Wirkungsgrad & Lichtausbeute bei LEDs
Maßeinheit für die Effizienz von Leuchtmitteln: Wie viel Licht pro Watt erzeugt wird
⚡ Was ist der Wirkungsgrad?
Der Wirkungsgrad (η, Eta) beschreibt, wie effizient eine Lichtquelle elektrische Energie in sichtbares Licht umwandelt. In der Beleuchtungstechnik spricht man meist von Lichtausbeute (Luminous Efficacy), gemessen in Lumen pro Watt (lm/W).
Physikalische Formel
Wirkungsgrad in Prozent
Lichtausbeute (Efficacy)
Lichtstrom pro Leistungsaufnahme
🔬 Theoretisches Maximum
Das physikalische Maximum der Lichtausbeute beträgt 683 lm/W – dies gilt für monochromatisches grünes Licht bei 555 nm, wo das menschliche Auge am empfindlichsten ist.
Warum erreichen LEDs nicht 683 lm/W? Weißes Licht enthält viele Wellenlängen mit unterschiedlicher Empfindlichkeit. Zudem entstehen Verluste durch Wärme, Treiber, Optik und LED-interne Rekombinationsprozesse.
📊 Vergleich aller Leuchtmittel (2026)
| Leuchtmittel | Lichtausbeute | Wirkungsgrad | Lebensdauer |
|---|---|---|---|
| Glühbirne | 10-15 lm/W | ~5% | 1.000 h |
| Halogenlampe | 15-25 lm/W | ~10% | 2.000-4.000 h |
| Kompaktleuchtstoff (ESL) | 50-70 lm/W | ~20% | 10.000 h |
| Leuchtstoffröhre T8 | 80-95 lm/W | ~25% | 15.000 h |
| Leuchtstoffröhre T5 | 90-104 lm/W | ~30% | 20.000 h |
| LED Standard (2026) | 100-150 lm/W | ~40-45% | 30.000-50.000 h |
| LED High-Efficiency | 150-200 lm/W | ~50-60% | 50.000-100.000 h |
| Natriumdampf (Hochdruck) | 100-150 lm/W | ~30% | 24.000 h |
✓ Fazit:
LEDs übertreffen alle anderen Leuchtmittel sowohl in Effizienz als auch Lebensdauer. Eine 9W LED ersetzt eine 60W Glühbirne bei gleicher Helligkeit (~800 lm).
🔧 Faktoren die den LED-Wirkungsgrad beeinflussen
⚠️ Effizienz-Verluste
- 🌡️Temperatur: Pro 10°C über 25°C sinkt die Effizienz um 5-10%. Gutes Wärmemanagement ist entscheidend.
- ⚡Überstrom (Droop): Höhere Stromstärke → überproportional mehr Wärme, weniger Licht. LEDs werden oft unter Nennstrom betrieben.
- 🔌Treiber-Verluste: 5-15% der Energie gehen im Vorschaltgerät verloren. Hochwertige Treiber haben >90% Effizienz.
- 🔍Optik-Verluste: Linsen, Reflektoren und Diffusoren absorbieren 5-20% des Lichts.
✓ Effizienz-Steigerung
- 💎Premium-Chips: Markenhersteller (Cree, Lumileds, Samsung, Osram) bieten höhere Effizienz durch bessere Kristallqualität.
- ❄️Kühlkörper: Aluminium-Kühlkörper halten die LED-Temperatur unter 85°C für maximale Effizienz.
- 🎨Farbtemperatur: Kälteres Weiß (5000K) ist 5-10% effizienter als warmweiß (2700K) wegen des Phosphor-Anteils.
- 📉Derating: LEDs unter Nennstrom betreiben erhöht die Effizienz und Lebensdauer signifikant.
💰 Praktisches Rechenbeispiel: Stromersparnis
Austausch: 60W Glühbirne → 9W LED
Formel zur Berechnung:
Bei 10 Lampen im Haushalt spart der Umstieg auf LED über 260€ pro Jahr! Die Investition amortisiert sich in wenigen Monaten.
❓ Häufig gestellte Fragen
Was ist ein guter Wirkungsgrad bei LEDs?
Ein guter LED-Wirkungsgrad liegt bei 100-150 lm/W. Premium-LEDs erreichen 150-200 lm/W. Zum Vergleich: Glühbirnen haben nur 10-15 lm/W, also etwa 10× weniger.
Warum hat keine Lichtquelle 100% Wirkungsgrad?
Der theoretische Maximum liegt bei 683 lm/W (monochromatisches grünes Licht bei 555nm). Weißes Licht enthält mehrere Wellenlängen, was die maximale Effizienz auf etwa 300-350 lm/W begrenzt. Zusätzlich entstehen thermische Verluste.
Wie berechne ich die Stromersparnis durch LEDs?
Formel: Ersparnis = (alte Watt - neue Watt) × Stunden × 365 × Strompreis / 1000. Beispiel: 60W Glühbirne auf 9W LED (4h/Tag, 0,35€/kWh) spart: (60-9) × 4 × 365 × 0,35 / 1000 = 26€/Jahr.
Sinkt der Wirkungsgrad bei LEDs mit der Zeit?
Ja, durch Degradation sinkt die Lichtausbeute um 10-30% über die Lebensdauer. Qualitäts-LEDs behalten nach 50.000 Stunden noch 70% (L70). Hohe Temperaturen beschleunigen diesen Abbau.