Leuchtstofflampen der neuen Generation - T 5

Von Walter Mißbichler

Es ist gängige Praxis, Aquarien (insbesondere zur Pflege von Wasserpflanzen) mit einer leistungsfähigen Beleuchtungsanlage auszustatten. Die Möglichkeiten der Lichtsysteme für Aquarien sind sehr vielfältig und je nach persönlichen Ambitionen, oder den Rat eines Aquarianers oder der Empfehlung eines Händlers, kommen folgende Kombinationen zum Einsatz:

Leuchtstofflampen

Kompaktleuchtstofflampen

Halogen-Metalldampflampen

Quecksilberdampflampen

Diese Lichtsysteme haben alle ihre Vor- und Nachteile und häufig entscheidet der Einsatz und die optische Gestaltung der Aquarienanlage über die Auswahl der Lichtsysteme. Leuchtstofflampen waren bisher schon unverzichtbar in der Lichttechnik, insbesondere mit der Verwendung von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG). Mit den neuen 16-Millimeter-Leuchtstoffröhren erhöht sich Effektivitätsabstand zu den anderen Systemen.

Die Geschichte

Vor 25 Jahren begann die serienmäßige Produktion der Leuchtstofflampen. Damals hatten sie noch eine Durchmesser von ca. 38 Millimeter und waren aus heutiger Sicht sehr bescheiden bezüglich
Lichtausbeute und Lebensdauer. Die nächste Generation war dann nur noch 26 Millimeter im Durchmesser und weitaus effizienter und langlebiger. Die neueste Generation hat nur noch 16 Millimeter und setzt Maßstäbe in der Lichteffizienz und Lebensdauer.

Laut Herstellern kommt dies dadurch zustande, dass durch eine neue Technik und ein neues Gasgemisch die Wendelheizung der Elektroden nach dem Lampenstart automatisch abschalten. Das verringert die Verlustleistung und verlangsamt das Altern der Elektroden. Im Vergleich zu den 26 Millimeterlampen soll bis zu 40 Prozent an Energie eingespart werden und nach 17 000 Betriebsstunden der Lichtstrom immer noch 90 Prozent des Neuwertes bringen. Man benötigt dazu jedoch spezielle elektronische Vorschaltgeräte.

Funktionsprinzip einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre mit Vorheizung der Kathoden

In einer Leuchtstoffröhre befinden sich bei sehr niedrigem Druck etwas Quecksilberdampf und ein Edelgas, meist Argon oder eine Mischung aus Argon und Neon. An den Rohren befinden sich Kathoden aus Wolframdraht. Beim herkömmlichen Startprozess erhitzt eine hohe Spannung kurzfristig die Kathode soweit, bis diese Elektroden aussenden und dadurch das Gas elektrisch aufladen (ionisieren). Das ionisierte Gas wird elektrisch leitend und es kommt zu einem starken Elektroden-fluss durch die Röhre. Die Elektroden kollidieren auf ihrem Weg mit den Queck-Silberatomen. Die Quecksilberatome werden dadurch angeregt und senden bei der Rückkehr in den Normalzustand daraufhin hauptsächlich UVB-Strahlung mit der Wellenlänge 254 nm aus. Damit sichtbares Licht entsteht wird die UV-Strahlung durch die phosphorhaltigen Leuchtstoffe auf der Innenseite der Röhre in sichtbares Licht umgewandelt (Fluoreszenz).

Foto mit freundlicher Genehmigung von C. Wallert

 

Bei den Leuchtstoffen handelt es sich unter anderem um Phosphorverbindungen, Aluminate und Borate, z.T. mit seltenen Erden wie Calziumhalophosphat, Cal-ziumsilikat, Magnesiumflourogermanat, Strontiummagnesiumphosphat und Calzi-umstrontiumphosphat. Diese Kristalle enthalten Verunreinigungen wie Antimon, Mangan, Zinn oder Blei, die ihnen gestatten, sichtbares Licht zu fluoriszieren. Die Leuchtstoffe werden in der Regel im Schlämmverfahren aufgebracht.

Ausführungen

Alle Lampenhersteller haben sich auf zwei verschiedene Bauformen geeinigt, jedoch noch keine einheitlichen Bezeichnungen dafür gefunden:

- Lampen mit hoher Energieeffizienz -

diese Lampen sind für eine besonders hohe Lichtausbeute konstruiert, das heißt, die Lampen arbeiten wirtschaftlich und haben niedrige Umwandlungsverluste. Sehr interessant für Energiesparer.

- Lampen mit hoher Lichtleistung -

diese Lampen sind für eine besonders hohe Lichtstärke konzipiert, das heißt, die Lampen leuchten sehr hell und erzeugen Leuchtdichten die bisher nicht möglich waren.

Vorteile

Die angestaute Wärme bei den Lampen-Vorgängern beeinträchtigte den Lichtstrom und die Lebensdauer der Leuchten erheblich. Bei den 16-Millime-ter-Leuchten liegt die optimale Betriebstemperatur bei 35° C, das heißt: Erst wenn diese Temperatur erreicht wird, geben die Lampen den maximalen Lichtstrom ab .

Aquarienleuchten sind in der Regel zehn bis zwölf Stunden täglich im Einsatz. Dabei wird eine große Menge Strom verbraucht. Bei der Verwendung von Leuchtstofflampen mit hoher Energieeffizienz kann der Energieverbrauch, und dadurch auch die Kosten, erheblich reduziert werden.

Die häufigsten Gründe Halogen-Metall- oder Quecksilberdampflampen, anstelle von Leuchtstofflampen einzusetzen waren bisher, dass die Lampen (gerade bei Becken ab 50 cm Höhe) den Bodengrund nicht genügend ausleuchten konnten. Mit den neuen 16-Millimeter-Lampen, insbesondere die mit hoher Lichtleistung, kann der Bodengrund viel besser ausgeleuchtet werden.

Beleuchtungsanlage planen

Da die Leuchten viel kleiner sind, können mehr Leuchten im Lampenkasten untergebracht werden. Die kleinere Bauform verringert außerdem die Eigenabschattung, wodurch sich der Wirkungsgrad von Reflektoren verbessert. Damit lässt sich auf dem Bodengrund die Beleuchtungsstärke noch mal erhöhen. Wer nun seine Beleuchtungsanlage sofort umstellen möchte, der sei gewarnt, denn die Lampen lassen sich nicht so einfach austauschen. Das hat folgende Gründe:

16-Millimeter-Lampen haben andere Baulängen

es werden andere Fassungen benötigt

Konventionelle Vorschaltgeräte (KVG) können nicht verwendet werden

Es sind für diese Lampen speziell konzipierte Vorschaltgeräte erforderlich. Auch neue EVG von 26 Millimeter-Lampen sind nicht brauchbar. Diese sind abeschon sehr effektiv und sollten auf keinen Fall einfach weggeworfen werden. Der Einsatz von 16 Millimeter-Lampen ist deshalb nur bei einer völligen Neugestaltung der Anlage oder bei Neueinrichtungen zu empfehlen. Bitte beachten Sie dabei unbedingt, dass Arbeiten an Beleuchtungsanlagen nur von einem Fachmann auszuführen sind! Dabei kommt es nicht unbedingt darauf an, die Beleuchtungsstärke zu erhöhen. Wer mit dem bisherigen Pflanzenwuchs und den Lichtverhältnissen zufrieden war, der sollte bei der Umgestaltung der Anlage darauf achten, die bisherige Lichtstärke beizubehalten aber eben unter Verwendung von Lampen mit einer niedrigen Leistungsaufnahme. Nur dann kommt eine Energiekosteneinsparung zustande.

Lichtfarben - Lampenwechsel

Die neuen 16 Millimeter-Lampen sind in den üblichen Drei-Banden-Standardlichtfarben Tageslicht (850), Neutralweiß (527) und Warmton (580) erhältlich. Für die Meeresaquarianer unter uns sind auch Lampen mit blauen Farbtönen erhältlich. Die veranschlagte hohe Lebensdauer der 16-Millimeter-Lampen (nach 17000 Std. nur zehn Prozent Lichtabfall) könnte uns dazu veranlassen, dass die Lampen vier Jahre, bei einer Beleuchtungsdauer von 10 -12 Std. täglich, im Einsatz sind. Jedoch ist das noch nicht konkret erprobt worden und es fehlen dazu auch noch die Erfahrungswerte. Deshalb sollte die angepriesene lange Lebensdauer nicht voll ausgeschöpft werden.

Lichtspektren von Leuchtstofflampen

Der hohe Peak im Bereich grün-gelb ist charakteristisch für das Lichtspektrum von Leuchtstofflampen. Er beruht auf dem Emissionsspektrum des in allen Leuchtstoffröhren enthaltenen Phosphors und zeigt sich dabei besonders ausgeprägt bei billigen Leuchtstoffröhren. Da er im Bereich grün-gelb liegt, erzeugt er einen starken Helligkeitseindruck - mit anderen Worten, er sorgt für eine hohe Lichtausbeute. Zum Fotografieren sind diese billigen Lampen denkbar ungeeignet. Die Bilder werden stark grünstichig.

Durch Mischen mehrerer (3-5, bisweilen 7-9) Leuchtstoffe und Gase versucht man, die Farbwiedergabe zu verbessern. So genannte 3-Banden-Strahler erreichen die Farbwiedergabestufe 1B und sind für viele Anwendungen brauchbar. Die besten Farbwiedergabewerte erreichen 5-Ban-den-Strahler wie Osram Lu-milux de luxe tageslichtweiß und Philips Tageslicht de luxe

Verschiedene Spektren von Leuchtstofflampen Grafiken: Firma Osram

Kosten - Beschaffungstipps

Die 16-Millimeter-Lichtsysteme sind vom Anschaffungspreis her recht akzeptabel, wenn man noch handwerkliches Geschick mitbringt und einen bestehenden Lampenkasten (Vorschaltgeräte, Fassungen etc.) umbauen kann, spart man sich noch ein paar Euro. Im Vergleich zu höheren Anschaffungskosten wird beim Betrieb erheblich Energie eingespart, somit amortisieren sich die Kosten innerhalb kurzer Zeit. Anschaffungskosten sind immer abhängig von der Größe der Leuchten und der Lichtstärke. Als ungefährer Anhaltspunkt die Kosten wie folgt: Lampen ca. 4.00 - 10.00 Euro und die EVG's ca. 30.00 - 40.00 Euro pro Stück. Beim Fachhändler kann es gelegentlich zu Problemen kommen die 16-Millimeter-Lampen zu besorgen, denn die Nachfrage ist noch sehr gering und deshalb sind die Leuchten nicht immer vorrätig.

Auch via Internet kann man sehr günstig an 16-Millimeter-Leuchtstoff röhren kommen, jedoch sollte man da genau auf die Versandbedingungen, vor allem die teilweise saftigen Sperrgutzuschläge beachten. Nicht immer bekommt man dort Lampen in geringer Stückzahl.

Variation der Beleuchtungsstärke

Viele Aquarianer sind an einem natürlichen Ablauf der Beleuchtung interessiert und beeinflussen ihre Beleuchtung mit verschieden Lampen mit unterschiedlichen Beleuchtungsstärken, die mittels Zeitschaltuhren im ständigen Wechsel zu bzw. abgeschaltet werden. Mit diesem Thema könnte man Bibliotheken füllen, denn jeder Referent oder Redakteur sieht das anders. Ich bin ein Befürworter dieser These, denn auch in der Natur ist das Licht nicht immer gleichmäßig hell oder stark in der Beleuchtungsstärke! Da man für jede Lampe ein extra EVG benötigt, entstehen dadurch höhere Anschaffungskosten. Man könnte auch zwei 16-Millimeter-Lampen mit einem EVG betreiben. Die Anschaffungskosten für diese EVG'S sind nur um ein paar Euro teurer als bei einem einzelnen EVG.

Eine andere Möglichkeit zur zeitweisen Reduzierung der Beleuchtungsstärke ist das Dimmen. Beim Dimmen kann man mittels Regeleinrichtung die Beleuchtungsstärke stufenlos reduzieren und damit den Energieverbrauch verringern. Auch Systeme mit Zweifach-EVG lassen sich dimmen. Dies ermöglicht eine Beleuchtungsreduzierung ohne dass ein zweites EVG gekauft werden muss. Dafür ist aber der Kauf einer Dimm-Einrichtung erforderlich. Das Dimmen hat den Vorteil, dass die Beleuchtungsstärke und damit der Energieverbrauch, stufenlos einreguliert werden kann. Bei zeitweisem Abschalten einer Lampe dagegen steht entweder nur die volle oder die halbe Beleuchtungsstärke zur Verfügung. Ob man später dimmen möchte, muss man sich aber schon beim Kauf der Beleuchtungsanlage überlegen. Denn dann müssen dimmbare EVG installiert werden, weil nur damit Dimmen möglich ist.

Fazit

Leuchten mit der neuen 16-Millimeter-Lichttechnik sind hervorragend für aqua-ristische und auch terraristische Zwecke geeignet und sollten immer mehr zum Einsatz kommen. Wer besonderen Wert auf Wirtschaftlichkeit legt, sollte die Ausführung mit hoher Energieeffizienz wählen. Wer hohe Leuchtdichten benötigt, sollte die Variante mit einem hohem Lichtstrom wählen.

Herzlichen Dank an Herrn C. Wallert, sowie die Firma Osram für ihre freundliche Unterstützung mit Bild- und Textmaterial.
 

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