Steigende Energieeffizienz mit der LED

Steigende Energieeffizienz mit der LED-Reihenschaltung
Die Qualität der LEDs ist in den letzten Jahren deutlich angestiegen. Nicht nur die Helligkeit und
Gleichmäßigkeit sind besser geworden, auch die Energiebilanz ist positiv. Heutige LEDs benötigen ca. 15%
weniger Energie als noch vor 10 Jahren.
Diese positive Entwicklung kann bei der Reihenschaltung der LEDs komplett in einem Verbrauchsvorteil
am Stromzähler abgelesen werden.
Anders ist es bei der Parallelschaltung (z.B. 12 Volt): der Zugewinn an Effektivität wird in der Schutzschaltung wieder in Wärme umgewandelt.
In der Summe ist der Energieverbrauch einer 12-Volt-Kette ca. 25% höher als bei der Reihenschaltung.
Warum das so ist, wird nachfolgend erläutert....
Reihenschaltung
Parallel - Schaltung
1 2 Vo l t
Konstantstrom
zur nächsten LED
(zum nächsten
Modul)
LED
+
LED
LED
LED
+
Schutzdiode
(Z-Diode)
+
elektronischer
Konstanthalter
( o d e r Wi d e r s t a n d )
1 2 Vo l t
Konstantstrom
vom Converter
(Einspeisung)
Bei der Reihenschaltung von LEDs wird eine größere
Anzahl von LEDs hintereinander geschaltet. Wie viele
LEDs das sein können, richtet sich nach der Ausgangsspannung des Converters.
Bei der Parallelschaltung der LED-Module wird eine
feste Anzahl von LEDs (in Reihenschaltung) an das
Netzteil angeschlossen. Das sind bei 12 Volt drei
LEDs, bei 24 Volt sechs bzw. sieben LEDs.
Die Anzahl kann bei einer Spannung von 300 Volt
theoretisch bis zu 100 Stück betragen, in der Praxis
sind es bis zu 80 LEDs. Die Ausgangsspannung des
Converters ist variabel und stellt sich automatisch auf
die Anzahl der LEDs ein.
Die Ausgangsspannung des Netzteiles ist konstant,
d.h. unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen
Module bleibt die Spannung konstant.
Die notwendige Strombegrenzung der LEDs erfolgt im
Converter. Dieser liefert einen konstanten Ausgangsstrom. „Konstant“ heißt dabei: unabhängig von der
Anzahl der angeschlossenen LEDs wird ein gleichbleibender Strom an die LEDs geliefert.
Die notwendige Strombegrenzung der LEDs erfolgt
durch ein elektronisches Bauelement auf jedem Modul.
Im einfachsten Fall ist dies ein Widerstand. Der
Widerstand hat allerdings den Nachteil, dass Strom
nicht wirklich konstant gehalten wird, sondern nur gedämpft wird. Deshalb werden bei modernen Modulen
ICs (integrierte Schaltkreise) eingesetzt, die den Strom
in weiten Grenzen konstant halten können.
Die parallel zu jeder LED geschaltete Schutzdiode ist
im Normalfall nicht in Betrieb. Erst wenn die LED eine
Unterbrechung hat, dann wird die Schutzdiode leitend
und verhindert beim Defekt einer LED, dass der Stromkreis unterbrochen wird.
typisches LED-Modul mit 3 LEDs
3V + 3V + 3V = 9 Volt
+
+
Jede der drei LEDs benötigt ~3 Volt
Die Reihenschaltung der LEDs hat also keine verlusterzeugenden Bauelemente im Stromkreis.
12 Volt
Die Converter für die Reihenschaltung und auch Netzteile für Kleinspannung sind äußerst effizient aufgebaut
und haben einen Wirkungsgrad von 85 - 90%.
Die Differenzspannung zu 12 Volt (=3 Volt) wird am Widerstand oder
Konstanthalter in Wärme umgesetzt (= 25% Verlustleistung)
12 Volt
Im Vergleich der beiden Schaltungsarten verbraucht die Reihenschaltung 25% weniger Energie.
L153 | 22.02.2015
Hansen Neon GmbH
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