Eigentlich sollte man ihnen Namen geben, jeder einzelnen. LED-Lampen begleiten uns mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 10 oder 20 Jahren länger als manches geliebte Haustier. So zumindest in der Theorie. Denn es kommt immer wieder vor, dass LED-Lampen in bestimmten Leuchten, Fassungen und Einsatzorten auffällig oft vorzeitig den Geist aufgeben. Wir beleuchten, was dahinter steckt und geben Tipps, wie man länger Freude an LED-Lampen hat.

Problemzonen beleuchtet: Aufbau einer LED-Lampe

Unter den Leuchtmitteln sind LEDs nicht nur besonders energiesparend und umweltschonend, sondern im Durchschnitt auch sehr langlebig. Wo aber eine Glühlampe ziemlich stoisch und unbeeindruckt von äußeren Einflüssen ihren Dienst tat, reagieren LEDs konstruktionsbedingt empfindlich auf Feuchtigkeit, diverse Chemikalien und vor allem auf Hitze.

Die eigentliche LED ist ein Halbleiterchip, der Licht emittiert, wenn er unter Spannung gesetzt wird. Im Betrieb nimmt die Helligkeit im Laufe der Jahre allmählich ab (Lichtstromrückgang) und gilt als verbraucht, wenn sie nur noch 70 % ihrer ursprünglichen Helligkeit abgibt. Gegenüber Schaltvorgängen ist der LED-Chip unempfindlich und verträgt Schaltzyklen im neunstelligen Bereich. Eine höhere Betriebstemperatur beschleunigt hingegen den Alterungsprozess.

Umgeben ist der LED-Chip von einem transparenten Leuchtstoff, der im Zusammenspiel mit dem Chip die Lichtfarbe der LED-Lampe bestimmt. Der Leuchtstoff kann auf Substanzen in der Luft reagieren und vorzeitig altern, sodass sich das Licht der LED eintrübt oder die Farbe ändert. Die Spannungsversorgung des LED-Chips stellt eine Vorschaltelektronik sicher, auch Treiber genannt, die sensibel auf Hitze und Spannungsspitzen reagieren kann. Das Versagen von Vorschaltplatinen durch thermischen Stress ist der häufigste Grund für den Ausfall einer LED-Lampe. Metallteile und Kontakte drohen zu korrodieren, wenn die LED-Lampe Feuchtigkeit ausgesetzt ist.

Aufbau einer LED-Lampe (ohne Vorschaltelektronik)

Hot or not: Hitzeentwicklung von LED-Lampen

Vielen ist es nicht bekannt, aber auch LED-Lampen werden im Betrieb heiß. Während Glühlampen 90 – 95 % ihrer Aufnahmeleistung in Wärme umwandelten, sind es bei LEDs nur noch 70 – 80 %. Gemeinsam mit der deutlich geringeren Leistungsaufnahme von beispielsweise 9 Watt statt 60 Watt geht von LEDs kaum Brandgefahr aus. Dennoch können LED-Lampen ab 5 Watt eine Hitze entwickeln, die bei Berührung mit bloßen Händen schmerzt. Leistungsfähige LED-Chips kommen nach einiger Betriebszeit bis auf 120 Grad.

Die Hitze schadet dem LED-Chip, den Lötstellen und Klebeverbindungen und kann zum Ausfall der Vorschaltelektronik führen. Um das zu vermeiden, führen Kühlkörper die Hitze des LED-Chips nach außen ab. Allerdings sind sie manchmal durch die Beschränkungen eines Retrofit-Gehäuses unterdimensioniert oder können durch zu enge Leuchten-Gehäuse nicht optimal arbeiten.

Ob die vorgesehene Betriebstemperatur der LED-Lampe eingehalten wird, lässt sich am Tc-Punkt feststellen: Dieser definierte Punkt am Gehäuse sollte die angegebene Höchsttemperatur nicht überschreiten, sonst verkürzt sich die Lebensdauer der LED-Lampe deutlich.

Lebensdauer von LEDs verlängern: Tipps zur Planung

Der LED-Lampe Luft lassen: Die Kühlung der LED klappt nur bei einer ausreichenden Luftzirkulation einwandfrei. Es sollte mindestens ein Zentimeter Hohlraum um die Lampe bleiben. Zwängt sich die Lampe in ein knapp bemessenes Gehäuse oder wird der Kühlkörper bedeckt, steigt die Betriebstemperatur über die empfohlenen Werte.

Umgebungstemperatur beachten: Glühlampen konnte man bei fast jeder Außentemperatur betreiben, doch LEDs leiden in heißer Umgebung. Bei Temperaturen von 50° C, die in der Sauna oder im Sommer direkt unter einem Sonnendach leicht zu erreichen sind, kann es zu einem Helligkeitsrückgang kommen.

Kompatible Transformatoren verwenden: Halogenlampen und LEDs stellen unterschiedliche Ansprüche an den vorgeschalteten Niedervolt-Trafo, der für eine konstante geringe Spannung sorgt. Wer Halogenlampen durch Retrofit-LEDs ersetzen möchte, sollte darauf achten, dass der Trafo auch für den LED-Einsatz kompatibel ist. Listen kompatibler Transformatoren stellen die LED-Hersteller zur Verfügung.

Spannungsspitzen vermeiden: LEDs benötigen einen hohen Einschaltstrom. Um der Vorschaltplatine schädliche Spannungsspitzen zu ersparen, sollten nicht zu viele LEDs im selben Stromkreis geschaltet sein. Ebenso kann der Anschluss von konventionellen Leuchtstoffröhren und der Einsatz von Höchstleistern wie Bohrmaschinen im selben Stromkreis kritisch sein.

Lebensdauer von LEDs verlängern: Tipps zum Einkauf

LED-optimierte Leuchten anschaffen und auf Retrofit-Leuchten verzichten: Glühlampenfassungen sind für eine über 100 Jahre alte Technologie optimiert. Sie stellen die Produzenten von LED-Lampen immer wieder vor Probleme: In den engen Gehäusen sind Vorschaltplatinen und Kühlkörper nur unter Schwierigkeiten unterzubringen. Langlebiger sind LED-Lampen in eigens für LED-Licht konstruierten Leuchten und Fassungen, die den Anforderungen von LEDs besser gerecht werden.

Hochwertige LED-Lampen verwenden: Die LED-Lampen der Marktführer zeichnen sich durch bessere Lichtausbeute und langlebigere Komponenten aus. Oft geht eine Garantie über die gesetzlichen zwei Jahre Gewährleistung hinaus. Vorschaltplatinen liegen möglichst weit vom LED-Chip entfernt, der Kühlkörper ist ausreichend dimensioniert. Demgegenüber kosten Billigprodukte zwar den halben Preis, bieten aber nur ein Zehntel der Lebensdauer.

Lebensdauer von LEDs verlängern: Tipps zum täglichen Einsatz

Nicht unnötig brennen lassen: Eine Binsenweisheit. Der geringe Energieverbrauch von LEDs verleitet dazu, sie auch dann eingeschaltet zu lassen, wenn man sie eigentlich nicht braucht. Das kann bei LED-Lampen mit Überhitzungsproblemen kritisch werden, da eine längere ununterbrochene Betriebsdauer mit höherer Betriebstemperatur einhergeht.

Vor Feuchtigkeit schützen: Dringt Nässe in die LED-Lampe ein, können elektronische und metallische Bauteile korrodieren. Die Schutzart bezeichnet, welcher Menge von Wasser eine LED-Lampe ausgesetzt werden darf.

Vor Chemikalien bewahren: Bestimmte chemische Verbindungen in der Luft können den Leuchtstoff der LED-Lampe angreifen und trüben. Dazu zählen etwa Fettdünste in der Küche, aber auch flüchtige Inhaltsstoffe von Sekundenklebern. Ebenfalls geeignet zur Verkürzung der LED-Lebensdauer sind Abgase aus chemischer Industrie, hoher Schwefeldioxidgehalt in der Luft, Küstenklima mit gewissem Salzgehalt oder Schwimmbadluft mit Chloridgehalt.

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Bilder: Philips, Wacker