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Eine komplette Anleitung zur Wahl der Beleuchtung für Ihr Zuhause: Glühlampen, Leuchtstoff, CFL, LED, Natrium und Metallhalogenid

Eugene ist ein qualifizierter Kontroll- / Instrumentierungsingenieur Bsc (Eng) und hat als Entwickler von Elektronik und Software für SCADA-Systeme gearbeitet.

Quelle

Welche Beleuchtung sollte ich verwenden?

Wussten Sie, dass eine 'normale' Glühlampe nur etwa 5% der eingesetzten Elektrizität in nützliches Licht umwandelt? Die restlichen 95% enden als Wärme. Es gibt viele andere Optionen in der Hausbeleuchtung, die viel effizienter sind.
In diesem Artikel behandle ich die Vor- und Nachteile der verschiedenen Arten von Innen- und Außenbeleuchtung, gebe eine einfache Erklärung, wie die Lampen funktionieren und wie sie sich in Bezug auf Energiekosten, Preis und Lebensdauer vergleichen.

Welchen Unterschied macht es, welche Beleuchtung ich verwende?

Nun, im Grunde sind einige Beleuchtungstypen effizienter als andere und verbrauchen weniger Strom bei gleicher Lichtleistung. Beim Kauf von Lampen und Beleuchtungskörpern müssen jedoch noch weitere Punkte berücksichtigt werden, z. B. die Anschaffungskosten für Lampen / Leuchten, die Lebensdauer der Lampen und die Farbe des erzeugten Lichts.

Glossar der Beleuchtungsbedingungen

  • Lampe Die Komponente einer Leuchte, die tatsächlich Lichtleistung erzeugt.
  • Ballast oder Schaltanlage Die Elektrik / Elektronik, die zur Steuerung des Einschaltens und Regelns / Begrenzens des durch eine Lampe fließenden Stroms verwendet wird
  • Lumen Der Ausgangslichtfluss von einer Lampe. Eine traditionelle 100-Watt-Glühbirne gibt etwa 1500 Lumen Licht aus
  • Candela oder Millicandela Die Helligkeit einer Lampe. Ein Reflektor auf der Rückseite einer Lampe (z. B. auf einem Scheinwerfer oder Autoscheinwerfer) erhöht die Helligkeit in Vorwärtsrichtung, obwohl der Lumenausgang der Lampe gleich bleibt.
  • Lichtausbeute Leistung in Lumen pro Watt elektrischer Leistung
  • PIR Passiv Infra ROT. Eine Technologie, die in Schaltern zum Einschalten eines Lichts verwendet wird, wenn jemand vor den PIR-Sensor tritt
  • Glühlampen Eine Beleuchtungstechnologie, die Licht aus einem Material erzeugt, das auf sehr hohe Temperaturen erhitzt wird
  • Entladungsbeleuchtung Erzeugen von Licht durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms durch ein Gas

Was sind die verschiedenen Arten von Lichttechnik?

Es gibt drei große Klassen von Beleuchtungstechnologien

  • Glühlampen,
  • Entladen
  • LED

Was ist Glühlampen?

Glühlampen basieren auf dem Prinzip, ein Metall auf eine hohe Temperatur zu erhitzen. Bei Temperaturen von über 1000C leuchten Metalle weiß heiß.

Typen

  • Standardglühlampe
  • Quarzhalogenröhre
  • Halogen-Glühlampe
  • Halogenscheinwerfer
Standard Incandescent Light Bulb
Standardglühlampe

Standardglühlampe

Dies ist die ursprüngliche Form der Beleuchtung, die seit über hundert Jahren im Haushalt verwendet wird. Lampen oder Lampen bestehen aus einer Glashülle, die ein Filament aus Wolfram oder einem ähnlichen Metall mit hohem elektrischen Widerstand und hohem Schmelzpunkt enthält. Ein elektrischer Strom wird durch den Glühfaden geleitet, der weißglühend leuchtet und Licht und Wärme ausstrahlt. Die Glashülle ist mit einem Inertgas wie Argon gefüllt, um das Filament von Sauerstoff in der Luft zu isolieren und zu verhindern, daß es ausbrennt.
Glühlampen werden in allen Arten von Formen, Größen, Wattagen und Grundtypen hergestellt; Bajonettverschluss (BC) und Edison-Schraube (ES). Sie sind auch die billigste Art von Lampe und erfordern keine speziellen Halterungen oder elektronische / elektrische Schaltgeräte. Sie können in einen einfachen Halter gesteckt werden. Sie sind jedoch in Bezug auf die Lichtleistung gegenüber der Energiezufuhr beklagenswert ineffizient. Eine Glühbirne wandelt den größten Teil des elektrischen Stroms in Wärme um - in der Regel etwa 95%. Also diese Art von Lampen sind im Grunde verherrlichte Heizungen! Die Lebensdauer einer Lampe ist die kürzeste aller Arten von Beleuchtung bei ca. 1000 Stunden.

Was kostet eine Standardglühlampe?

Wenn eine Glühbirne im Winter für etwa 10 Stunden pro Tag und im Sommer für 4 Stunden pro Tag eingeschaltet wird, funktioniert dies im Durchschnitt für 7 Stunden pro Tag für das ganze Jahr.

Das sind 365 * 7 = 2555 Stunden pro Jahr.

Die Kosten pro Kilowattstunde (kWh) oder Einheit betragen etwa 12 Cent.

Angenommen, die Glühbirne ist 100 Watt.

Kosten für den Betrieb der Lampe = (Leistung in Watt / 1000) x Anzahl der Betriebsstunden x Kosten pro Einheit

= (100/1000) x 2555 x 12

= 30, 66 $

Halogen Floodlight Lamp
Halogen-Flutlichtlampe

Quarz Halogenlampen

Diese haben die Form einer Röhre von etwa 1/2 Zoll Durchmesser und von 3 bis 5 Zoll Länge aus Quarzglas. Ein Wolframfaden ist innen in einem Inertgas angebracht, dem eine geringe Menge eines Halogens, wie Brom oder Iod, zugesetzt ist. In einer normalen Glühlampe 'verdampft' Wolframdampf von dem Glühfaden, wodurch die Glashülle schwarz wird, wodurch die Lichtleistung und die Lebensdauer der Lampe verringert werden. Dieses Phänomen würde sich verschärfen, wenn die Temperatur des Filaments ansteigt. Ein Objekt wird effizienter bei der Bestrahlung von Licht, wenn es heißer wird. Es ist daher wünschenswert, den Wirkungsgrad einer Lampe zu erhöhen, indem die Glühfadentemperatur erhöht wird. Das hinzugefügte Halogen kombiniert sich mit verdampftem Wolfram, wobei ein Halogenid erzeugt wird, wodurch das Wolfram effektiv 'aufgewischt' und der Quarz klar gehalten wird. So kann die Lampe bei einer viel höheren Temperatur betrieben werden, und dies erhöht die Lichtleistung für eine gegebene Wattleistung. Die Quarzglashülle ist wichtig, um hohen Temperaturen standzuhalten, und der erhöhte Druck verringert auch die Wolframverdampfung von dem Filament. Diese Lampen werden häufig in Außenscheinwerfern verwendet (z. B. 150, 300 und 500 Watt). Der Nachteil ist, dass die Leuchte sehr heiß werden kann und in einem Mindestabstand von brennbaren Materialien gehalten werden muss, um die Brandgefahr zu reduzieren. Die Lampen sind anfällig für Fehler, auch wenn Feuchtigkeit, die auf der Oberfläche des Rohrs aufgrund von Feuchtigkeit in der Armatur oder von der Lampe, die während der Installation berührt wird, kondensiert, zum Versagen führen kann. Dies liegt daran, dass heiße Flecken, die durch Verunreinigung verursacht werden, das Glas kristallisieren können, wodurch es ausläuft oder reißt.

Halogen Replacement for Standard Incandescent Bulb
Halogen Ersatz für Standardglühlampe

Halogenlampen

Diese sind wie Standardglühlampen geformt und in ähnlichen Wattagen und Formen erhältlich. Sie enthalten jedoch eine Quarzhalogenkapsel. Sie verbrauchen etwa 70% der Energie einer Standardglühlampe. Die allgemein verfügbaren 50 Watt-Scheinwerferlampen sind vom Halogen-Typ.

Halogen spotlight
Halogenscheinwerfer

Halogen-Spotlampen

Diese sind üblicherweise 50 Watt und sind üblicherweise in einer Leuchte verfügbar, die 3 oder 4 Lampen benötigt, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet werden können. So können sie beispielsweise in einer Küche verwendet werden, um Licht auf eine Arbeitsplatte zu konzentrieren .

Was ist Entladungsbeleuchtung?

Die Entladungsbeleuchtung arbeitet nach dem Prinzip, einen elektrischen Strom durch ein Gas zu leiten. Dies ionisiert das Gas und die Elektronen geben Licht aus, wenn sie in ihren nicht angeregten Zustand zurückkehren. Dies ist ähnlich wie ein elektrischer Funken von einer Zündkerze oder einem Blitz Licht erzeugt.

Typen

  • Fluoreszierend
  • CFL
  • Natriumdampf
  • Metallhalogenid
Fluorescent Tube
Leuchtstoffröhre

Leuchtstoffröhren

Leuchtstoffröhren sind eine Art Entladungslampe. Sie enthalten ein Gas und Quecksilberdampf. Wenn eine Fluoreszenzlampe angeschaltet wird, fließt ein Strom durch Filamente am Ende der Röhre, wodurch diese zum Leuchten gebracht werden. Dies erzeugt Elektronen in der Nähe der Filamente. Ein Hochspannungsimpuls 'trifft' dann die Röhre, was bewirkt, dass Elektronen in der Röhre beschleunigt werden. Diese Elektronen kollidieren mit Atomen des Quecksilberdampfes und regen diese an, so dass ihre Elektronen auf höhere Umlaufbahnen springen und dann zurückfallen und dabei UV-Licht ausstrahlen. Diese Strahlung trifft auf die innere Oberfläche der Röhre, die mit einem Leuchtstoff beschichtet ist, und das UV wird in sichtbares Licht umgewandelt.
Leuchtstofflampen geben 4- bis 5-mal mehr Licht pro Watt im Vergleich zu Glühlampen. Die Röhren sind jedoch teurer und spezielle Vorrichtungen, die Schaltvorrichtungen zum Steuern der Lampen enthalten, sind erforderlich, was zu den Kosten beiträgt. Mittelfristig zahlt sich Leuchtstofflampen wegen der geringeren Betriebskosten aus. So wird es am Arbeitsplatz und in den Geschäften weit verbreitet. Der Nachteil der fluoreszierenden Beleuchtung ist, dass das Spektrum des Lichts im Gegensatz zum warmen Schein der Glühlampe zum grünen und blauen Ende des Spektrums hin schwenkt. Es sind jedoch allgemein Röhren verfügbar, die dies etwas auf Kosten der Lichtausgabe korrigieren. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Flackern von fluoreszierendem Licht für manche Menschen irritierend sein kann und bei anfälligen Personen Epilepsie oder Migräne auslösen kann. Neuere elektronische Vorschaltgeräte in Leuchten erhöhen die Flimmerfrequenz und dies kann das Potential dafür verringern.
Leuchtstoffröhren sind von 4 Zoll Länge bis 8 Fuß lang verfügbar. Variationen in der Form sind zB Kreisformen verfügbar.

CFL Lamp
CFL Lampe

CFL (Kompaktleuchtstofflampe)

Eine CFL ist im Grunde eine zusammengefaltete Leuchtstoffröhre. Der Kunststoffteil der Lampe enthält die Schaltanlage. Dies ist elektronisch, und die Schaltfrequenz ist hoch und minimiert Flimmern, im Gegensatz zu induktiven Vorschaltgeräten älterer Bauart. Kompaktleuchtstofflampen wirken als Ersatz für Standardglühlampen und wie Leuchtstoffröhren ist ihre Effizienz höher als die von Glühlampen. Eine 20 Watt CFL entspricht also einer 100 Watt Glühlampe (in der Praxis liegt sie bei etwa 90 Watt). CFLs sind im Laufe der Jahre gesunken, als Produktion und Nachfrage gestiegen sind. Dies ist auf verbindliche Verbote der weitverbreiteten Glühlampen in einigen Ländern zurückzuführen, um den Energieverbrauch zu senken.

Sodium lamp
Natriumlampe

Natriumdampflampen

Die Natriumbeleuchtung wird Ihnen in Form der orange / gelben Lampen, die unsere Straßen beleuchten, vertraut sein. Dies ist eine andere Form der Entladungsbeleuchtung wie Leuchtstofflampen. Die Röhre besteht aus Borosilikatglas, um Druck und Temperatur zu widerstehen und enthält etwas Natriummetall, Neon und Argon. Wenn die Lampe angeschaltet wird, verdampft das Natrium und ein Lichtbogen entsteht. Es gibt verschiedene Arten von Natriumlampen; hoher Druck. Niederdruck, SON, SOX usw. Natriumbeleuchtung hat die höchste Effizienz aller Beleuchtung. Dies liegt daran, dass die Lichtleistung im gelben Bereich des Spektrums liegt und das menschliche Auge in diesem Bereich am empfindlichsten ist. Es gibt jedoch mehrere Nachteile. Erstens dauert es einige Minuten, bis eine Lampe die volle Helligkeit erreicht hat. Schalten Sie also mit einem PIR ein. Auch Schaltgeräte sind notwendig, um die Lichter zu steuern. Da die Lichtleistung gelb ist, kann dies ein Problem sein, bei dem die Farbwiedergabe wichtig ist. Natrium-Flutlichter sind zum Beispiel wegen der niedrigen Betriebskosten vorteilhaft, um einen Hof oder Garten anzuzünden, und das Licht kann in der Dämmerung durch eine Lichtschranke eingeschaltet werden.

Metallhalogenid-Beleuchtung

Eine andere Form der Entladungsbeleuchtung. Nicht ganz so effizient wie Natrium, aber die Lichtleistung ist weiß und eignet sich daher zum Aufleuchten eines Gartens, wenn beispielsweise Farbwiedergabe erforderlich ist. Die Lampen enthalten Gase wie Xenon und eine Mischung aus Quecksilber und Metallhalogeniden. Metallhalogen-Armaturen werden für Flutlicht-Sportstadien, Parkhäuser, Ladenhöfe etc. und als Displaybeleuchtung in Geschäften eingesetzt. Die Lampen werden auch in Autoscheinwerfern verwendet (die leicht bläulich aussehen)

LED lamp from Dealextreme
LED-Lampe von Dealextreme

Was ist LED-Beleuchtung?

Diese Vorrichtungen arbeiten nach dem Prinzip der Lichtemission, die erzeugt wird, indem ein Strom durch verschiedene Arten von Halbleitermaterial geleitet wird. Die Lampen bestehen aus einer Struktur, auf die Hunderte von LEDs geklebt sind. Die LED-Beleuchtung ersetzt zunehmend andere Typen in zahlreichen Anwendungen, wie beispielsweise Haushaltsbeleuchtung, Arbeitsplatz- und Straßenbeleuchtung sowie Fahrzeugbeleuchtung.

Was sind die Vorteile von LED-Leuchten?

LED-Lampen bieten viele Vorteile.

  • Sie sind noch effizienter als CFL und verbrauchen 5 Mal weniger Strom als eine herkömmliche Glühlampe
  • Sie laufen kühl und produzieren weniger Wärme als jede andere Art von Beleuchtung
  • Sie sind robust und haben keine zerbrechliche Glashülle im Gegensatz zu CFL oder Glühlampen
  • Sie sind in einer Vielzahl von Farben erhältlich
  • Sie sind leicht dimmbar
  • LED-Lampen haben eine theoretische Lebensdauer von 50000 Stunden, 50-mal so lange wie eine Glühlampe

Gegenwärtig sind sie ziemlich teuer, aber die Kosten werden mit steigender Produktion und Nachfrage sinken.

LED-Lampen sind als Ersatz für Standardglühlampen, Halogenstrahler, Halogenstrahler in Flutern und Leuchtstoffröhren erhältlich.

Eine 100-Watt-Glühbirne kann bis zu 30 US-Dollar pro Jahr kosten, wenn sie durchschnittlich etwa 7 Stunden pro Tag eingeschaltet wird. Eine LED-Lampe kostet nur etwa 1/5 davon.

Philips 455717 LED nicht dimmbar A19 Frosted Glühbirne: 1500 Lumen, 5000 Kelvin, 14 Watt (100-Watt-Äquivalent), E26-Sockel, Tageslicht, 4er-Pack Philips 455717 LED nicht dimmbar A19 Frosted Glühbirne: 1500 Lumen, 5000 Kelvin, 14 Watt (100-Watt-Äquivalent), E26-Sockel, Tageslicht, 4er-Pack

Im Laufe der Jahre habe ich meine Glühbirnen durch Energiesparlampen ersetzt, um Energie zu sparen, aber da sie das Ende ihrer 5-jährigen Lebensdauer erreichten und dunkel wurden, beschloss ich, auf LED-Technologie umzusteigen.

Diese LED-Lampen von Philips haben eine Nennleistung von 14 W, erzeugen aber die gleiche Lichtmenge wie eine 100-W-Glühlampe, was eine Energieeinsparung von 85% bedeutet. Das Lichtausgangsspektrum wird als Tageslicht klassifiziert (ähnlich wie eine kühle weiße Leuchtstofflampe), aber Glühlampen sind auch in einem weichen Weißguss erhältlich, wenn Sie einen wärmeren, traditionelleren 'gelblichen' Schein bevorzugen, wie er von einer Glühlampe erzeugt wird. Tageslichtlampen erscheinen jedoch immer heller als weiches Weiß.

Diese Lampen sind auch in 60 Watt-Versionen erhältlich.

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Außenbeleuchtung und PIR-Sensoren

Wenn sie von einem PIR-Sensor gesteuert wird, der jemanden erkennt, der vorbeigeht, sollte eine Lampe sofort aufleuchten. Schotten oder ähnliche Leuchten können mit Glühlampen oder LED-Lampen ausgestattet werden, die für diese Anwendung geeignet sind

Beleuchtung Vergleich

(Klicken Sie auf Spaltenüberschrift, um die Ergebnisse zu sortieren)
LampentypLichtausbeute (Lumen / Watt)Farbe des LichtsVorteileNachteile
Glühlampen10 - 15WarmweißGeringste teure Beleuchtung, keine Schaltanlage erforderlich, sofort volle Helligkeit erreichenGeringe Effizienz, kürzeste Lebensdauer (1000 Stunden)
Quarz Halogen20 - 25WarmweißRelativ billig - keine Schaltanlage nötig - effizienter als herkömmliche GlühlampenSehr heiß laufen
Fluoreszierend50 - 80Warmes Weiß, kühles WeißSehr effizient, relativ kühl, 5000 Stunden LebensdauerTeurer als Halogen oder Glühlampen, spezielle Befestigung benötigt
LED50 - 90WeißSehr effizient, cool laufen, Ersatz für Glühlampen, sehr lange Lebensdauer (50000 Stunden), volle Helligkeit sofort erreichenIm Moment teuer
Natrium80 - 200Gelb OrangeEffizienteste Form der BeleuchtungTeuer, Schaltgeräte benötigt, braucht viel Zeit, um volle Helligkeit zu erreichen, nicht geeignet, wenn zwischen Farben unterschieden werden muss
Metallhalogenid60 - 120WeißSehr effizient, aber nicht so effizient wie Natrium, Lichtleistung ist weißTeuer, Schaltgeräte benötigt, nehmen Sie sich Zeit, um volle Helligkeit zu erreichen


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