LED = Effizient ?

Hallo Allerseits

Die meisten käuflichen LED-Lampen haben Blöcke von ein paar LEDs in Serie mit je einem Widerstand und dann das ganze an 12V oder 24V. Das ist ziemlich "state of the art". Ich bezweiflete schon immer, dass dies effizient ist. 1. ist LED nicht gleich LED (wer kennt schon den Unterschied, resp. wieso sollte ein Hersteller teure LEDs verbauen, wenn 98% der Leute den Unterschied nicht kennen?) und 2. dieser Widerstand verbrät unnötig Leistung und 3. das Netzteil trägt auch noch einen Teil dazu bei.
Da ich eine alte Arcadia-Lampe übrig hatte, wollte ich aus Spass die mal umrüsten: Ich demontierte die Leuchtstoffröhren und klebte leistungsfähige(!) 12V-LED-Stripes rein. Dann ein leistungsfähiges 12V-Netzteil - kostet ja heute nicht mehr viel. Also ein Aufbau gleich wie er käuflich zu erwerben wäre.

Im Bild oben meine Bastellösung, als Demo für meine zukünftige, effiziente LED-Lampe; unten besagte umgebaute Arcadia-Lampe mit den LEDs + Widerstand an 12V. Beide Bilder sind exakt gleich belichtet worden (Blende, ISO, Zeit, Weissabgleich). Jeweils links daneben die Leistungsaufnahme an der 230V-Steckdose.

Bemerkung: Die LED-Lampe auf dem oberen Bild besteht nur aus neutral-weissen LEDs, unten hingegen habe ich noch ein paar sog. "Grow" LEDs (rote + blaue) verbaut; dafür reflektiert obere Lampe viel mehr zurück (siehe helle Wand) als untere Lösung, wo in der Arcadia-Lampe ein Teil des vom Wasser reflektierten Lichts wieder ins AQ zurückreflektiert. Ich denke, was die Helligkeit im AQ betrifft, sind diese vergleichbar ähnlich, nur dass die untere Lösung 3x mehr Strom braucht.

ps: Ja ich weiss, ich sollte nach 3 Wochen wiedermal die Scheiben putzen und WW machen. Und nochmals ja: Ich sollte endlich mal mein AQ nach 12 Jahren nichts machen ersetzen! (ein 460L ist in Planung )

Das einfach als Info, für die, die es Wunder nimmt, was man an Strom sparen kann, wenn man nicht einfach eine LED-Lampe kauft und glaubt, dass diese automatisch effizient ist. Ich will damit nicht alle LED-Lampen schlecht machen, aber wenn man schon sieht, dass bei den LED-Blöcken da so kleine, schwarze Widerstände drin sind, deutet das schonmal darauf hin, dass sich ein Hersteller um die Effizienz nicht bemüht hat. Umgekehrt heisst das aber nicht, dass wenn diese fehlen, die LED-Lampe automatisch effizient wäre.

Viele Grüsse und ein schönes WE
Emanuel

 

Hallo Emanuel

Bin grad auf den doch schon etwas älteren Thread gestossen. Bin für mein neues Terri ebenfalls daran eine LED-Lampe zu bauen. Bei mir geht es aber in erster Linie nicht um die Effizienz, sondern um die Wahl der Module, der Farbtemperatur und der geringeren Wärmeentwicklung.


Das mit den kleinen schwarzen Dingern hat schon seine Gründe. Wer sich etwas mit LEDs auskennt weiss, dass eine LED "immer" einen Vorwiderstand benötigt. Ansonsten zieht die LED immer mehr Strom, da diese auf der Halbleitertechnik basiert. Dies kann zum Verbrennen der LED führen. Oder bei einer konstanten Spannungsquelle z.B. 12V kann es zu kleinen Spannungsschwankungen kommen, worauf LEDs sehr sensibel reagieren. Kleine Spannungsänderungen können schon zu starken Stromänderungen führen, der Vorwiderstand würde hier zu starke Ströme verhindern. Darum der Widerstand welcher den Strom für die LED "begrenzt". Bei "billigeren" Lampen wird dies oft über einen Widerstand gelöst, bei teureren hingegen wird eine Treiberschaltung verwendet, welche im Vergleich zu den Widerständen doch etwas kostspieliger ist.

Also nur, weil Widerstände dran gelötet sind, heisst das noch lange nicht, dass das billig Ware ist

Falls ich falsch liege bitte korrigieren

Gruss Cornel

 

Hallo Cornel

"Grundsätzlich" Ja. Also ganz korrekt: LEDs basieren auf Halbleitertechnologie (dotierte Halbleiter). Die LED haben die Eigenschaft, dass wenn sie sich erwärmen "leitender" werden. Wenn sie besser leiten, verbrauchen sie auch mehr Leistung (bei gleicher Spannung), mehr Leistung führt zu mehr Wärme, und mehr Wärme zu noch mehr leitender Eigenschaft --> ein sich selbst verschlechternder Zustand, der sich aufschaukelt bis die LED sich selbst zerstört. LEDs wollen einen konstanten Strom, nicht eine konstante Spannung. Wenn man den Strom durch die LED konstant hält, passiert das nicht. Wenn man die Spannung über der LED konstant hält, dann schon.
Möglichkeit 1: Man macht einen Widerstand in Serie, der das ganze begrenzt: Strom und Spannung der LED varieren zwar etwas, aber es schaukelt sich nicht auf sondern pendelt bei einem Arbeitspunkt ein. Ein Widerstand ist super einfach, aber eben, man verbrät zusätzliche Leistung. Bei kleinen Leistungen kleiner 0.2W vielleicht noch OK. --> Vorteil dieser Möglichkeit: Sehr billig.
Möglichkeit 2: Wie du es erwähntest: Geeignete Treiberschaltungen, die den Strom regeln --> Nachteil: Kostet je nach Leistung 2-15 Franken mehr. Das heisst, die Grundkosten betragen immer mind. 2.- d.h. es macht erst ab einer gewissen Leistung Sinn.

Möglichkeit 1 wird verwendet, wenn man eine Konstantstromquelle hat (z.B. 12V-Netzteil), Möglichkeit 2 ist eine (und jetzt kommt's) Konstantstromquelle (gibt's auch so zu kaufen, nur wissen das die wenigsten). Es gibt noch eine dritte Möglichkeit: Konstantspannungsquelle --> variabler Treiber --> variable Konstantstromquelle = variable Helligkeit (das gibt's ebenfalls mit und ohne Vorwiderstände, wobei wenn man schon Treiber einsetzt, sollte man das ohne Vorwiderstände machen - aber sowas Idiotisches wird auch im AQ-Bereich verkauft). Die Königsklasse, die nicht teurer ist, ist die variable Konstantstromquelle ( = einstellbare Helligkeit).

Rechenbeispiel:
Fall "oberes Bild": Ich stecke ins Sytem 35W Leistung rein. Eine Leistung x geht als "Licht" raus (sagen wir mal 10W), und aus dem Rest (somit 25W) entsteht Wärme.
Fall "unteres Bild": Ich stecke ins Sytem 95W Leistung rein. Eine Leitung x geht als "Licht" raus (da es gleich hell ist, sind es auch hier 10W), und aus dem Rest (somit 85W) entsteht Wärme.
Fazit: Die obere Lampe erwärmt sich wie ein 25W-Heizer, die untere wie ein 85W-Heizer. Quizfrage: Welche wird wohl wärmer?

Deine Aussage "Bei mir geht es [..] nicht um die Effizienz, sondern um [..] geringeren Wärmeentwicklung" ist ein Widerspruch, weil bei gleicher "Lichtmenge" weniger Wärmeentwicklung nur durch bessere Effizienz zu erreichen ist. Effizienz bei LED-System hängen von zwei Faktoren ab: a) die Effizienz der LEDs an sich (wieviel Lumen pro Watt) und b) die Effizienz der elektronischen Beschaltung (Widerstände, Treiberschaltung). Dass die Effizienz so krass sein kann wie in meinem Beispiel, hätte ich auch nicht gedacht (schlechte LEDs mit 90Lumen/Watt + Widerständen + Konstantspannungsquelle versus 140Lumen/Watt-LEDs + Konstantstromquelle).

Bei Fragen/Unklarheiten, einfach nochmals Melden.

Grüsse & ein schönes WE
Emanuel

ps: Ich lese hier sehr selten --> ggf. eine PM schicken.

 

Korrektur:
"Möglichkeit 1 wird verwendet, wenn man eine Konstantstromquelle hat (z.B. 12V-Netzteil)"
zu:
Möglichkeit 1 wird verwendet, wenn man eine KonstantSPANNUNGSquelle hat (z.B. 12V-Netzteil)