Man drückt einen Schalter und das Licht geht an. So weit, so einfach. Doch was genau steckt eigentlich dahinter? Warum flackern alte Leuchtstoffröhren? Woran erkenne ich, welches Vorschaltgerät ich besitze und welche sind mit LED Technik kompatibel? Aufgrund der Vielzahl an Produkten und unterschiedlicher Technologien kann man schnell den Überblick verlieren. Besonders wenn Sie Ihre alten Leuchtstoffröhren auf stromsparende LED Leuchtmittel umrüsten wollen – diese benötigen eigene Vorschaltgeräte (Driver). In unserem Leitfaden zeigen wir Ihnen deshalb die Unterschiede zwischen den verschiedenen Vorschaltgeräten und verraten Ihnen, wie Sie Ihre alten Leuchtstoffröhren ganz einfach austauschen.
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Definition
Was sind Vorschaltgeräte?
Vorschaltgeräte sind wichtige Bestandteile vieler Leuchtstofflampen, Hochdruckentladungslampen und einiger LED-Lampen, mit denen der Strom an den Lampentyp angepasst wird. Die Hauptaufgaben eines Vorschaltgeräts sind die Lieferung der Zündspannung und die Regelung des Stromflusses. Speziell Gasentladungslampen und Leuchtstofflampen sind demzufolge nicht für den direkten Anschluss an das Stromnetz geeignet, da sie bei variierender Spannung nicht oder nur kurz funktionieren.
Der Aufbau von Vorschaltgeräten hat sich im Laufe der Zeit entsprechend verändert. Die ersten konventionellen Vorschaltgeräte (KVG) hatten noch einen sehr hohen Stromverbrauch und damit erheblichen Anteil an den Energiekosten der Leuchte. Inzwischen sind Vorschaltgeräte in der 3. Generation angekommen – und werden nach wie vor weiterentwickelt.
Ein Vergleich der gängigsten Leuchtmittel zeigt, dass die Verwendung eines Vorschaltgeräts bei Leuchtmitteln mit hoher Lichtausbeute unumgänglich ist. Trotz des Energieverlustes kann nur mit Vorschaltgerät die beste Wirkung erzielt werden. Deshalb gilt: Je besser und verlustfreier das Vorschaltgerät, desto besser die Gesamtwirkung der Lampe (= Leuchtmittel + Vorschaltgerät). Aus der Tabelle lässt sich außerdem die geringe Energieeffizienz und daher das seit 2012 gültige Verbot alter Glühlampen ableiten: Halogenlampen und LED Leuchten haben eine deutlich bessere Lichtausbeute als herkömmliche Glühlampen.
| Leuchtmittel | Lichtausbeute | Vorschaltgeräte |
|---|---|---|
| Glühlampe | 10 … 14 lm/Watt | nein |
| Halogenlampe | 25 lm/Watt | nein |
| IRC Halogenlampe | 30 lm/Watt | nein |
| Leuchtstofflampe | 70 lm/Watt | ja |
| 3-Band-Leuchtstoffröhre | 95 lm/Watt | ja |
| Natrium-Hochdruckdampflampe | bis 150 lm/Watt | ja |
| Halogen-Metalldampflampe | bis 120 lm/Watt | ja |
| Quecksilber-Metalldampflampe | bis 58 lm/Watt | ja |
| LED | bis 150 lm/Watt | ja |
| LED Retrofit | bis 100 lm/Watt | integriert |
Verschiedene Arten von Vorschaltgeräten
Konventionelles Vorschaltgerät (KVG)
Konventionelle Vorschaltgeräte waren lange Zeit die einzige Lösung für große Leuchtstofflampen. Sie bestehen aus einer Induktivität, einer Drossel und einem Eisenkern, der meist mit Kupfer umwickelt ist. Konventionelle Vorschaltgeräte verursachen Energieverluste von ca. 10-20 %. Diese entstehen infolge der Kupferverluste, der Wirbelstromverluste im Kern und der Ummagnetisierung im Eisenkern. Aufgrund ihrer geringen Energieeffizienz sind konventionelle Vorschaltgeräte seit 2005 verboten.
Wie funktioniert ein KVG?
KVG verfügen über einen Starter, der die Anfangsspannung einer Leuchtstoffröhre auf ca. 1.000 Volt (V) erhöht, um das Gas in der Röhre zum Glühen zu bringen. Dafür werden jedoch oft mehrere Durchgänge benötigt – so entsteht das Flackern der Leuchtstoffröhren beim Start. Die Schaltung eines konventionellen Vorschaltgerätes erfolgt in Reihe zum Leuchtmittel – dadurch lässt sich der Stromverbrauch begrenzen. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass das KVG genau zum Leuchtmittel passen muss. Bei größeren Anlagen weisen KVG zudem einen hohen Blindstromanteil auf.
| Leuchtmittel | Vorschaltgerät KVG | Stromverbrauch KVG |
|---|---|---|
| 1×58 Watt | 13 Watt | 71 Watt |
| 2×28 Watt | 26 Watt | 142 Watt |
| 1×36 Watt | 8 Watt | 44 Watt |
| 2×36 Watt | 16 Watt | 88 Watt |
Verschiedene Arten von Vorschaltgeräten
Verlustarmes Vorschaltgerät (VVG)
Mit der Abkürzung VVG werden verlustarme Vorschaltgeräte bezeichnet. Sie haben in der Regel größere Abmessungen als konventionelle Vorschaltgeräte. Spezielle Elektrobleche, größere Kupferquerschnitte und ein besserer Aufbau des Kerns führen entsprechend zur Verringerung der Eigenverluste (ca. 14%). VVG werden oft bei Lampen im gewerblichen Bereich verwendet – beispielsweise in Hotels, Sporthallen und Werkstätten. Um die CO2-Emissionen zu senken, sind seit 2017 nur noch Vorschaltgeräte mit Energieklasse A2 oder höher im EU-Handel erhältlich.
Wie funktioniert ein VVG?
EIN VVG besteht wie ein KVG aus der Vorschaltdrossel und einem Starter, der für die Gaszündung in der Leuchtstoffröhre erforderlich ist. Nach dem Einschalten der Lampe sorgt die Entladung zwischen den Bimetallstreifen des Starters für die nötige Anfangsspannung. Danach bricht der Stromfluss zwischen den Streifen ab und erzeugt dadurch eine Rückschlagsspannung in der Drosselspule, die das Gas entzündet.
| Leuchtmittel | Vorschaltgerät VVG | Stromverbrauch VVG |
|---|---|---|
| 1×58 Watt | 8 Watt | 66 Watt |
| 2×28 Watt | 16 Watt | 132 Watt |
| 1×36 Watt | 5 Watt | 41 Watt |
| 2×36 Watt | 10 Watt | 82 Watt |
Verschiedene Arten von Vorschaltgeräten
Elektronisches Vorschaltgerät (EVG)
EVG sind aktuell die effizientesten Vorschaltgeräte auf dem Markt: Sie erzielen eine deutlich höhere Lichtausbeute, verbrauchen weniger Energie und erhöhen darüber hinaus die Lebensdauer der Lampe. Der benötigte Zündmechanismus ist in elektronischen Vorschaltgeräten bereits enthalten – sie benötigen daher keinen separaten Starter. Weil die Schwankungen der Ladungsträger wegfallen, erzielt man mit dem EVG mehr Licht bei gleicher Leistung. Man unterscheidet zudem zwischen Kaltstart-EVG (Zündung unmittelbar nach dem Einschalten) und Warmstart-EVG (Zündung nach Vorwärmung der Glüh-Elektroden)
Wie funktioniert ein EVG?
Im Gegensatz zu KVG und VVG besitzt das elektronische Vorschaltgerät keinen Eisenkern: Zündung und Strombegrenzung erfolgen vielmehr durch eine höhere Frequenz (bis zu 50 kHz). Nach dem Eingangsfilter befindet sich zunächst ein Gleichrichter, der netzseitige Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Aus dieser Gleichspannung bildet ein Hochfrequenzwechselrichter dann eine Rechteckspannung mit etwa 35 kHz. Ein Kaltleiter sorgt für das Vorheizen der Lampenelektroden. Nach dem Zünden wird der Strom, der durch die Lampe fließt, elektronisch begrenzt.
| Leuchtmittel | Vorschaltgerät EVG | Stromverbrauch EVG |
|---|---|---|
| 1×58 Watt | 4.5 Watt | 62.5 Watt |
| 2×28 Watt | 9 Watt | 125 Watt |
| 1×36 Watt | 3 Watt | 39 Watt |
| 2×36 Watt | 6 Watt | 78 Watt |
Vorteile des elektronischen Vorschaltgeräts
Elektronische Vorschaltgeräte bieten aufgrund ihrer effizienten Bauweise unter dem Strich zahlreiche Vorteile:
- Geringere Verluste als herkömmliche Vorschaltgeräte
- Höhere Lebensdauer der Lampe durch geregelten Start
- Geringerer Lichtstromrückgang
- Möglicher Gleichstrombetrieb und Einsatz in Notbetrieb
- Keine Kompensation des Blindstromanteils nötig
- Sofortiger Start des Leuchtmittels ohne Flackern
- Sicherheitsabschaltung bei deaktivierten Lampen
- Automatische Wiedereinschaltung nach Lampenwechsel
- Teilweise dimmbar
Viele Aspekte sprechen für einen Wechsel
Wechsel von KVG/ VVG zu Elektronischem Vorschaltgerät (EVG)
Bedenkt man die Wartungskosten eines Leuchtenwechsels, die Kosten des Starters und den häufigen Tausch der Leuchtmittel, amortisiert sich der Austausch eines konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgerätes bereits nach kurzer Zeit. Da elektronische Vorschaltgeräte alle für die Zündung benötigten Komponenten bereits enthalten, entfallen darüber hinaus die Kosten für den regelmäßigen Tausch des Starters.
Elektronische Vorschaltgeräte erhöhen sowohl Lebensdauer als auch Schalthäufigkeit von Kompaktleuchtstofflampen und haben deutlicher weniger Verluste. Je nach verwendetem EVG können Sie die Lichtquellen oft sogar steuern und dimmen. Um die tatsächlichen Kosten bzw. Ersparnisse zu beurteilen, lohnt sich eine wirtschaftliche Berechnung über mehrere Jahre.
Austausch von Vorschaltgeräten
Sie möchten bspw. das VVG ihrer T8-Leuchtstoffröhre tauschen und auf ein elektronisches Vorschaltgerät umrüsten? Das ist sehr einfach, wenn Sie wissen, welche EVG mit Ihrem Leuchtmittel kompatibel sind. Der Wechsel von KVG oder VVG zu EVG erhöht Lebensdauer und Wirkung Ihrer Lampen und spart langfristig Energie. Zunächst sollten Sie sich entscheiden ob Sie nur das Leuchtmittel an sich oder die ganze Fassung samt Röhre austauschen wollen. Hat man mehr als zwei Leuchtmittel in einer Lampe, kann es wirtschaftlich sinnvoller sein, stattdessen die ganze Leuchte zu tauschen. Bspw. besitzen Rasterleuchten mit 4×18 Watt sehr oft gleich zwei Konventionelle Vorschaltgeräte: Bedenkt man den Arbeitsaufwand, ist es deutlich günstiger, die gesamte Leuchte zu tauschen als nur das Vorschaltgerät.
Lebensdauer von Elektronischen Vorschaltgeräten (EVG)
Elektronische Bauteile der Leistungselektronik weisen eine sehr hohe Lebensdauer auf und zeigen außerdem kaum Verschleißerscheinungen. Aus diesem Grund haben elektronische Vorschaltgeräte eine sehr hohe Lebensdauer. Diese ist jedoch stark von der Betriebstemperatur abhängig: Bei einer Arbeitstemperatur von 40 °C kann die Lebensdauer ca. 100.000 Stunden betragen, bei 50 °C reduziert sie sich hingegen auf ca. 50.000 Stunden. Die Lebensdauer eines EVG übersteigt jedenfalls jene der Leuchtmittel, die es betreibt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Kosten eines EVG über dessen gesamte Lebensdauer zu betrachten, in der es mehr als ein Leuchtmittel betreiben kann.
Elektronische Bauteile der Leistungselektronik weisen eine sehr hohe Lebensdauer auf und zeigen außerdem kaum Verschleißerscheinungen. Aus diesem Grund haben elektronische Vorschaltgeräte eine sehr hohe Lebensdauer. Diese ist jedoch stark von der Betriebstemperatur abhängig: Bei einer Arbeitstemperatur von 40 °C kann die Lebensdauer ca. 100.000 Stunden betragen, bei 50 °C reduziert sie sich hingegen auf ca. 50.000 Stunden. Die Lebensdauer eines EVG übersteigt jedenfalls jene der Leuchtmittel, die es betreibt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Kosten eines EVG über dessen gesamte Lebensdauer zu betrachten, in der es mehr als ein Leuchtmittel betreiben kann.
Leuchtstoffröhren durch LED Röhren (LED Tubes) ersetzen
Durch den Austausch veralteter Leuchtstoffröhren auf LED Röhren kann man die Energiekosten deutlich senken. Neben der Stromersparnis haben LED Tubes zudem weitere Vorteile gegenüber klassischen Neonröhren. Besonders in langen Gängen und Durchgangsräumen profitiert man von der fehlenden Einschaltverzögerung: LED Röhren leuchten sofort mit 100% Helligkeit und vollkommen ohne Flackern. Dadurch ermüden die Augen weniger schnell – das ist besonders in Produktionshallen oder Werkstätten ein großer Vorteil. Die in LED Tubes integrierte Elektronik erleichtert den Austausch eines konventionellen oder verlustarmen Vorschaltgeräts. Für den Austausch von Leuchten mit elektronischem Vorschaltgerät benötigt man allerdings spezielle LED Tubes, die mit dem elektronischen Vorschaltgerät kompatibel sind.
Leuchtstoffröhren auf LED umrüsten: So klappt es
Was Sie vor der Umrüstung wissen müssen
Mit dem endgültigen Verbot von T8 und T5 Leuchtstoffröhren ab 2023 heißt es rasch handeln. Ob Sie nur einzelne Leuchtstoffröhren tauschen oder Ihre gesamte Beleuchtungsanlage modernisieren wollen: In unserem Whitepaper finden Sie alle Infos, die Sie für die Umrüstung benötigen.
Druckbares PDF mit 18 Seiten
Exklusive Angebote und Rabatte
Themengebiete:
- Einfacher Umbau auf LED Tubes
- Richtig Umrüsten nach DIN-Norm
- Hintergründe zum Leuchtstoffröhren Verbot
- Anleitungen für alle Vorschaltgeräte
- Tipps zur richtigen Produktauswahl
- Wissenswertes zu technischen Spezifikationen
Viele Jahrzehnte lang waren Leuchtstoffröhren die erste Wahl bei der Beleuchtung großer Flächen. Inzwischen haben LED Röhren die Niederdruck-Gasentladungslampen weitgehend verdrängt. LED Tubes sind das Ergebnis intensiver Weiterentwicklungen und haben zahlreiche Vorteile: Weitaus geringere Betriebskosten, höhere Lebensdauer, kein Flackern und sofortiger Lichtstrom nach dem Einschalten. Von einem Wechsel auf LED Röhren profitiert auch die Natur – LED Neonröhren enthalten kein schädliches Quecksilber und sind daher deutlich umweltfreundlicher als herkömmliche Leuchtstoffröhren.
Hatten LED Röhren in den Anfangszeiten noch einen maximalen Ausstrahlwinkel von 120°, beträgt dieser inzwischen über 300°. Damit sind LED Tubes in jeder Hinsicht ein vollwertiger Ersatz für Leuchtstoffröhren. Wichtig beim Tausch ist jedoch, das Alter der Leuchte zu bedenken: Sind die Kunststoffe bereits spröde oder Bauteile vergilbt, kann ein Tausch der gesamten Leuchte wirtschaftlicher sein.
Fragen Corner
Betreiben Sie Ihre aktuelle Leuchtstoffröhre mit einem konventionellen (KVG) oder verlustarmen Vorschaltgerät (VVG), können Sie die Leuchtstoffröhre und den Starter ganz einfach durch eine neue LED-Röhre tauschen. Dabei sollten Sie beachten, dass konventionelle oder verlustarme Vorschaltgeräte immer mit einem Starter verbunden sind. Beim Tausch der Leuchtstoffröhre auf LED wird an dieser Stelle ein Blindstarter eingesetzt, der den Stromfluss überbrückt und meist im Lieferumfang der LED-Röhre enthalten ist. Haben Sie ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) in Verwendung, benötigen Sie eine speziell dafür entwickelte LED Leuchtstoffröhre, die mit den gängigen EVG kompatibel ist. Vor der Wahl einer neuen LED-Röhre sollten Sie daher zuerst das verwendete Vorschaltgerät bestimmen.
Die genaue Stromersparnis hängt von Länge und Stromverbrauch der Röhre ab.
Beispiele:
1. Länge: 60 cm – Verbrauch Leuchstoffröhre: 18 W – Verbrauch LED-Röhre: 9 W -> Stromersparnis: 50%
2. Länge: 90 cm – Verbrauch Leuchstoffröhre: 30 W – Verbrauch LED-Röhre: 13 W -> Stromersparnis: 58%
3. Länge: 120 cm – Verbrauch Leuchstoffröhre: 36 W – Verbrauch LED-Röhre: 18 W -> Stromersparnis: 50%
4. Länge: 150 cm – Verbrauch Leuchstoffröhre: 58 W – Verbrauch LED-Röhre: 20 W -> Stromersparnis: 66%
Hinzu kommt der Stromverbrauch des Vorschaltgeräts (KVG, VVG, EVG), der je nach Bauart und Typ zwischen 5 und 20 Watt beträgt. Da LED-Röhren kein Vorschaltgerät benötigen, kann die tatsächliche Stromersparnis nach der Umrüstung auf LED Tubes noch größer sein.
Ob Sie ein induktives (KVG, VVG) oder elektronisches Vorschaltgerät (EVG) haben, können Sie ganz einfach herausfinden: Leuchten mit KVG oder VVG benötigen einen Starter. Dieser sorgt dafür, dass in der Induktionsspule genug Spannung aufgebaut wird, um die Röhre zu zünden. Weil das oft nicht beim ersten Vorgang klappt, weisen Leuchtstoffröhren mit KVG und VVG beim Einschalten häufig das typische Flackern auf. Manche konventionellen Vorschaltgeräte besitzen zwar „Schnellstarter“, die das Flackern verhindern, aber in jedem Fall ist der vorhandene Starter ein Hinweis auf den Typ des Vorschaltgeräts.
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