Stromverbrauch Leuchtstoffröhren-Lampen

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,

gegeben sei ein Büroraum mit vielen Lampen mit Leuchtstoffröhren. Es wurden „die typischen“ Lampenkästen in einer abgehangenen Decke genutzt. Es sind 20 Kästen mit je 4 Röhren á 18 W verbaut. Pro Kasten gibt es zwei Trafos. Zusätzlich gibt es noch ein paar Lampen mit langen Leuchtstoffröhren.

Für alle Lampen zusammen ergibt sich aus den aufgedruckten Leistungsangaben ein Gesamtstrom von 8 A. Mit einem Zangenamperemeter konnte allerdings ein Strom von 14 A gemessen werden. Wie lässt sich dieser deutlich höhere Strom erklären?

Grüße
Pierre

#2

Das sind Drosseln.
Induktive Vorwiderstände damit der Strom durch die Röhren begrenzt wird.
Induktivitäten haben bei Wechselstrom Blindströme und die hat dein Zangenamperemeter wohl angezeigt.

Gruß
Bernd

#3

Stichwort: Blindstrom
…Da fehlen wohl ein paar Kondensatoren in den Lampen…

Am besten auf EVGs umrüsten bzw. gleich LED-Panels (keine Röhren!!!) einbauen

#4

Hallo,
ergänzend:
Nur der Wirkstrom lässt den Zähler drehen.

Zur Wirtschaftlichkeitsberechnung nimmst du die Leistung der Lampen und schlägst 10% Verluste in den Drosseln dazu. Das sind ECHTE Verluste, die Teile werden heiß!
Du kommst dann auf 72W Lampen und 7W Vorschaltgeräte - etwa 79W.

Daraus bekommst du 4 x 1350lm Lichtstrom aus neuen Lampen, zusammen 5400lm.
Etwa 2/3 des Lichts gelangt nicht zur Nutzebene, sondern muss über Reflektoren dahin geleitet werden.
Spezielle, hochglanz-spiegelnde, hochgradid saubere Reflektoren wirst du nicht vorfinden - bei denen ist etaLB=0,9, erwarten würde ich eher satinierte/mattsilberne Reflektoren mit etaLB=0,7.
Das heißt:
Von 5400lm neuer Lampen kommen bei sauberen Leuchten/Reflektoren noch etwa 70% aus der Leuchte zur Nutzebene heraus. Macht: 3780lm

Da Lampen erst bei merklicher Minderleistung (optimal) oder gar erst bei Totalausfall (weniger gut) ersetzt werden, kannst du im Mittel einer durchschnittlich gewarteten Anlage mit etwa 20% Minderung für Lampenalterung und Leuchtenverschmutzung rechnen. Bleiben im Mittel 3024lm.

Wenn man die gleiche Beleuchtungsstärke nun durch LED-Panel erreichen will, sollten diese nicht unter 3000lm erzeugen.

Ich nehme einfach mal die Siella G5 M84 OTA22 LED3600-840 ET von Trilux (ja, das ist durchaus ein Premiumprodukt). 3600lm aus 33W.
Kostet rund 75€. Da der Austausch recht schnell geht, setze ich 25€ dafür an. Sind also 100€ Investition für 79W - 33W = 46W Ersparnis.
In vielen Büros leuchtet das Licht ständig. Lass uns 250 Arbeitstage mit 9h annehmen: 2250h.
Im Jahr sparen wir dann 103,5kWh Energie, je nach Tarif (19ct - 29ct) 19,67€ bis 30€.
Das entspricht einer Verzinsung der Investition von rund 20-30% p.a. - gigantisch!
Durch den langsamen Rückgang der LED-Helligkeit wirst du aber so ca. nach 35.000h Brenndauer die Anlage ersetzen müssen. Bis dahin hat jede Leuchte erwirtschaftet:
35000h x 46Wn = 1610kWh (306€ bis 467€).
In der Zwischenzeit hätte man bei Leuchtstofflampen allerdings mindestens 3mal die Lampen ersetzen müssen. Geringe Materialkosten, hohe Lohnkosten. Vor allem, wenn man immer nur defekte oder fast völlig ausgelutschte Lampen, als Stück für Stück ersetzt (wirtschaftlich widersinnig!).
Da die Rechnung jetzt schon MASSIV pro LED ausgefallen ist, erspare ich mir die Berechnung der jetzt jahrelang entfallenden Wartungskosten.

#5

:open_mouth: … :open_mouth:

Das soll meine Sprachlosigkeit darstellen. Danke für diese ausführliche Berechnung. Die kann ich meinem Chef so schon fast ohne weitere Ausführungen vorlegen …

Und trotz der fast lückenlosen Ausführung noch eine Gegenfrage: Ich gehe davon aus, dass Du solche Panels schon im Einsatz erlebt hast. Gab es Berichte über gestörten Empfang bei UKW, DAB, WLAN oder GSM (LTE)?

Grüße

#6

Nicht beim Kauf guter Leuchten.

Zuletzt habe ich Siteco, Philips und Trilux gekauft. WLAN und UKW müssten ja eigentlich bei vollflächiger Beleuchtung mit den Panels gestört sein, wenn die Leuchten stören würden. Ich weiß, dass manchmal jemand ganz leise UKW hört und WLAN ist dort auch in Benutzung.

#7

Moin,

Da die Rechnung jetzt schon MASSIV pro LED ausgefallen ist

so, eigentlich wollte ich mir meinen Einspruch in diesem Thread verkneifen, aber…

X_Stroms Wirtschaftlichkeitsberechnung habe ich nur überflogen und will ich auch gar nicht angreifen. Aber du solltest, bevor du zu deinem Chef rennst und schlafende Hunde weckst, dir kurz überlegen ob es dir rein ums Geld geht oder ob du auch Interesse an gutem Licht hast.
Ich weiß, dass es einen LED-Hype gibt und alle das „total toll“ finden. Aber stellt man mal hintergründige technische Fragen bekommt man oft keine Antwort oder die Leute verstehen einen nicht.

Welchen Spektralverlauf hat deine LED? Gibt es gesundheitliche Bedenken bezüglich der Augen (und der restlichen Physiologie/Psyche ). Werden die mit Konstantstrom versorgt oder wenigstens mit einer EVG-vergleichbaren Wiederholfrequenz angesteuert, also im 100kHz-Bereich? Sind die LEDs auch für Menschen mit guten Augen (wie mich) flackerfrei oder werden die gepulst? Womöglich gar mit 100Hz (aaaargh!) Gibt es Stroboskopeffekte z.B. an drehenden Maschinen, deren Bewegung man u.U. nicht mehr erkennt oder falsch einschätzt, oder an technischen Anzeigen/Monitoren. Ist der Farbwiedergabeidex gut oder so schlecht wie bei fast alles Haushalts-LEDs? Was ist mit störenden Vielfachschatten? Werden Streuscheiben verbaut?

Das ist keine Esoterik von mir, sondern technischer Hintergrund. Frag ruhig mal deinen verbauenden Elektriker oder den Hersteller der Leuchten nach Hintergründen. Sag mir, wenn diese dir kompetent und verlässlich geantwortet haben :smile:
Viele Leute finde LEDs halt geil weil die in sind, habe aber keine Ahnung davon und haben auch keine Antwort auf wichtige Fragen - wenn sie die überhaupt verstehen.

Es geht mir nicht darum die LEDs zu verteufeln - gar nicht. Aber IMHO ist diese Technik einfach noch nicht ausgereift genug bzw wird oft miserabel umgesetzt und ist noch kein Ersatz für anderen Leuchtmittel wie z.B. Leuchtstoffröhren mit EVG. Vielleicht habt ihr auch einen Mitarbeiter für Arbeitssicherheit oder Betriebsarzt in der Firma den das Thema interessieren könnte.

Zwei Linktipps will ich dir auch mal nennen. Hier geht es u.a. um die Schädigung der Augen durch LEDs :
https://www.daserste.de/information/wirtschaft-boerse/plusminus/videos/LED-Lampen-100.html

hier um einige Hintergründen und zB um den Stroboskopeffekt:
https://www.vda.de/de/services/Publikationen/fat-schriftenreihe-270-pwm-gesteuerte-led-beleuchtung.html ->
https://www.vda.de/dam/vda/publications/2015/fat-schriftenreihe-270/FAT-Schriftenreihe_270.pdf
Anders als es im Titel steht, geht es in dieser Untersuchung nicht nur um Autos. Die haben auch Versuche in Büroräumen gemacht.

HTH!

VG
J~

LED Birne flimmert im Auge
#8

Richtig.
Aber das ist nur eine Aufgabe der Drossel. Das wesentliche ist die Erzeugung der Zündspannung in Zusammenarbeit mit dem Starter.
Denn den Strom begrenzen könnte auch ein ohmscher Widerstand, nur kann der eben keine Zündspannung erzeugen.

#9

Danke J~ für Deine Einwände.

Mir geht es um zwei Dinge.

Offenbar hat bei der Installation der Lampen vor knapp zehn Jahren jemand an der falschen Stelle gespart. Ich nehme an, dass Unwissenheit und Ignoranz Grundlage dieser Entscheidung war. So hat der ausführende Elektriker die bestehende Verkabelung weiter benutzt, offenbar ohne sie vorher eingehend zu überprüfen. Jetzt ist es schon das zweite mal vorgekommen, dass es an alten WAGO-Klemmen zu Verschmorungen kam. Daher die Messung des Stromverbrauchs.

Zum anderen wurden etwa 20 Jahre alte Lampen für abgehängte Decken ohne weitere Umbaumaßnahmen einfach gegen eine Spritzbetondecke geschraubt. Diese Lampen haben keine EVG. Sie flimmern - zumindest für mich deutlich wahrnehmbar. Das fehlende Sonnenlicht in der „kalten Jahreszeit“ und die flackernde, im steigenden Alter nicht mehr ausreichende Beleuchtung sorgen jeden Winter für melancholische Verstimmungen.

Beide Faktoren zusammen - und natürlich noch die Stromrechnung - lassen mich jetzt nach Alternativen suchen.

Danke nochmal für Deine Denkanstöße

#10

Wenn man Tageslicht im Büro haben will, dann kommt man um Tageslichtvollsoektrumleuchtstofflampen mit EVG nicht herum. Dann ist die Melancholie weg. Übrigens, hochwertige EVGs nutzen. Billige flimmern zwar nicht, surren aber manchmal…

1 Like
#11

Moin,

ich weiß nicht, welches technische Hintergundwissen du hast und deswegen fällt mir zu deinem Gesagten noch was ein.

Leistungsangaben ein Gesamtstrom von 8 A. Mit einem Zangenamperemeter konnte allerdings ein Strom von 14 A gemessen werden. Wie lässt sich dieser deutlich höhere Strom erklären?

.

dass es an alten WAGO-Klemmen zu Verschmorungen kam. Daher die Messung des Stromverbrauchs.

Es wurde hier schon etwas nebenbei gesagt, aber IMHO nicht abschließend erklärt. Du kannst aus deiner Wirkleistung (das ist die, die in deiner Lampe „verbraucht“ wird, die da drauf steht und die du, durch den Stromzähler gemessen, bezahlen musst) nicht den maximalen Strom ausrechnen! Zumindest nicht so, wie du es offenbar getan hast (I=P/U). Wobei ich BTW so auf 20418W=1440W /230V = 6.3A käme.
Hast du nicht reine ohmsche Lasten sondern induktive oder kapazitive sind der zeitliche Spannung- und Stromverlauf nicht mehr phasengleich. Dadurch kommen uU deutlich höhere Ströme zustande als nach der Wirkleistung erwartbar wäre. Das könnte auch der Grund bei dir sein
Kuck dir gleich mal das erste Diagramm rechts an:

Der erwartbare, ohmsche Stromverlauf („1“, magenta) ist deutlich kleiner, als der tatsächliche („i“, rot). Der Witz ist, dass du diesen „Mehrstrom“ zwar nicht bezahlen musst, er aber trotzdem fließt und auch Verluste erzeugt*. Z.B. durch bzw in deinen Klemmen. Ich weiß allerdings nicht, wie in der Praxis damit umgegangen wird. Das kann vielleicht besser jemand anderes sagen. @X_Strom?

(*deswegen mag ihn dein Stromlieferant auch nicht und lässt ihn dich u.U. messen und ggf auch doch bezahlen. Vielleicht hast du so ein Messgerät schon mal gesehen: http://img.directindustry.de/images_di/photo-mg/138909-12077372.jpg )

Diese Lampen haben keine EVG. Sie flimmern - zumindest für mich deutlich wahrnehmbar.

Das ist Steinzeittechnik :wink: Die flimmern dann mit 100Hz. grusellig… :frowning:

VG!
J~

#12

Vor 30 Jahren versuchte man, mir in der Ausbildung zum Elektroniker, diverse Grundlagen beizubringen und anschließend wollte ich diese im Stadium zum Nachrichtenelektroniker vertiefen - doch dann gab es einen großen Umbruch, die Ausbildung war von einen auf den nächsten Tag nichts mehr Wert und aus dem Studium wurde nichts.

Bezüglich Elektrik und Leuchten bin ich eher Nutzer (anschließen und muss funktionieren) als Grundlagen-Wissender. Allerdings bin ich in der Lage, mich in Themen recht schnell und umfangreich einzuarbeiten - weshalb mir Eure Links und Denkanstöße (und damit will ich Eure Schreibarbeit keineswegs klein reden) eine wichtige Hilfe sind.

Grüße

1 Like
#13

Moin,

kennst du da Anbieter bzw Marken/Modelle? Kurzes googlen zeigte einige Ergebnisse. Nicht jedes machte den Eindruck, wirklich das Gesuchte zu sein.

Dank und VG
J~

#14

Mh. Philips, Narva , Osram. Nur: Wenns die Biolux von Osram noch gibt, nur verschlechtert. Heute Ra 92 statt 98.
Für sehr gute Farbwiedergabe Philips Graphica, gibts auch als 965.

#15

So schlimm ist das Flimmern von KVG u. L-Lampe nicht. Besonders gut sieht mans an den Enden. Deckt man mit opalisierte Pkatte ab, kann mans deutlich reduzieren. Gilt auch bei Led.

#16

Das wird wohl eher nichts. Schon mal überlegt, wieviel Verlustleistung der hätte?

#17

Das ist doch aber ein anderes Problem.
Da ein Widerstand keine Zündspannung liefern kann erübrigt es sich auch darüber nachzudenken, ob man ihn zur Strombegrenzung nehmen könnte.
Kann man schon- es hat nur keinen Sinn.

#18

Na klar ist das ein anderes Problem. Aber deshalb nicht einfach weg.

Natürlich nicht, aber da kann man entweder nur für die Zündspannung eine kleinere Drossel nehmen. Oder eine elektronische Zündung. Und trotzdem wird das nichts mit dem Widerstand. Rechne es doch mal aus.

#19

Dass man keinen Widerstand benutzt, liegt an dessen sehr hoher Verlustleistung.
Zünden würde die Röhre schon, sobald sie warm genug ist.

#20

Noch Fragen? J? Ich könnte dazu schon noch was erzählen.