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LED Innen- und Außenbeleuchtung - Hella Marine

LED Innen- und Außenbeleuchtung

Hella marine LED Leuchten sind hoch entwickelte, optoelektronische Geräte, die mit Fokus auf Wartungsfreiheit, Energieeffizienz und extrem lange Betriebsdauer entwickelt und hergestellt werden.

Durch bedeutende Fortschritte in der Entwicklung von Leuchtdioden und der damit verbundenen Steigerung der Lichtleistung pro Watt können Schiffe heutzutage zu 100% mit LED-basierten Beleuchtungslösungen ausgestattet werden.

Hochqualitative LED Beleuchtung bietet eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zu Leuchten mit herkömmlichen Leuchtmitteln. Hierzu zählen eine deutlich geringere Leistungsaufnahme, eine dramatisch höhere Lebensdauer der Leuchten und eine geringere Betriebstemperatur. Nachfolgend möchten wir einige dieser Aspekte genauer erläutern.

Energieersparnis an Bord

Das hervorstechendste Merkmal von Leuchten
mit LEDs – und gleichzeitig auch der wichtigste
Aspekt für die Anwendung an Bord von Segelyachten und Motorbooten – ist eindeutig die beachtliche Energieersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen.
Das Beleuchtungssystem ist eines der wenigen elektrischen Systeme an Bord eines Schiffes, bei denen durch die Wahl einer hochqualitativen und modernen Lösung der Energieverbrauch stark gesenkt werden kann.

Als Beispiel: Die komplette Hella marine Beleuchtung für eine 50 Fuß lange Riviera Flybridge Sportfisher verbraucht weniger als 2 Ampere. Eine vergleichbare Ausleuchtung mit Glühlampen würde mehr als 18 Ampere verbrauchen. Weitere Vorteile: Verringerte Kabeldurchmesser und dadurch weniger Gewicht sowie mehr Sicherheit durch so gut wie keine Wärmeentwicklung. 

Der Großteil der auf der Riviera 50 
verwendeten Leuchten sind Downlights
der kompakten Serie 9599.
Jede dieser Leuchten verbraucht knapp 0.8
Watt, erbringt aber die Lichtleistung einer 
Halogenleuchte mit 10 Watt.

  LED vs Halogen Graphic

Hella marine Zuverlässigkeit

LEDs sind Halbleiterbausteine und haben daher keine Glühfäden, die brechen können.
Nichtsdestotrotz benötigen sie eine präzise Stromregelung und einen verlässlichen Überspannungsschutz, um eine lange Betriebsdauer zu gewährleisten.

Für Hersteller von LED Leuchten sind daher viele Aspekte in Design und Konstruktion zu beachten, wenn sie langlebige Produkte - besonders für das im Vergleich zu automobilen Anwendungen deutlich forderndere maritime Umfeld - produzieren wollen. 

LED Leuchten von Hella marine sind mit einer Vielzahl von technischen Eigenschaften ausgestattet, die die Lebensdauer der Leuchten deutlich verlängern. Hierzu zählen die hermetisch versiegelten Gehäuse, die Vorverkabelung mit den komplett vergossenen Kabelführungen, der effektive Verpolungs- und Überspannungsschutz, die gegen Stöße und Vibrationen geschützten elektronischen
Komponenten im Innern sowie die schlagzähen und UV-geschützten Gehäuse. Hella marine Produkte sind echte „fit and forget”-Lösungen.

Viele Hersteller von LED Leuchten geben 50.000 oder sogar 100.000 Stunden Betriebsdauer für ihre Produkte an. Viele dieser Angaben sind jedoch generalisiert und beziehen sich lediglich auf die
Gesamtlebensdauer der LED in idealen Konditionen und nicht auf die Lebensdauer als Teil einer gesamten Leuchte und im anspruchsvollen maritimen Umfeld. Außerdem sind viele der Hochleistungs LED Geräte zu neu, als dass sie für derartige Zeiträume hätten getestet werden können (selbst im
Dauerbetrieb sind 100.000 Stunden immer noch ca. 11,5 Jahre).

Auf See sind LED Leuchten Korrosion durch Gischt und salzhaltige Luft, Abnahme der Lichtleistung durch Hitzeeinwirkung, Materialermüdung durch Vibrationen und Stöße, Spannungsschwankungen und -spitzen, sowie niedrigen Batteriespannungen ausgesetzt. All diese Faktoren reduzieren die Betriebsdauer von LED Leuchten beträchtlich, sofern diesen Faktoren nicht durch durch entsprechendes Design – sowohl des Gehäuses als auch der elektronischen Komponenten –begegnet wird. Um die Qualität von LED Leuchten sinnvoll miteinander vergleichen zu können, sollte
daher das Augenmerk auf die Garantie, die Integrität und die Reputation der Hersteller gerichtet sein. Dies ist im Regelfall ein akkuraterer Maßstab als diffuse Angaben über die Betriebsdauer.

Farbtemperatur und -wiedergabe

Bis vor wenigen Jahren war der Mangel an
hochqualitativen weißen Leuchtdioden der
Faktor, der eine viel breitere Verwendung von
LED Leuchten aufhielt - LEDs hatten den Ruf,
„kaltes" und „bläuliches" Licht zu erzeugen.
Durch die rasanten Entwicklungen der vergangenen Jahre hat sich dieser Zustand jedoch geändert und LEDs sind heutzutage in der Lage, ein Licht zu erzeugen, das mit dem einer Glühlampe gleichwertig ist - sowohl in Bezug auf die erzeugte Lichtmenge als auch auf die Lichtfarbe.

Bei der Auswahl von LED Beleuchtung ist
es wichtig, die für die Anwendung passende
Farbtemperatur auszuwählen.
Die Temperatur einer Farbe wird in Grad Kelvin
gemessen. Dies ist am einfachsten erklärt,
wenn man sich daran erinnert, dass ein Stück
Metall bei steigender Temperatur zuerst rot,
dann orange und schließlich weiß glüht.

Bei Hella marine wird das Licht von Leuchten
mit höheren Farbtemperaturen (>5200K)
als „weiß" und das Licht von Leuchten mit
niedrigeren Farbtemparaturen als „warmweiß" beschrieben.
Leuchten mit weißem Licht eignen sich durch ihre dem Tageslicht sehr ähnliche Farbtemperatur ausgezeichnet für Maschinenräume und die Beleuchtung von Außenbereichen. Leuchten mit warmweißem Licht sind besser für Anwendungen im Innenbereich geeignet, da die Wärme der Lichtfarbe eine angenehmere Farbwiedergabe von Personen, Hölzern, Stoffen,  Nahrungsmitteln und anderen Objekten in
Wohnräumen erzeugt.
Dies sind natürlich nur Richtwerte - weißes Licht akzentuiert Blau- und Grüntöne in Stoffen und Oberflächen sowie die Farbwiedergabe von rostfreiem Stahl und Gelcoats, so dass auch im Bootsinnern die Verwendung von weißem statt warmweißem Licht sinnvoll sein kann.

 

 

 Colour Temperature Chart

 Interior Colour Comparisons

Lichtleistung

Um Leuchten verschiedener Hersteller effektiv vergleichen zu können, muss eine Vielzahl von Faktoren in Betracht gezogen werden. Die für eine Anwendung am besten geeignete Leuchte ist heute nicht mehr einfach diejenige, deren Design am besten gefällt. Faktoren wie Leistungsaufnahme, Lichtleistung und Lichtverteilung müssen im Kontext mit Lichtfarbe, Gehäuseform und -finish gesehen werden.

Hierzu einige detailliertere Informationen:

Lichtstrom

Der in Lumen (lm) gemessene Lichtstrom beschreibt die Gesamtmenge an Licht, die eine Leuchte erzeugt. Je höher die Anzahl Lumen, desto intensiver der Lichtstrom.

Lichtstärke
Die Lichtstärke wird in Candela (cd) gemessen und ist die Strahlungsleistung einer Lichtquelle in einem bestimmten Raumwinkel. Bei Downlights ist die Candela-Zahl bei 0°, also direkt unter der Leuchte, am höchsten.

Beleuchtungsstärke
Die Beleuchtungsstärke, gemessen in Lux (lx), ist der Lichtstrom einer Leuchte geteilt durch die von ihr beleuchtete Fläche. 1 lx ist 1 lm pro m², allerdings nimmt die Beleuchtungsstärke, die eine punktförmige Lichtquelle auf einer Fläche hervorruft, als Folge der Energieerhaltung mit dem Quadrat der Entfernung ab.

Lichtstrom (Lumen) / Fläche (m²) = Beleuchtungsstärke (Lux).
Im Umkehrschluss:
Beleuchtungsstärke (Lux) x Fläche (m²) = Lichtstrom (Lumen)

Wenn sowohl die zu beleuchtende Fläche als auch die gewünschte Beleuchtungsstärke bekannt sind, kann die insgesamt benötigte Menge an Lichtstrom mit dieser Formel errechnet werden. Um hieraus die erforderliche Menge an LED Leuchten abzuleiten, muss nun nur noch die errechnete Gesamtmenge an Lichtstrom durch die pro Leuchte erbrachte Leistung dividiert werden.

Als Beispiel:
Der Salon eines Motorschiffs ist 10m² groß. Die gewünschte Beleuchtungsstärke ist 120 Lux, also werden (10m² x 120 lx) 1200 Lumen benötigt. Der Eigner entscheidet sich für eine LED Leuchte, die 80 Lumen Lichtstrom erzeugt. Er benötigt daher (1200 lm / 80 lm) 15 Leuchten.

Diese Berechnung ist selbstverständlich nur als Empfehlung zu sehen, da unterschiedliche
Räume unterschiedliche Abstrahlwinkel von Leuchten benötigen. Während Leuchten mit Spot-Charakteristik für manche Anwendungen sehr effektiv sind, eignen sie sich dagegen weniger gut für einen gesamten Salon, da ihre Verwendung eine ungleichmäßige Beleuchtung produzieren würde.

Lichtausbeute

Die Lichtausbeute setzt den Lichtstrom
einer Lichtquelle in Verhältnis mit deren
Leistungsaufnahme und wird üblicherweise in
Lumen pro Watt gemessen.
Als Beispiel:
Ein Hella marine Downlight der Serie 9599
verbraucht weniger als 0,8 Watt Leistung und erzeugt ca. 80 Lumen. Die Lichtausbeute der Leuchte ist also (80 lm / 0,8 W) 100 Lumen pro Watt.
Eine interessante Überlegung ist es, den
Lichtstrom einer Leuchte mit deren Preis in
Relation zu setzen - je mehr Lumen pro Euro
(im Englischen umgangssprachlich „flux per
bucks"), desto mehr Licht für Ihre Investition.

  Efficacy Comparisons

Wärmemanagement

Durch die geringe Leistungsaufnahme von LED Leuchten ist deren Wärmeentwicklung ebenfalls deutlich geringer. Die manchmal gefährlich hohen Temperaturen von Glühlampen (eine 12V / 60W Halogenleuchte hat eine Temperatur von ca. 2200°C am Glühfaden) werden so komplett eliminiert.
Dies gibt Designern und Konstrukteuren von Schiffen eine viel breitere Palette an Optionen für die Montage, da der bei herkömmlichen Leuchten für die Belüftung unabdingbare Hohlraum hinter einer Leuchte überflüssig wird. LED Leuchten können so nicht nur an viel mehr Orten installiert werden, sondern auch in Materialien, die leicht entflammbar sind oder sich durch Hitzeeinwirkung verfärben würden, wie zum Beispiel Stoffe, Hölzer und Verbundmaterialien.

Das Wärmemanagement einer LED Leuchte ist für eine lange Betriebsdauer essentiell. Es ist eine Fehlannahme, dass LEDs keinerlei Wärme produzieren – so wie jedes mit Elektrizität betriebene Gerät erzeugen auch LEDs Wärme. Diese muss effektiv von der Diode weggeführt werden, da LEDs
sehr temperaturempfindlich sind und schon bei Temperaturen über 60°C Einbußen in der Lebensdauer und der Lichtleistung zu verzeichnen sind.

Falls eine LED Leuchte sich bei Berührung heiß anfühlt, muss davon ausgegangen werden, dass diese mit einem mangelhaften Wärmemanagement ausgestattet ist und schon nach wenigen hundert Stunden Betriebsdauer weniger hell leuchtet oder sogar ausfällt. Hella marine LED Leuchten fühlen sich auch nach vielen Stunden Betrieb höchstens „leicht erwärmt" an, da sie mit professionellen und für jedes Modell individuell entwickelten Kühlkörpern ausgestattet sind.

Als Pionier in der maritimen LED Beleuchtung verfügt Hella marine über langjährige Erfahrung im Wärmemanagement moderner LED Leuchten. Dies gewährleistet eine langfristige Lebensdauer mit
geringstmöglicher Degradation der Dioden.

Präzisionsoptiken

Um die immer weiter steigende Lichtleistung
moderner Leuchtdioden optimal nutzen zu
können, müssen Leuchten mit erstklassigen
Optiken ausgestattet sein, da erst durch diese
eine gleichmäßige und effektive Beleuchtung
möglich ist.
Anders als herkömmliche Leuchten sind 
Leuchtdioden Punktlichtquellen. Gerade deshalb
ist es so wichtig, deren Lichtstrahl durch Optiken in die gewünschte Verteilung zu bringen.
Diese Verteilung ist im Endeffekt das, was die
Qualität einer Leuchte ausmacht – nicht etwa die wahrgenommene Helligkeit, die man sieht, wenn man direkt in die Leuchte schaut.
Alle Hella marine LED Leuchten benutzen
speziell entwickelte, computerberechnete
Präzisionsoptiken, um das von den Dioden erzeugte Licht optimal zu nutzen und es akkurat und gleichmäßig zu verteilen.

Als Beispiel:
- Hella marine Stufenleuchten strahlen den Hauptanteil ihrer Lichtleistung in einem Winkel von 30° abwärts ab, um mehr Licht auf die Treppe zu lenken und den Benutzer nicht zu blenden.
- Die Optiken von Hella marine Slim Line
Umgebungsleuchten verteilen das Licht von 4 LEDs so, dass eine einzige, beleuchtete Fläche entsteht: eine ebenso attraktive wie subtile Lösung.

   EuroLED Optic Graphic

Optiken, Lichtscheiben und das menschliche Auge

Um eine effektive Verteilung des Lichtstroms moderner LEDs zu ermöglichen, muss das von den Dioden punktförmig abgestrahlte Licht mit Präzisionsoptiken eingefangen und gestreut werden. Dadurch wird eine optimale Nutzung des verfügbaren Lichts sowie dessen gleichmäßige Verteilung sichergestellt.
Auch Sicherheitsaspekte müssen beachtet werden: Moderne LEDs sind intensiv genug, um beim direkten Hineinschauen unangenehm oder sogar schädlich für das menschliche Auge zu sein. Eine vorgeschaltete Optik schützt die Netzhaut, indem sie die Lichtscheibe idealerweise als gleichmäßig erleuchtete Fläche darstellt.

Kosten

Durch die Verfügbarkeit hochqualitativer LED Innen- und Außenleuchten hat eine Verschiebung
von herkömmlichen Leuchten mit Glühlampen und Reflektoren zu komplexen optoelektronischen
Geräten für Beleuchtungssysteme stattgefunden. Diese Einheiten verfügen neben den eigentlichen
Leuchtdioden über Präzisionsoptiken sowie modernste Schaltkreise und sind außerdem mit Abschirmungen gegen Überspannung und Spannungsspitzen ausgestattet.

Aufgrund dessen kostet eine LED Leuchte mehr als eine Leuchte mit Glühfaden – eine Investition,
die sich aber aufgrund der Langlebigkeit und der Energieersparnis dieser Einheiten über die Lebensdauer der Leuchte um ein Vielfaches amortisiert. 

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