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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Leuchtfadenlampen mit großen Unterschieden – LED-Filamentlampen im Test

In einer Langzeitstudie des Bundesamtes für Energie (BFE), der Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) und der Sendung „Kassensturz“ des öffentlichen Rundfunks „Schweizer Radio und Fernsehen (SRF)“ wurde eine Reihe von LED-Filamentlampen 2015/2016 näher untersucht.

Fackeln mit großem Potenzial: Die konzentrische Anordnung der Leuchtfäden in einer Filament-Lampe (Quelle: Gasser, eLight)

Fackeln mit großem Potenzial: Die konzentrische Anordnung der Leuchtfäden in einer Filament-Lampe (Foto: Gasser, eLight)

Die neuen Lampen bringen – bezogen auf die elektrische Leistung – viel Licht, unterscheiden sich aber sehr stark in ihrer möglichen Nutzungsdauer und in weiteren Merkmalen.

Im Handel sind diese Produkte unter der Bezeichnung LED-Fadenlampen oder Filament-Lampen erhältlich, eine Ableitung vom englischen „filaments“ für Fäden bzw. bereits aus dem lateinischen „filum“ für Faden, Garn.

Technischer Aufbau und Eigenschaften

Die 5 bis 10 mit LED bestückten Fäden sind konzentrisch in einen Glaskolben – ähnlich einer Glühlampe – eingebaut (Bild 1). Die zirka 30 roten und blauen Leuchtdioden pro Faden sind in Serie und jeweils 2 Fäden parallel geschaltet; die Strangspannung an einem Faden beträgt je nach Bauart zwischen 50 V und 80 V, die elektrische Leistung etwa 1 W (Bild 2). Daraus ergibt sich eine elektrische Lampenleistung von 5 W bis 10 W.

Die Lichtfarbe ist wesentlich durch die Anteile an blauen und roten LED bestimmt. In Bild 3 ist ein Lichtspektrum mit dem typischen „Rot-Peak“ beispielhaft dargestellt. Um das Lichtspektrum zu ergänzen, sind die knapp 40 mm langen Fäden fluoreszierend beschichtet, was die üblicherweise gelbliche Farbe der Fäden erzeugt.

Die Energieeffizienz der Fadenlampen liegt um den Faktor 10 über jener von Glühlampen und ist doppelt so hoch wie jene von Energiesparlampen.

Die Lampen sind also supereffizient, aber wie schneiden die Produkte bezüglich Farbwiedergabe, Nutzungsdauer und Schaltfestigkeit ab?

Große Unterschiede im Test

Auffallend sind die zum Teil großen Abweichungen der deklarierten Werte zur Messung. Dies gilt besonders für das Kriterium der Nutzungsdauer respektive für den Rückgang des Lichtstromes während des Betriebes.

Von allen 9 Produkten schneidet die Lampe von Sylvania am besten ab: höchste Energieeffizienz, sehr lange Nutzungsdauer und eine realitätsnahe Deklaration.

Die Lampen von Megaman und Philips sind gut deklariert. Die guten Resultate werden bei der Philips 7,5 W durch die geringere Nutzungsdauer und bei der Megaman-Lampe durch die nur mittelmässige Effizienz etwas relativiert. Im Mittelfeld sind die Produkte Philips 9,5 W und Xnovum positioniert.

Die LCC-Lampe von Xnovum war überwiegend falsch respektive lückenhaft deklariert, insbesondere zu wichtigen Eigenschaften wie ihrer Farbwiedergabe. In der Technologie unterscheidet sie sich nur unwesentlich von anderen Filament-Modellen. Insofern ist die Bezeichnung LCC (Laser Crystal Ceramics) zumindest ungenau, wenn nicht sogar irreführend.

Ungenügend waren – vor allem bezüglich Nutzungsdauer – die vier Produkte Segula (7 W und 8 W), Wiva und Onlux; sie sind heute nicht mehr im Handel.

Kriterien der Bewertung

Die Messungen wurden durch das Prüf- und Zertifizierungsinstitut des VDE durchgeführt. Das Institut in Offenbach verfügt über die dafür notwendigen Messeinrichtungen.

Die Lichtstärken in alle Richtungen (Lichtverteilkurve) wurden mittels Fotogoniometer erhoben. Die elektrische Leistung lieferte ein Wattmeter, daraus resultierte die Energieeffizienz (Lumen je Watt). Der Lichtstrom – und damit die Nutzungsdauer – wurde mit der Ulbrichtkugel nach null, 1 000, 2 000, 4 400 und 6 000 Betriebsstunden gemessen.

Als Nutzungsdauer sind jene Betriebsstunden definiert, während denen der Lichtstrom der Lampe mindestens 70 % des deklarierten Wertes erreicht. In Bild 4 sind die großen Unterschiede zwischen den Produkten erkennbar.

Die beiden Lampen Sylvania und Megaman erreichten eine Nutzungsdauer von 30 000 Stunden, die Wilva brachte schon nach 500 Stunden nicht mehr die geforderten 70 % des deklarierten Lichtstromes. (In einem Haushalt entsprechen 10 000 Betriebsstunden etwa 10 Jahren.)

Farbwiedergabe: Bei allen Produkten mit einer Ausnahme ist der Farbwiedergabeindex mit 80 deklariert, die Messwerte liegen ausnahmslos zwischen 80 und 82. Auf der Packung der Xnovum-Lampe sind 94 vermerkt, was in Anbetracht des tatsächlichen Wertes als Falschdeklaration zu werten ist.

Farbtemperatur: Für die Lampe Wiva ist eine Farbtemperatur von 3 000 Kelvin deklariert, alle anderen Produkte sind mit 2 700 Kelvin bezeichnet. Die Messwerte liegen in einem Bereich zwischen 98 % und 104 % der Deklaration. Die Messungen der Farbwiedergabe und der Farbtemperatur erfolgten mit einem Farbspektrometer.

Die Schaltfestigkeit ist bei keinem Produkt kritisch; alle Lampen können deutlich häufiger – mehr als 200 000-mal – ein- und ausgeschaltet werden als dies die Deklaration vermerkt. Die Deklaration ist bei einigen Produkten fehlerhaft respektive unvollständig. Dies gilt vor allem für die Lampen von Segula und für die Xnovum.

Losgröße

Die Bewertung einer Lampe muss gemäß EU-Verordnung auf einer Losgröße von mindestens 20 Produkten aus unterschiedlichen Verkaufspunkten basieren. Dieser Umfang war innerhalb des Tests nicht möglich.

Eingekauft wurden von jedem Modell je 10 Lampen bei verschiedenen Stellen. Jeweils 4 Lampen wurden zum gleichen Kriterium ausgemessen, zwei Produkte waren Reserve.

Bild 2, links, Vereinfachtes Schaltschema einer Filament-Lampe: Die insgesamt 8 Leuchtfäden sind paarweise in Serie geschaltet, die Betriebsspannung beträgt DC 57,5 V, was einen Gleichrichter im Schraubsockel bedingt – in dieser Konfiguration leuchten im Betrieb 240 LEDs (Grafik: Gasser, eLight/ep)
Bild 3, rechts, Ein Farbspektrum einer Filament-Lampe: Wellenlänge in nm und die entsprechende relative Intensität (Grafik: Gasser, eLight/ep)

Autor: S. Gasser

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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