Vergleichbarkeit von Leuchten-Lebensdauer Angaben
Für 24/7 Öffnungszeiten werden lange Leuchten-Nutzlebensdauer gewünscht. Aber auch von der Tunnelbeleuchtung wo die Wartung einer Beleuchtungsanlage großen logistischen Aufwand erfordert sind sehr lange Leuchten-Nutzlebensdauern bekannt. Bei derartigen Anwendungen kann eine lange Nutzlebensdauer durchaus wirtschaftlich sein, da Planung, Herstellung und Montage der Beleuchtungsanlage nur einmal zu bezahlen ist. Wir kann sich ein Leuchtenhersteller positionieren, wenn statt der üblichen 50.000 Stunden Nutzlebensdauer Leuchten mit 75.000 Stunden zu vergleichen sind?
Die Lebensdauerangaben besteht aus drei Parametern:
1. Dem Lichtstromerhalt
z.B. L90, 90% des Lichtstromes bleiben erhalten
2. Der mittleren Bemessungslebensdauer
Wieviel Prozent aller LEDs unterschreiten höchstens den Lichtstromerhalt-Wert. Sind es 50%, dann wird B50 angegeben. Im Mittelwert wird der angegebene Lichtstromerhalt somit erreicht. Wenn diese Angabe fehlt, gilt immer B50. Der ZVEI empfiehlt, der Vergleichbarkeit wegen, immer von B50 auszugehen. Da alle LED-Hersteller die Daten für B50 ermitteln, sind B10 oder B20 Angaben abzulehnen (nur 10% bzw. 20% aller LEDs fallen unter die Lichtstromerhalt-Grenze). B10 bzw. B20 müsste über eine nochmalige Hochrechnung generiert werden. Bei einer Hochrechnung einer Hochrechnung würde es sich nur mehr um eine wage Annahme handeln.
3. Der Nutzlebensdauer-Angabe
In welchem Zeitraum unterschreitet der Lichtstrom nicht den angegebenen Wert. Bei professionellen Leuchten wird von 50.000 Std. ausgegangen.
Vertiefende Information
- ZVEI, Leitfaden Planungssicherheit in der LED Beleuchtung, 3. Ausgabe, Free Download
- In der Norm IEC 62717:2014 sind die Leistungsanforderungen von LED-Modulen für die Allgemeinbeleuchtung definiert
Stufen der Lebensdauer-Ermittlung
Ein Lichtstromerhalt-Test über mindestens 6.000 Std. liefert die Datengrundlage. Diesem LM 80 Report müssen nur 25 LEDs unterzogen werden. Ob diese ersten 25 LEDs auch den Millionen weiteren LEDs dieser Bauform entsprechen, wird kein weiteres Mal überprüft. Der LM 80 Test wird für 2 Temperaturen durchgeführt. Beispielsweise für 85°C und 105°C. Für jede Temperatur wird der Lichtstromerhalt ermittelt. Im nächsten Schritt überprüft der Leuchtenhersteller, welche Temperatur diese LED im eingebauten, thermisch eingependelten Zustand in der Leuchte hat. Wird beispielsweise die Temperaturgrenze von 85°C unterschritten, gilt der dazugehörige Lichtstromverlust für die Leuchte. Der dritte Schritt ist die, in der TM 21, definierten Hochrechnung auf die 6-fache Dauer der TM 80 Daten. Für eine Lebensdauerangebe von 36.000 Std. sind LM 80 Daten für 6.000 Std. notwendig. Für 50.000 Std. müssen Daten über mindestens 8.334 Std. vorhanden sein usw. Um die Leuchten-Datenblattangaben zu untermauern, kann der Leuchtenhersteller die LM 80 Daten und die Temperaturmessprotokolle zur Verfügung stellen.
Bei Annahme eines lineraren Lichtstromverlustes geben diese vereinfachten Beispiele einen guten Überblick:
Bsp 1: Der LM 80 Test bis 85° C ergibt nach 8.334 Stunden einen Lichtstromverlust von 3%. 3% x 6 = 18%.
Lichtstromerhalt = 82 %.
Wenn der Temperaturtest der LED in der Leuchte < 85°C ergibt, wird der Wert in unseren Datenblättern so angegeben: L80 (Lichtstromerhalt nach 50.000 Std. > 80%).
Bsp 2: Der LM 80 Test bis 85° C ergibt nach 8.334 Stunden einen Lichtstromverlust von 1,5%.
1,5% x 6 = 9%. Lichtstromerhalt = 91 %.
Wenn der Temperaturtest der LED in der Leuchte < 85°C ergibt, wird der Wert in unseren Datenblättern so angegeben: L90 (Lichtstromerhalt nach 50.000 Std. > 90%).
Nutzungsdauer der L80 vs. L90 im Vergleich
Nun zur aktuellen Frage – ist eine Leuchte mit L90/50.000 Std. besser als eine Leuchte mit L80/75.000 Std.?
Tabelle 2 zeigt bei Vergleich von L90/50.000 Std. vs. L80/75.000 Std., dass die L90/50.000 Leuchte nach 50.000 Std. um 3,85%, nach 75.000 Std. um 6,25% und nach 100.000 Std. um 9,11% mehr Lichtstrom hat.
Achtung: Damit es sich um einen ernsthaften Vergleich handelt muss sichergestellt werden, dass für beide Leuchten die LM 80-Testdaten über mindestens 1/6 der Lebensdauerangabe vorhanden sind!
Anforderungen der L90
Die höchste Anforderung würde an Leuchten mit L90/100.000 Std. gestellt werden. Hier wären 3 Punkte zu beachten:
1. Liegen LM80 Daten der LED über 16.667 Std. vor? Dazu müssten die LEDs 2 Jahre lang täglich 24 Std. getestet werden. Von den meisten LED-Herstellern werden diese Daten nicht zur Verfügung gestellt.
2. Für diesen maximalen Lichtstromerhalt von 90% nach 100.000 Stunden müssten die LEDs mit einer sehr geringen Temperatur und geringen Stromstärke betrieben werden. Der Lumenoutput würde niedrig sein. Somit benötigt man mehr Leuchten für die gleiche Beleuchtungsstärke.
3. Bei der Leuchtenkonstruktion müssten nur Converter eingeplant werden, die für 100.000 Std. ausgelegt sind. Manchmal haben diese Converter andere Abmessungen. Somit kann eine Neukonstruktion notwendig werden. Solche Converter sind wegen der höheren Qualität auch teurer. Der höhere Preis teilt sich auf die längere Nutzlebensdauer auf. Ein Abwägen in einer Kosten/Nutzenrechnung ist unumgänglich.
Die Marktrelevanz einer höheren Leuchtenlebensdauer als 50.000 Stunden ist branchenabhängig. Im Retail wo sich das Shopdesign ca. alle 8 Jahre ändert ist es unrelevant. In der Lobby eines Hotels muss man es abwägen. Bei einer Tankstelle, mit 24 Stunden Betrieb, können die höheren Investitionskosten für eine hohe Leuchtenlebensdauer rentabel sein