Fachartikel Beleuchtung , Energieeffizienz , Hardware

Filament-Lampen mit grossen Unterschieden

Studie von BFE, EKZ und Kassensturz untersucht Filament-LEDs

08.12.2016

Die neuen Lampen bringen – bezogen auf die elektrische Leistung – viel Licht, unterscheiden sich aber von Produkt zu Produkt sehr stark in ihrer möglichen Nutzungsdauer und in weiteren Merkmalen. Ein Test mit verblüffenden Resultaten.

Im Handel sind sie unter der Bezeichnung Filament-Lampen erhältlich, eine Ableitung vom englischen «filaments» für Fäden. Die fünf bis zehn mit LED bestückten Fäden sind konzentrisch in einen Glaskolben – ähnlich einer Glühlampe – eingebaut (Bild 1). Die zirka 30 roten und blauen Leuchtdioden pro Faden sind in Serie und jeweils zwei Fäden parallel geschaltet; die Strangspannung an einem Faden beträgt je nach Bauart zwischen 50 V und 80 V, die elektrische Leistung etwa 1 W (Bild 2). Daraus ergibt sich eine elektrische Lampenleistung von 5 W bis 10 W. Die Lichtfarbe ist wesentlich durch die Anteile an blauen und roten LED bestimmt. In Bild 3 ist ein Lichtspektrum mit dem typischen «Rot-Peak» beispielhaft dargestellt. Um das Lichtspektrum zu ergänzen, sind die knapp 40 mm langen Fäden fluoreszierend beschichtet, was die üblicherweise gelbliche Farbe der Fäden erzeugt. Die Energieeffizienz der Fadenlampen liegt um den Faktor 10 über jener von Glühlampen und ist doppelt so hoch wie jene von Energiesparlampen. Die Lampen sind also supereffizient, aber wie schneiden die Produkte bezüglich Farbwiedergabe, Nutzungsdauer und Schaltfestigkeit ab? Dazu gibt die Studie «LED-Filament-Lampen im Test» Auskunft.

Grosse Unterschiede im Test

Auffallend sind die zum Teil grossen Abweichungen der deklarierten Werte zur Messung. Dies gilt besonders für das Kriterium der Nutzungsdauer respektive für den Rückgang des Lichtstroms während des Betriebs. Von allen neun Produkten schneidet «Sylvania» am besten ab: höchste Energieeffizienz, sehr lange Nutzungsdauer und eine realitätsnahe Deklaration. Die Lampen von Megaman und Philips sind gut deklariert. Die guten Resultate werden bei der «Philips 7,5-Watt» durch die geringere Nutzungsdauer und bei der Megaman-Lampe durch die nur mittelmässige Effizienz etwas relativiert. Im Mittelfeld sind die Produkte Philips 9,5  W und Xnovum positioniert. Die LCC-Lampe von Xnovum war überwiegend falsch respektive lückenhaft deklariert, insbesondere zu wichtigen Eigenschaften wie die Farbwiedergabe. In der Technologie unterscheidet sie sich nur unwesentlich von anderen Filament-Modellen. Insofern ist die Bezeichnung LCC (Laser Crystal Ceramics) zumindest ungenau. Ungenügend waren – vor allem bezüglich Nutzungsdauer – die drei Produkte Segula (7 W und 8 W), Wiva und Onlux; Segula und Wiva wurden von Coop und Migros aus dem Sortiment genommen.

Kriterien der Bewertung

Die Messungen wurden am Prüf- und Zertifizierungsinstitut des VDE durchgeführt. Das Institut in Offenbach verfügt über die dafür notwendigen Messeinrichtungen.

Lichtstärke und Energieeffizienz

Die Lichtstärken in alle Richtungen (Lichtverteilkurve) wurden mittels Fotogoniometer erhoben. Die elektrische Leistung lieferte ein Wattmeter, daraus resultierte die Energieeffizienz (lm/W). Der Lichtstrom – und damit die Nutzungsdauer – wurde mit der Ulbrichtkugel nach 0, 1000, 2000, 4400 und 6000 Betriebsstunden gemessen.

Nutzungsdauer

Als Nutzungsdauer sind jene Betriebsstunden definiert, während denen der Lichtstrom der Lampe mindestens 70 % des deklarierten Wertes erreicht. In Bild  4 sind die grossen Unterschiede zwischen den Produkten erkennbar. Die beiden Lampen Sylvania und Megaman erreichten eine Nutzungsdauer von 30 000  h, die Wiva brachte schon nach 500  h nicht mehr die geforderten 70 % des deklarierten Lichtstroms (In einem Haushalt entsprechen 10 000 Betriebsstunden etwa zehn Jahren).

Farbwiedergabe

Bei allen Produkten mit einer Ausnahme ist der Farbwiedergabeindex mit 80 deklariert, die Messwerte liegen ausnahmslos zwischen 80 und 82. Auf der Packung der Xnovum-Lampe sind 94 vermerkt, was in Anbetracht des tatsächlichen Wertes als Falschdeklaration zu werten ist.

Farbtemperatur

Für die Lampe Wiva ist eine Farbtemperatur von 3000  K deklariert, alle anderen Produkte sind mit 2700  K bezeichnet. Die Messwerte liegen in einem Bereich zwischen 98 % und 104 % der Deklaration. Die Messungen der Farbwiedergabe und der Farbtemperatur erfolgten mit einem Farbspektrometer.

Schaltfestigkeit

Die Schaltfestigkeit ist bei keinem Produkt kritisch; alle Lampen können deutlich häufiger – mehr als 200 000-mal – ein- und ausgeschaltet werden als dies die Deklaration vermerkt. Die Deklaration ist bei einigen Produkten fehlerhaft respektive unvollständig. Dies gilt vor allem für die Lampen von Segula und für die Xnovum.

Losgrösse

Die Bewertung einer Lampe muss gemäss EU-Verordnung auf einer Losgrösse von mindestens 20 Produkten aus unterschiedlichen Verkaufspunkten basieren. Dieser Umfang war innerhalb des Tests nicht möglich. Eingekauft wurden von jedem Modell je zehn Lampen bei verschiedenen Stellen. Jeweils vier Lampen wurden zum gleichen Kriterium ausgemessen, zwei Produkte waren Reserve. Den Messwerten der Kriterien sind Noten zugeordnet, was für jedes Produkt eine Durchschnittsnote ergibt. 1 ist die schlechteste Note, 6 die beste.

Fazit

Der Test zeigt, dass die produktionstechnischen Voraussetzungen für gute Filament-Lampen verfügbar sind. Bei den meisten Lampen reduziert sich allerdings der Lichtstrom stärker und schneller als die Deklaration vermuten lässt. Da diese Lampen häufig mit dem Argument einer langen Lebensdauer verkauft werden, ist diese Diskrepanz besonders störend.

Testsiegerin ist die Lampe Sylvania, insbesondere aufgrund der hohen Energieeffizienz von 140  lm/W und der langen Nutzungsdauer. Die Megaman-Lampe ist die einzige dimmbare Lampe im Test; die niedrigere Energieeffizienz ist also technisch bedingt. Die Philips 9,5 Watt ist in konventioneller LED-Technik gefertigt und diente im Test als Referenz-Produkt. Einzelresultate sind in der Tabelle enthalten.

Literatur

Stefan Gasser, «LED-Filament-Lampen im Test», S.A.F.E., Juli 2016.

Links

  • www.topten.ch
  • www.toplicht.ch

Auftraggeber

  • Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ), Zürich
  • Bundesamt für Energie BFE, EnergieSchweiz, Bern
  • Schweizer Fernsehen, Kassensturz, Zürich

Auftragnehmer

  • Schweizerische Agentur für Energieeffizienz S.A.F.E., Zürich; Projektleitung, Konzept und Auswertung: Stefan Gasser, eLight, Zürich; Eric Bush, Bush Energie, Felsberg.
  • VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut, Offenbach, Deutschland, Jürgen Ripperger.
Autor
Stefan Gasser

ist Dipl. El. Ing. ETH/SIA.

  • eLight GmbH, 8006 Zürich

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