Beleuchtung in einer Industriehalle

Vorschaltgeräte für den Betrieb von Lampen und LEDs

Entladungslampen müssen immer an Vorschaltgeräten (VG) betrieben werden. Sie haben eine negative Strom-/Spannungscharakteristik: Nach Zündung der Lampe erfolgt eine lawinenartige Ionisierung der Edelgase oder Metalldämpfe – mit der Folge, dass der Lampenstrom enorm ansteigt und die Lampe binnen kürzester Zeit zerstören würde. Vorschaltgeräte dienen der Strombegrenzung und – in Verbindung mit Startern – auch der Zündung von Lampen.

Elektronische Vorschaltgeräte (EVG)

Lichtquellen werden – wo möglich – mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) eingesetzt. EVG und dimmbare EVG haben viele Vorteile gegenüber konventionellen (KVG) und verlustarmen Vorschaltgeräten (VVG): Vor allem sparen sie viel Energie und bieten hohen Lichtkomfort.

Im EVG sind Vorschaltgerät und Zündmechanismus in einem Gerät zusammengefasst. Es arbeitet mit hochfrequenter Wechselspannung von 25 bis 50 Kilohertz (kHz). Dies führt bei Leuchtstofflampen sogar zu einer deutlichen Verringerung der Leistungsaufnahme – und das bei gleichem Lichtstrom:

  • Bei konventionellem Betrieb ist die System-Leistungsaufnahme 58 W Lampe + ca. 7–10 W Verlustleistung KVG = 65–68 W.
  • Im EVG-Betrieb beträgt die Leistungsaufnahme dagegen 50 W Lampe + ca. 5 W Verlustleistung EVG = 55 W – eine Einsparung von ca. 23 Prozent.

Besonders energieeffizient und komfortabel sind dimmbare elektronische Vorschaltgeräte der Klasse A1 BAT (BAT = Best Available Technology). Weitere Vorteile sind:

  • höhere Lichtausbeute der Leuchtmittel
  • flackerfreier Sofortstart
  • längere Lampenlebensdauer
  • aufgrund der Dimmbarkeit Lichtsteuerung (z.B. tageslichtabhängig) bzw. Lichtmanagement möglich und
  • automatische Abschaltung defekter Lampen.

Für hochwattige Hochdruck-Entladungslampen > 400 Watt gibt es derzeit allerdings noch kaum zuverlässige elektronische Geräte.

Bei EVG hat die Qualität der verbauten Komponenten wesentlichen Einfluss auf ihre Lebensdauer.

LED-Treiber

Auch LEDs arbeiten mit elektronischen Vorschaltgeräten, den LED-Treibern. Sie garantieren konstante Ausgangswerte (Strom bzw. Spannung) und versorgen so das/die damit betriebenen LED-Modul(e) optimal zu jedem Zeitpunkt der Lebensdauer.

LED-Module können spannungs- oder stromgesteuert sein, wobei Bauteile mit Betriebsgeräte-Funktion bereits auf der Modulplatine integriert sein können. Je intelligenter das Steuerungs- oder Treibersystem mit den entsprechenden Schnittstellen konzipiert ist, desto anpassungsfähiger ist es an den tatsächlichen Lichtbedarf: Farbsteuerung und Dimmen machen z. B. die Simulation eines Tageslichtverlaufs möglich und bieten damit alles für gesundheitsorientiertes Licht.

Konventionelle Vorschaltgeräte

Konventionelle, magnetische Vorschaltgeräte (KVG) sind praktisch „unkaputtbar" und sehr robust. Allerdings verbrauchen sie viel mehr Energie als EVGs.

So darf die erste Generation konventioneller Vorschaltgeräte (KVGs) bereits seit 2005 wegen ihrer schlechten Effizienz in der EU nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Seit April 2017 werden auch verlustarme Vorschaltgeräte (VVG) ausgephast. Ihre Energiebilanz ist zwar besser als die der KVGs, die System-Anschlussleistung im Vergleich zum EVG-System aber ebenfalls noch zu hoch. Seit dem 13. April 2017 dürfen deshalb nur noch elektronische Vorschaltgeräte mit Energieklasse A1 und A2 (siehe dazu auch Energieeffizienzindex (EEI)) auf den Markt gebracht werden.

Energieeffizienzindex (EEI) für Vorschaltgeräte

Mit dem Energieeffizienzindex (EEI) wurden Vorschaltgeräte (VG) für Leuchtstofflampen gekennzeichnet. Grundlage für die Klassifizierung lieferte die Vorschaltgeräte-Richtlinie 2000/55/EG, die im Oktober 2000 vom Europäischen Parlament und dem Rat der Europäischen Union erlassen wurde.

Diese Richtlinie enthielt eine Effizienzklassifizierung mit maximal zulässigen Systemleistungen von Lampe und Vorschaltgerät – und zwei Verbotsstufen. VG der Klasse D dürfen danach seit Mai 2002 nicht mehr in den Markt gebracht werden, VG der Klasse C seit November 2005.

Heute gilt die EG-Verordnung 245/2009 zur ErP-Richtlinie, geändert durch Verordnungen 347/2010 und 2015/1428. Sie formuliert die aktuellen Anforderungen an Energieeffizienz und Produktinformation.

Da Vorschaltgeräte den Arbeitspunkt der Lampe festlegen und damit den Wirkungsgrad des Systems Vorschaltgerät/Lampe beeinflussen, basiert der aktuelle EEI nun nicht mehr auf der Systemleistung, sondern auf dem Wirkungsgrad – also Lampenleistung geteilt durch Systemleistung. Dabei ist zu beachten, dass sich die Anforderungen an Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen von jenen für Hochdruck-Entladungslampen unterscheiden.

Seit April 2017 werden auch Vorschaltgeräte der EEI-Einstufungen A3, B1 und B2 ausgephast. Besonders energieeffizient und komfortabel sind dimmbare elektronische Vorschaltgeräte der Klasse A1 BAT (BAT= Best Available Technology).

Die Verordnung gilt nicht für

  • Leuchten zur Notbeleuchtung und für andere besondere Anwendungen (z. B. Ex-Schutz, Medizinprodukte, Spielzeug), sowie für
  • Vorschaltgeräte zum Betrieb von Lampen in Leuchten zur Notbeleuchtung unter Notbeleuchtungsbedingungen.



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