten. Ein technischer Umbau der Leuchte ist in diesem Fall nicht erforderlich.

Bei der Konversions-Variante einer LED-Röhre ist ein aufwändiger Umbau der vorhandenen Leuchte vorzunehmen. Zum Teil müssen Bauteile aus der Leuchte entfernt und die Verdrahtung geändert werden.

Dies ist nicht empfehlenswert, denn dadurch wird der Betreiber der Leuchte automatisch zum Hersteller. Das bedeutet, der Betreiber einer derart umgebauten Leuchte muss alle Verpflichtungen erfüllen, die auch bei Herstellern gesetzlich vorgeschrieben sind.

Im Zweifelsfall muss beim Produzenten der Leuchte sowie beim Hersteller der LED-Röhre nachgefragt werden, in wieweit eine Kombination zulässig ist.

Weiterhin muss beachtet werden, dass LED-Leuchtmittel eine andere Lichtentfaltung aufweisen als Leuchtstoffröhren. Demzufolge ist z.B. bei Arbeitsplätzen zu prüfen, ob die vorgeschriebene Ausleuchtung inkl. der notwendigen Lumenzahl auch wirklich erreicht wird.



Die Auswahl der richtigen LED-Röhren

Die konkrete Wahl einer LED-Röhre hängt letztlich von der vorhandenen Leuchte und vom benötigten Licht am Einsatzort ab.

Leuchten-Technik

Bevor eine LED-Röhre ausgewählt werden kann, muss die Technik der vorhandenen Leuchtstofflampe geprüft werden. Wenn die Leuchte über einen Starter verfügt, muss eine LED-Röhre für konventionelle oder verlustarme Vorschaltgeräte ausgewählt werden. Wenn die Leuchte über keinen Starter verfügt, ist ein elektronisches Vorschaltgerät EVG eingebaut.
 

Leuchtmittel-Leistung

Die Leistung des LED-Leuchtmittels muss immer so gewählt werden, dass die Lichtleistung annähernd so hoch ist, wie bei dem Originalleuchtmittel. Um die Auswahl zu erleichtern, geben LED-Leuchtmittel-Hersteller häufig beide Werte mit an. Die Leistung des LED-Leuchtmittels darf die zulässige Maximalleistung der Neonröhre nicht übersteigen.   
 

Leuchtmittel-Abmessung

Als Nächstes muss ein Leuchtmittel in der passen Abmessung ausgewählt werden. Neben der Länge der LED-Leuchtröhre (z.B. 120 cm) spielen auch der Durchmesser (z.B. T8) und der Abstand der Kontaktstifte (Lampensockel) eine wichtige Rolle.
 

Lichtfarbe

Die Lichtfarbe ist vom Einsatzzweck abhängig. Im Büro sind Leuchten mit Tageslichtweiß angenehm und ermöglichen ein ermüdungsfreies Arbeiten. In einem Verkaufsraum, in dem Farben und Kontraste hervorgehoben werden sollen, ist Kaltlichtweiß die bessere Lichtfarbe.
 

Umgebungsbedingungen

Nicht immer können Leuchtstoffröhren aus Glas gegen LED-Röhren aus Kunststoff ausgetauscht werden. Aggressive Dämpfe oder auch hohe Temperaturen können den Einsatz von LED-Röhren unmöglich machen. Im Zweifelsfall muss die Einsatzmöglichkeit beim Hersteller nachgefragt werden.



Zusammenfassung

Der Ersatz bzw. Austausch einer Leuchtstoffröhre gegen ein Exemplar mit LEDs ist bei konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgeräten keine große Sache. Allerdings muss man bei der Auswahl des geeigneten Leuchtmittels und bei der Montage einige wichtige Punkte beachten. Sollte ein Umbau der Leuchte erforderlich werden, hat dies auch rechtliche Konsequenzen zu Folge. Wer sich das selber nicht zutraut oder Leuchtstoffröhren im großen Umfang umrüsten möchte, sollte sich deshalb im Vorfeld und vor Ort unbedingt von Fachleuten, die mit dem Thema vollumfänglich vertraut sind, ausgiebig beraten lassen.