Welcher Kennwert gibt die energetische Effizienz einer Lichtquelle an? (nur Einheit)?

3 Antworten

Schule oder Wissensdurst?

Falls Schule: Siehe freejack75

Falls Wissensdurst: Die einzig sinnvolle Angabe ist %, als Wirkungsgrad: Erzeugte Lichtleistung geteilt durch aufgewendete elektrische Leistung.

Grund: Bei der Angabe in lm/W wird die Empfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt. Wenn eine ideale Lichtquelle die elektrische Energie verlustfrei in gelbgrünes Licht umwandelt, ist diese zwar nur für wenige spezielle Zwecke zu gebrauchen, erzielt aber einen Spitzenwert von 683 lm/W. 

Eine ebenso ideale Lichtquelle, die je ein Drittel der elektrischen Energie verlustfrei in rotes, grünes und blaues Licht umwandelt, ist für viele Beleuchtungszwecke brauchbar, erzielt aber nur noch etwa 350 lm/W. Obwohl sie ebenfalls alle Energie in Licht wandelt. Zwar natürlicheres, aber - bei gleicher Energie - eben weniger helles Licht daraus macht.

Billige Lampen haben daher oft eine Überbetonung der gelbgrünen Bereiche - führt zwar zu einer schlechten Farbwiedergabe, aber zu viel "lm/W".

Zur Beurteilung der Qualität des Lichts dient der Farbwiedergabeindex, häufig rₐ genannt. Werte über 90 (Tageslicht entspricht 100) sind erforderlich, um Stoffe oder Drucke farblich zu beurteilen.

Den Anwender interessieren der Lichtstrom in Lumen bezogen auf die hineingesteckte elektrische Leistung in Watt. Der Hersteller der Lampen muss das in Stufen sehen. Bei der Glühlampe ist das einfach. Da wird ein Draht erhitzt und der emittiert dann entsprechend seiner Temperatur dem Planckschem Gesetz folgend das entsprechende Spektrum.

Bei Leuchtstoffröhren und LEDs sieht die Welt anders aus. Zunächst wird durch elektrische Anregung Strahlung emittiert, der man einen Wirkungsgrad als Strahlungsleistung (Watt optisch) pro elektrischer Leistung (Watt elektrisch) zuordnen kann. Eine Messung in dieser Ebene als Lichtemission in lumen wäre wenig hilfreich, denn die Emission kann durchaus weit außerhalb der Augenempfindlichkeit liegen (bei der Leuchtstoffröhre ist es die Strahlung des Quecksilbers im UV, bei LEDs sind es Chips, die im kurzwelligen Blau bis ins UV hin strahlen).

Mit dieser Primäremission werden nun Leuchtstoffe zur Emission angeregt. Somit wird aus der optischen Strahlung eine optische Strahlung anderer (längerer) Wellenlänge erzeugt, die anwendungsbezogen im Sichtbaren liegen sollte. Somit wird ein sichtbares Spektrum erzeugt, das man sowohl als optische Leistung in Watt beziffern kann oder augenbezogen gewichtet in Lumen misst. Dieser Schritt der Konvertierung optischer Strahlung in überwiegend sichtbare Strahlung wird stark von den verwendeten Leuchtstoffen (die bei Leuchtstoffröhren und LEDs ähnlich sind) bestimmt. Hier wird entschieden, ob eine Lampe dann blauweiß, hellweiß oder warmweiß sein soll. Diese Zusammensetzung ist auch ein Kostenfaktor, bei Leuchtstoffröhren spricht man da von x-Banden-Leuchtstoffen, und diese beeinflussen dann den von TomRichter erwähnten Farbwiedergabeindex.

Zusammengefasst ist die Effizienz einer Lichtquelle (bei LED oder FL) stufenweise zu beschreiben.

1. Elektrische Leistung Watt el wird umgewandelt in optische Leistung Watt opt.

2. optische Leistung Watt (opt. Strahlung, auch UV und sichtbar) wird konvertiert in sichtbare Leistung (und nur die wird noch bewertet in Watt (sichtbares Licht) oder gleich augenbewertet in Lichtstrom gemessen in Lumen für die Anwendung als Lampe.

Beide Prozesse zusammen ergeben dann ein Resultat, zu dem Freejack75 dann richtig sagt, das sind dann einfach lm/W, oder in Worten Lichtstrom in Lumen pro elektrische Leistung in Watt (el.). Watt el. nennen sich in diesem Zusammenhang im Englischen treffend "Wall plug power".

*lm/W*

Klartext:   Lumen pro Watt

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