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Der aktuelle Film "Bulb Fiction" über Energiesparlampen betreibt Panikmache – ein Artikel über Quecksilber in Lampen und eine Kritik des Films klären die Fakten.
Dieser Artikel lädt ein, Ansichten über die chinesischen CO2-Emissionen sowie über unsere Beiträge zum Klimaschutz zu überdenken.
Definition: ein einfaches elektrisches Leuchtmittel, basierend auf der Glühemission eines heißen Drahts
Abbildung 1: Eine Haushaltsglühlampe mit E27-Sockel (links) und eine kleinere mit E14-Sockel und mattem Glas (rechts).
Eine Glühlampe (oder Glühbirne) ist ein einfaches Leuchtmittel, in dem Licht durch Glühemission eines elektrisch aufgeheizten Glühdrahts erzeugt wird. Der Glühdraht (Glühfaden) wird heute praktisch immer aus Wolfram gefertigt und bei einer Temperatur von ca. 2500 bis 3000 °C betrieben. Der Glühdraht befindet sich in einem Glaskolben, der entweder luftleer ist oder ein Schutzgas (z. B. ein Edelgas wie Krypton) mit geringem Druck enthält.
Die Halogenlampe ist ein spezieller Typ von Glühlampe, der mit etwas höherer Temperatur betrieben werden kann und dadurch deutlich effizienter ist.
In der Regel wird eine Glühlampe über einen Schraubsockel in einer Leuchte befestigt, der auch den elektrischen Kontakt herstellt. In Europa sind die größeren E27-Sockel und die kleineren E14-Sockel für Anwendungen im Haushalt am gebräuchlichsten.
Glühlampen waren einst das absolut dominierende Leuchtmittel, werden aber vor allem wegen ihrer geringen Energieeffizienz zunehmend durch andere Leuchtmittel ersetzt, insbesondere durch Leuchtstofflampen (Fluoreszenzlampen) – oft auch in kompakter, den Glühlampen eher ähnelnden Form mit Schraubsockel als Energiesparlampen. Außerdem kommen immer mehr LED-Lampen (Leuchtdioden) zum Einsatz.
Auf dem Glaskolben einer Glühlampe ist meistens eine Leistung in Watt angegeben. Diese Angabe bezieht sich nicht auf die abgegebene Lichtleistung, sondern auf die aufgenommene elektrische Leistung (Stromaufnahme). Der Wirkungsgrad einer Glühlampe liegt in der Regel bei nur ca. 5 %, was bedeutet, dass z. B. eine 100-Watt-Glühlampe nur ca. 5 W Licht abgibt. (Bei kleinen Glühlämpchen kann der Wirkungsgrad sogar noch deutlich tiefer liegen.) Der Großteil der restlichen 95 W entweicht als Wärmestrahlung, d. h. als unsichtbares Infrarotlicht. Das ist die praktisch unvermeidbare Folge des Funktionsprinzips: Ein heißer Körper strahlt eben nicht nur sichtbares Licht, sondern vor allem auch Infrarotlicht ab. Eine höhere Temperatur des Glühfadens ist sehr günstig für die Effizienz, verringert jedoch drastisch die Lebensdauer (siehe unten). Es muss also je nach Anwendung ein Kompromiss zwischen langer Lebensdauer und guter Lichtausbeute gefunden werden.
Eine aussagekräftigere Angabe der Lichtausbeute ist in Lumen pro Watt (lm/W). Nicht zu kleine Glühlampen erreichen Werte von etwas mehr als 10 lm/W; kleinere Glühlampen sowie langlebigere Signalglühlampen sind noch weniger effizient.
Es gibt Ansätze, um die niedrige Energieeffizienz von Glühlampen etwas aufzubessern. Der bekannteste ist der der Halogenlampe, bei der es ein physikalisch-chemischer Trick ermöglicht, die Temperatur des Glühdrahts zu erhöhen, so dass ein größerer Anteil der abgegebenen Strahlung im sichtbaren Bereich liegt. Ein anderer Ansatz ist es, den Glaskolbem mit einer Beschichtung zu versehen, die das sichtbare Licht gut durchlässt, einen guten Teil der Infrarotstrahlung aber reflektiert, so dass die Heizleistung des Glühdrahts etwas reduziert werden kann. Dieses Prinzip kommt aber bisher nur in gewissen Spezialglühlampen (IRC-Halogenlampen) zum Einsatz.
Der Betrieb einer 100-Watt-Glühbirne führt dem Raum eine Heizleistung von 100 W zu (außer wenn ein Teil der Strahlung z. B. über ein Fenster entweicht). In der Heizperiode ist diese Wärme nutzbar als Unterstützung für die Heizungsanlage. Allerdings handelt es sich erstens um eine naturgemäß teure und wenig energieeffiziente Elektroheizung, und andererseits kann der Wärmeeintrag im Sommer sogar unerwünscht sein. In Räumen, die mit einer Klimaanlage gekühlt werden, kann sogar ein erheblicher zusätzlicher Energieaufwand für die Kühlung entstehen.
Besonders nachteilig ist die niedrige Effizienz von Glühlampen bei batteriebetriebenen Geräten wie z. B. Taschenlampen. Deswegen werden sie besonders dort kaum mehr eingesetzt. Stattdessen werden häufig Leuchtdioden verwendet.
Glühlampen haben typischerweise eine Lebensdauer von rund 1000 Stunden. Diese kann weiter verkürzt werden, wenn eine Lampe häufig ein- und ausgeschaltet oder mit erhöhter Spannung betrieben werden.
Es ist ohne weiteres möglich, Glühlampen mit wesentlich höherer Lebensdauer von mehreren tausend Stunden herzustellen. Dies erfordert jedoch eine reduzierte Temperatur des Glühfadens, und hierdurch wird die Lichtausbeute bzw. Effizienz weiter vermindert. Deswegen wird dieses Prinzip nur für bestimmte Zwecke, etwa für sicherheitsrelevante Signallampen, eingesetzt. Umgekehrt können z. B. Projektorlampen mit heißerem Glühdraht betrieben werden, was die Lichtausbeute und Brillianz auf Kosten der Lebensdauer erhöht.
Es kursieren Gerüchte, die Lampenhersteller hätten sich in einem Kartell verschworen, keine längerlebigen Glühlampen herzustellen, um mehr Lampen verkaufen zu können. Eine entsprechende Absprache gab es in 1924 bis mindestens 1942 tatsächlich, ist jedoch auch im Lichte des oben genannten Kompromisses zwischen Lichtausbeute und Lebensdauer zu sehen. Die Verbraucher können diesen Kompromiss selbst in Richtung höherer Lebensdauer bei reduzierter Lichtausbeute verschieben, indem sie Dimmer verwenden (siehe unten).
Eine Glühlampe kann ohne weiteres auch mit reduzierter Helligkeit betrieben werden, wenn die zugeführte elektrische Leistung mit einem Dimmer reduziert wird, so dass die Temperatur des Glühfadens etwas weniger hoch wird. Als Nebenwirkungen dieser Temperaturabsenkung wird einerseits der Farbton etwas zum rötlichen Bereich verschoben (was als entspannend empfunden wird), und andererseits sinkt die Energieeffizienz noch weiter ab. Das Dimmen ist also ziemlich untauglich als Maßnahme zum Energiesparen; stattdessen sollte lieber die Anzahl von Glühlampen reduziert werden, oder man kann schwächere Glühlampen einsetzen.
Ein Vorteil von Dimmern ist die Möglichkeit, Glühlampen schonender einzuschalten.
Abbildung 2: Eine kleine 15-Watt-Glühlampe, die bereits durchgebrannt ist. Der Glaskolben ist erkennbar abgedunkelt.
Glühlampen haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Leuchtmitteln:
Dem stehen aber auch Nachteile gegenüber:
In der EU wird der Verkauf von Lampen der niedrigeren Energieeffizienzklassen aus Gründen der Primärenergieeinsparung Glühlampen zunehmend verboten. Vor allem Lampen höherer Leistung müssen höhere Effizienzstandards erfüllen – teils so hohe, dass entsprechende Glühlampen nicht mehr realisiert werden können, effektiv also ein Glühlampenverbot besteht. Dies zwingt zum Ersatz dieser Glühlampen durch andere Leuchtmittel wie Energiesparlampen und andere Leuchtstofflampen oder auch Leuchtdioden.
Solche Glühlampenverbote sind teils noch umstritten. Als ein Nachteil kann angeführt werden, dass der Einsatz von Glühlampen für gewisse Anwendungen durchaus noch sinnvoll sein kann – beispielsweise in nur sehr wenig genutzten Zimmern (z. B. Abstellräume). In anderen Fällen kann der Ersatz von Leuchten, die nur mit Glühlampen betrieben werden können, einen unverhältnismäßigen Aufwand verursachen. Insofern erzwingen die gesetzlichen Vorschriften gelegentlich einen unnötigen Aufwand. Andererseits würden aber ohne ein Verbot viele Glühlampen weiterhin auch dort eingesetzt werden, wo dies einen unnötigen Energieverbrauch und sogar für die Benutzer höhere Gesamtkosten zur Folge hätte. Dies ließe sich wohl auch mit aufwändigen Informationskampagnen nicht verhindern. Deswegen wurde entschieden, dass die Nachteile eines Glühlampenverbots angesichts der erheblichen Primärenergieeinsparung, die auch eine volkswirtschaftliche, energiepolitische und ökologische Dimension hat (Klimaschutz durch Reduktion von CO2-Emissionen), in Kauf zu nehmen sind.
Eine kleine Minderheit leistet noch erbitterten Widerstand gegen Glühlampenverbote bzw. gegen Energiesparlampen, verwendet hierfür aber wenig überzeugende Argumente:
Siehe auch: Beleuchtung, Halogenlampe, Leuchtstofflampe, Energiesparlampe, Leuchtdiode, Energieeffizienz