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Wissenswertes über die Beleuchtung bei netzunabhängigen Inselsystemen

Kenngrössen von Lampen

Einheiten welche für die Beleuchtung bei Inselsystemen von Bedeutung:

Die Leistung [W],

gemessen in Watt [W] gibt Auskunft, wie stark die Batterie belastet wird. Die Leistung, geteilt durch die Systemspannung [V] ergibt die Strom, gemessen in  Ampere [A] welcher aus der Batterie fliesst.

Die Leistung von Gleichstromlampen ist so zwischen 0.4W (LED) und 30 W (Energiesparlampen).

Der Lichtstrom [lm],

gemessen in Lumen [lm], sagt aus, wie viel Licht der Beleuchtungskörper abgibt. Die Werte bewegen sich zwischen 8 Lm (LED) und 1500 Lm (Energiesparlampe 30W).  Eine klassische 100W Glühbirne hat einen Lichtstrom von 1380 lm.  Die 30W Energiesparlampe gibt demnach einiges mehr Licht ab als eine 100W Glühlampe.

Eine Haushaltskerze erzeugt in etwa 13 lm.

Lichtausbeute [lm/W]

Dies ist so etwas wie der Wirkungsgrad der Lampe. Es interessiert, wie gross der Lichtstrom im Verhältnis zur Leistung ist. Man rechnet den Lichtstrom geteilt durch die aufgenommene Leistung. [lm/W]

Beispiel einer 1W LED-Lampe:  25 lm / 1 W  

Beispiel einer 30W Energiesparlampe: 1500 lm / 30 W = 50 lm / W

Beleuchtungsstärke [Lux]

Die Lichtabgabe einer Lampe ist die eine Seite. Die andere Frage ist, ob auf einer bestimmten Fläche auch genügend Licht vorhanden ist da ja die Lampe nicht in alle Richtungen gleich viel Licht abgibt.

Deshalb wird der Lichtstrom pro Fläche ermittelt.

Anwendungen

In einer Inselanlage (Batterie ohne Anschluss am öffentlichen Netz) empfiehlt es sich in den meisten Fällen, die Beleuchtung direkt ab der Batterie zu realisieren auch wenn bereits ein Wechselrichter eingesetzt wird. Lampen brauchen relativ wenig Leistung, sind aber oftmals lange eingeschaltet.  Der Wechselrichter muss so über eine längere Zeit nur einen kleinen Strom liefern.

Anstelle dass die Wechselrichter nun um sehr verbrauchsarmen Stand-By-Modus sind, werden sie in einem Arbeitspunkt betrieben, wo der Wirkungsgrad miserabel ist.

Deshalb kann man mit dem Anschliessen der Beleuchtung direkt an der Batterie einen grossen Teil an wertvoller Energie sparen.

Im Prinzip gibt es zwei Varianten, wie die Beleuchtung, welche durch eine Batterie gespiesen wird, ausgelegt werden kann.

Wird das Licht nahe bei der Stromquelle gebraucht, empfiehlt es sich, Beleuchtungskörper zu installieren, welche auf die Batteriespannung abgestimmt sind. Zu diesem Zweck kommen Gleichstromlampen zum Einsatz mit einer Nennspannung von 12V oder 24V. Der grosse Vorteil ist, dass die Energie viel effizienter genutzt werden kann, weil keine Verluste durch den Inverter anfallen.  Auch wenn die Batterielampen einiges teurer sind, lohnt es sich auf die Dauer. 

Damit die Batterie nicht zu tief entladen ist, muss bei den Beleuchtungskörpern auf die untere Betriebsspannung geachtet werden. Damit ist gemeint, dass sich die Lampe ausschaltet wenn die Batteriespannung sich der unteren Entladespannung annähert.  Zum Schutz der Batterie wird in diesem Fall empfohlen, eine elektronische Batterieüberwachung dazwischen zu schalten.  Gerade wenn handelsübliche Halogenleuchten eingesetzt werden, sollte die Batterie unbedingt geschützt werden.

Da handelsübliche Halogenlampen sehr preisgünstig sind, kommt man sofort in Versuchung, diese direkt an die Batterie anzuschliessen. Dies kann man auch tun. Es ist jedoch sehr wichtig, auf den Spannungsbereich der Birnen zu achten. Die Lampen aus vom Detailhändler haben oft einen zu kleinen Spannungsbereich, weil diese ja an einen Trafo oder ein Netzgerät angeschlossen werden. Bei einer 12V Batterie kann die Spannung beim Laden schon mal 14,5V oder mehr werden (je nach Batterie)

Wenn die Batterie weiter entfernt ist, oder wenn bereits ein Wechselrichter installiert wurde und deshalb die preisgünstigeren 230VAC Lampen verwendet werden sollen, kann man die Beleuchtung auch mit einem Wechselstromnetz aufbauen. Der Nachteil ist, dass beim Wechselrichter mehr Verluste entstehen. Dafür sind die Verluste über die Leitungen geringer.

Egal, welchen Weg Sie wählen, wichtig ist, dass die Lampen einen möglichst guten Wirkungsgrad aufweisen. So wird die Batterie nicht unnötig belastet.

Es empfiehlt sich deshalb auch, die Beleuchtung nicht zu überdimensionieren. Nur so viel Licht wie nötig.

Gleichstromlampen

Ob Sie nun Beleuchtungskörper mit 12V oder 24V einsetzen, hängt im Wesentlichen davon ab, welche Spannung Ihr System hat. Wobei rein für die Beleuchtung ein 12V System den Vorteil hat, dass bedeutend mehr Lampen zur Verfügung stehen. Auch wenn meist fast nur 12V Beleuchtungskörper angeboten werden sind 24V Lampen auch erhältlich.

Mittlerweile werden auch Birnen mit LED angeboten. Diese habe einen unwahrscheinlich kleinen Stromverbrauch und eine extrem hohe Lebensdauer. Leider sind sie noch nicht überdurchschnittlich Lichtstark. Die LED-Birnen werden überall dort eingesetzt wo nur wenig , dafür oft, Licht benötigt wird. So z.B. in Durchgängen, Treppenhäuser, usw.

Bei den Gleichstrom-Energiesparlampen auf der Basis von Fluoreszenzlampen werden nahezu beliebige Lichtströme erreicht. Die zur Zeit leistungsstärkste Birne ist eine 30W-Birne für 12V.

Bei Beleuchtungskörpern für den Batteriebetrieb ist es sehr wichtig, dass auf den Spannungsbereich geachtet wird. 12V- oder 24V-Lampen, welche im Haushalt eingesetzt werden, erhalten die Speisung ab einem Netzgerät. Dieses hat nicht so grosse Spannungsschwankungen wie die Batterie.

Bei der Ladung (z.B. mit einem Ladegerät) können bei einer 12V-Batterie Spannungen bis zu 15V auftreten. Beleuchtungskörper für eine 12V-Batterie sollten mind. 15VDC vertragen können. Li-Ion-Batterien haben z.T. noch höhere Spannungen.

Leuchtstoffröhren

Es besteht auch die Möglichkeit, Leuchtstoffröhren (auch FL-Lampen oder Neonröhren genannt) direkt von der Batteriespannung zu betreiben. Zu diesem Zweck muss einfach ein auf die Batteriespannung abgestimmtes Vorschaltgerät eingebaut werden. Erhältlich sind Vorschaltgeräte für 12V oder Vorschaltgeräte für 24V Batterienennspannung. Als Leuchtstoffröhren können handelsübliche FL-Leuchten eingesetzt werden. Bei maurelma sind Vorschaltgeräte bis zu einer Leistung von 36W bestellbar.

Vorschaltgeräte sollten nicht eingesetzt werden, wenn das Licht häufig ein- und ausgeschaltet oder nur kurz eingeschaltet wird. Dies reduziert die Lebensdauer der Leuchtmittel erheblich.

Wechselstromlampen

Wird die Beleuchtung mit einem Wechselrichter betrieben, können ganz normale Lampen verwendet werden, wie sie im Haushalt eingesetzt werden.

Um aber die Batterie zu schonen empfiehlt es sich, nur

Energiesparlampen einzusetzen. Diese benötigen oftmals nur 1/5 des Stromes, welcher für das Licht mit einer Glühlampe verwendet würde. Für kleinere Leistungen gibt es mittlerweile Energiesparbirnen, welche nicht nur in die normale E27 Fassung passen, sonder auch sonst nicht grösser sind als eine klassische Glühbirne.

Mittlerweile sind auch Lampen mit grossem Lichtstrom erhältlich. So gibt z.B. die 50W-Sparlampe gleich viel Licht ab wie eine 250W-Glühbirne

Weitere Infos zur Beleuchtung finden Sie auch beim jeweiligen Produkt im Shop.