Vorbemerkung

Dieser Artikel bezog sich ursprünglich auf eine Ausgabe der Zeitschrift "Ökotest" von 2009. Darin wurden u. a. Energiesparlampen getestet. Das schlechte Gesamtergebnis veranlasste mich, eigene Messungen anzustellen. Inzwischen sind einige Jahre vergangen, die früheren Sparlampen auf Basis der Gasentladungstechnik wurden zum großen Teil durch LED-Lampen verdrängt. Es gab weitere Testberichte und gemischte Ergebnisse. Das ich hier die Ergebnisse von 2009 infrage stelle, sagt nichts über spätere Testergebnisse aus. Es gibt genügend Hersteller, die es mit den technischen Angaben nicht so genau nehmen. Doch man kann auch leicht falsch messen. In den unendlichen Weiten des Internets finden sich zahlreiche Anleitungen, die aber nur selten auf die Fallstricke hinweisen, in die man leicht geraten kann. Dementsprechend resultieren daraus falsche Schlussfolgerungen.
Ich habe daher den Beitrag überarbeitet und erläutere die Messproblematik anhand von Beispielen.
Hinweis: Wer selber nachprüfen möchte, wieviel Strom seine Sparlampen verbrauchen, der sollte sich wirklich sicher sein, dass er weiß, was er tut. Hier wird mit Netzspannung gearbeitet und eine falsche Handhabung kann Lebensgefahr bedeuten!

Hintergrund

Seit dem ersten September 2009 ist eine EU-Verordnung in Kraft, die die "gute alte" Glühbirne stufenweise aus dem Verkehr ziehen soll. Das Ziel ist, die konventionellen Glühbirnen in den Haushalten nach und nach durch effizientere, sparsamere Leuchtmittel zu ersetzen. Die Glühbirne oder Glühfadenlampe, die sich in über 100 Jahren kaum verändert hat, hat nämlich einen grottenschlechten Wirkungsgrad. Nur rund 5% der eingesetzten elektrischen Energie werden in Licht umgesetzt, der große Rest wird in Form von Wärme verschwendet. Bei Halogenlampen sieht es etwas besser aus, aber mit unter 10% immer noch recht schlecht.
Eine deutliche Verbesserung stellen die so genannten Energiesparlampen dar, vom Prinzip her kleine kompakte Leuchtstoffröhren, die für gleiche Helligkeit nur etwa ein Viertel bis ein Fünftel des Stroms benötigen, den einfache Glühbirnen brauchen. Zudem erreichen sie je nach Qualität und Typ eine 5-10 mal längere Lebensdauer. Noch etwas besser sind inzwischen die LED-Lampen, in denen Halbleiter, sehr helle Leuchtdioden, zum Einsatz kommen. Sie benötigen noch etwas weniger Strom und sind unempfindlicher für häufiges Ein-und Ausschalten.

Um die Energiesparlampen gibt es heftige Diskussionen zwischen Befürwortern und Gegnern. Da geht es um falsche Leistungsangaben, Lebensdauerprobleme, ungemütliches Licht oder den Quecksilber-Anteil in den Lampen. Die Zeitschrift "Ökotest" hat 2009 kräftig Öl ins Feuer gegossen, als die Tester nach einer Testreihe zu einem vernichtenden Urteil kamen. Die meisten Energiesparlampen sollten demnach wesentlich mehr Strom verbrauchen als angegeben, einige sogar mehr als eine konventionelle Glühbirne gleicher Helligkeit. Ist der Spareffekt also nur ein Marketing-Gag? Nein. Ich konnte mir das nicht so recht vorstellen und habe nach einer Erklärung gesucht.
Zunächst einmal hat Ökotest überwiegend Billigprodukte vermutlich fernöstlicher Herkunft getestet. Hier gibt es große Qualitätsunterschiede und es ist nicht auszuschließen, dass einige (Noname-)Hersteller bei den technischen Daten kräftig schummeln. Aber es gibt eine weitere, einfachere Erklärung: die Testdurchführung. Leider gibt es keine Angaben darüber, wie die Lampen getestet wurden. Die beliebten Verbrauchsmessgeräte, wie man sie überall in Baumärkten und bei Discountern für ein paar Euro bekommt, sind vor allem bei kleinen Leistungen oft zu ungenau. Außerdem gehen sie meistens von einem sauberen, sinusförmigen Stromverlauf aus. Die in den meisten Sparlampen eingebauten Elektroniken können den Verlauf stark verzerren und kurze, aber kräftige Spitzen erzeugen. Messgeräte, die nicht richtig integrieren, sondern aus dem Spitzenwert den Effektivwert ermitteln, zeigen dann völlig falsche Werte an. Ich habe das mit verschiedenen Lampen und Messgeräten ausprobiert. Das Ergebnis: Eine 20W-Lampe von Megaman braucht tatsächlich etwa 22W-23W, bei Philips und Osram stimmen die Werte. Auch eine Megaman 7W brauchte soviel wie angegeben. Mit einem Messgerät, dass eine Spitzenwert-Messung macht, ließen sich dagegen statt 20W auch mal 35W messen. Ich vermute, dass die Tester von Ökotest in einigen Fällen einfach von ihren Geräten getäuscht wurden und die wahren Ergebnisse sehr viel besser ausgefallen wären. Das selbe gilt für verschiedene Anleitungen und Ergebnisse aus Internet-Foren. Dazu hier ein Beispiel:

         Fast idealer Stromverlauf an einer 60W-Glühbirne                            Stromverlauf an einer 5W-LED-Lampe

Der Stromverlauf kann je nach Hersteller, Lampentyp und verwendeter Elektronik sehr unterschiedlich sein. Mit einem Stromverlauf, wie er rechts zu sehen ist, kommen viele Messgeräte nicht klar. Selbst moderne Geräte machen da keine Ausnahme. Die im Netz oft zu findende einfache Methode "P=U*I, d. h. man messe den Strom und multipliziere ihn mit 230V, ist zwar in der Theorie richtig, führt aber gerne zu falschen Ergebnissen:

     Hand-Multimeter                                    Multimeter-Funktion des Oszilloskops                Drehspul-Instrument

Wie man gut sehen kann, gibt es deutliche Unterschiede bei gleichen Bedingungen. Ein weiteres kleines Multimeter kam auf 17,1mA. Die Netzspannung schwankte zwischen 235V und 239V, Mittelwert also 237V. Damit ergeben sich für die Osram LED_Star, die laut Beschreibung 5 watt verbraucht, diese scheinbaren Leistungen:

Hand-Multimeter 4,1W und 4,5W

Oszilloskop 8,6W (die TrueRMS-Funktion führt hier richtig in die Irre)

Drehsul-Instrument 5,3W (die rote AC-Skala ist ziemlich verblasst, der Zeiger steht bei 11,1 Skalenteilen, d. h. bei 60mA Vollausschlag dann 22,2mA), heruntergerechnet auf 230V ergeben sich 5,0W

Man benötigt also ein Messgerät, dass integrieren und damit den Effektivwert richtig ermitteln kann. Das geht durchaus mit einigen einfachen Multimetern, aber eben nicht immer (meine zeigen hier etwas zu wenig an) oder mit einem altmodischen Drehspulinstrument. Das alte analoge Instrument ist für solche Messungen gut geeignet, da es aufgrund seiner mechanischen Trägheit gut integriert. Es dient somit als Referenz. Das moderne Oszilloskop mit seiner Multimeter-Funktion zeigt 63% zu viel an, die kleinen Multimeter dagegen zeigen 14% bis 23% zu wenig an. Bei der Vergleichsmessung mit der 60W-Glühlampe waren sich dann wieder alle einig.
Um wirklich sicher zu gehen, müsste man auch noch die Spannung mit erfassen, um die Phasenverschiebung zu bekommen, die je nach verwendeter Elektronik auftreten kann. Einige "Energiekostenmessgeräte" sind dazu in der Lage (sie können den CosPhi ermitteln), ansonsten kommt es zu mehr oder weniger großen Abweichungen nach oben. Zuverlässig funktionieren echte Stromzähler, die man gelegentlich günstig gebraucht bekommen kann. Hier wird die Lampe angeschlossen und eine Weile betrieben. Dann kann man aus der Differenz der Zählerstände und der verstrichenen Zeit die Leistungsaufnahme berechnen.
Die einfachen Leistungs-Messgeräte haben oft noch andere Schwächen. Meines zeigte bei dieser Lampe schlicht 0 Watt an, bei etwas stärkeren Ausführungen lag es um etwa 10% daneben. Man muss sich darüber im Klaren sein, dass solche Messgeräte meistens bis zu 3000W messen können und dann, wenn sie nicht über eine geeignete automatische Bereichsumschaltung verfügen, bei kleinen Leistungen sehr ungenau sein können oder auch eine gewisse Mindestleistung erwarten.

 Ahnlich falsche Ergebnisse kann man auch bei der Messung des Stromverbrauchs insbesondere von Geräten der Unterhaltungs-Elektronik bekommen. Sie sind häufig mit Schaltnetzteilen ausgestattet, die ebenfalls einen nicht sinusförmigen Stromverlauf haben. Scheibare Unterschiede zwischen Soll- und Istleistung von über 100% sind durchaus möglich.

Die Schaltfestigkeit ist bei den heutigen ESL kein Problem mehr, man sollte sie allerdings nicht gerade im Sekundentakt ein- und ausschalten. Trotzdem ist ein Einsatz an Orten, an denen Licht nur kurzzeitig benötigt wird (Treppenhaus) nicht sinnvoll.

Der Lichteindruck ist, wie Tests gezeigt haben, sehr subjektiv und hängt auch von der Umgebung ab. Das Flimmern ist dank moderner Technik verschwunden. Die Lichtfarbe kann ein Thema sein: Das beliebte "warmweiße" Licht ist nicht ganz einfach zu erzeugen.Dazu ist anzumerken, dass die oft verbreitete Behauptung, das Glühlampenlicht sei das natürlichste, schlicht falsch ist. Es wird als angenehm empfunden, weil es sehr viel Rot enthält und damit an Feuer erinnert. Tatsächlich gibt es dieses Licht nur während des Sonnenuntergangs, das natürliche Tageslicht ist sehr viel kälter (Die "Farbtemperatur" wird in Kelvin angegeben und liegt bei Glülampen bei 2500K, bei warmweißen Lampen bei 2700K bis 3000K, beim tageslicht zwischen 5000K und 7000K).

Zum Schluss das Quecksilber. Energiesparlampen enthalten, wie auch die Leuchtstoffröhren, etwa 2-5 Milligramm Quecksilber. An quecksilberfreien Lampen wird noch geforscht, bisher sind keine auf dem Markt erhältlich. In einigen Lampen wird Quecksilber in fester Form verwendet. Das ist weniger problematisch, wenn eine Lampe zerbricht. Gute ESL enthalten das Quecksilber nicht mehr in reiner, flüssiger Form, sondern gebunden als Amalgam. Damit kann es weniger keicht verdampfen.
Quecksilber ist ein Schwermetall und ein Nervengift. Ausgediente Lampen gehören daher in den Sondermüll. Doch wie dramatisch ist die Sache? Nach einer groben Schätzung würden in Deutschland, wenn die ESL einmal verbreitet im Einsatz wären, jährlich etwa 500kg Quecksilber anfallen, also eine halbe Tonne. Zum Vergleich: Deutsche Zahnärzte verarbeiten jährlich ca. 10-15 Tonnen Quecksilber in Form von Amalgam für Zahnfüllungen. Und rund 400 Tonnen hochradioaktiver Abfall suchen jährlich einen Lagerplatz. Schon ein bißchen weniger Stromverbrauch kann das mehr als wettmachen.

Mit dem Siegeszug der LED-Lampen sollte diese Diskussion beendet und überflüssig sein. Sie enthalten kein Quecksilber und bestehen vorwiegend aus Silizium und Kunststoff.