Ist die Natriumdampf-Hochdrucklampe eine Alternative zur LED?

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Weniger Lichtverschmutzung, geringerer Energieverbrauch: seit vielen Jahren gibt es eine bewährte Alternative zur LED – die Natriumdampf-Hochdrucklampe. Was ist dran an der Aussage?

Bei Elektrofachbetrieben, aber auch Bürgermeistern, Bauamtschefs und Betreibern von Industrie- und Gewerbeparks muss im Ergebnis intensiver staatlicher Einflussnahme der Eindruck entstehen, die Zukunft der Beleuchtung kommunaler Straßen, Plätze und von Gewerbeflächen liege ausschließlich bei lichtemittierenden Dioden, kurz LED. Zumindest eine technische Alternative braucht den Vergleich mit LED absolut nicht zu scheuen, spielt jedoch in der öffentlichen Darstellung kaum eine Rolle: Die Rede ist von Natriumdampf-Hochdrucklampen, kurz NAV oder HPS.

Seit Jahrzehnten im Einsatz bieten sie bis zu 70.000 Betriebsstunden und haben die gleiche mittlere Lebensdauer wie LEDs. Aussagekräftiger: Namhafte Hersteller wie das schwedisch-deutsche Unternehmen Aura Light garantieren bei 48.000 Betriebsstunden einen Ausfall von unter zehn Prozent. Allerdings hatten Natriumdampf-Hochdrucklampen lange den Makel, mehr Energie als eine LED zu verbrauchen. Doch das ist Vergangenheit. Denn NAV-Leuchten können heute bedarfsabhängig massiv gedimmt werden – und bleiben dabei technisch stabil.

Forschungsingenieure aus Sachsen-Anhalt haben schon vor über einem Jahrzehnt einen Weg gefunden, den Verbrauch der Lampen in den verkehrsarmen tiefen Nachtstunden frei programmierbar um bis zu 67% zu drosseln, ohne die Spannung zu verändern. Bei dem vielfach ausgezeichneten, physikalisch alternativen Dimmlight-Verfahren wird statt dessen die Stromstärke gedrosselt. Mit dieser Betriebsweise mit konstant geregelter Spannung werden die Leuchtmittel auch bei maximaler Dimmung sicher betrieben und es verlängert die Lebensdauer spürbar.

Mit der NAV kann die Kommune Geld einsparen

Im Jahresmittel werden Energieverbrauch und Kosten halbiert. Dabei gilt: Die Einsparung wird vom Anbieter KD Elektroniksysteme vorher errechnet und in kWh und Euro verbindlich zugesichert. Auf Wunsch erhält die Kommune eine Geld zurück-Garantie –auf die Technik wie auch die Kosten des Einbaus. Den übernehmen stets ortsansässige Fachbetriebe. Die nachrüstbare, für oft noch lange erhaltenswerte Bestandsanlagen wie Neuinstallationen gleichermaßen geeignete Technik ist LED energetisch ebenbürtig.

Wohl auch deshalb hat die EU gerade ein Verbot der NAV-Lampen ausgeschlossen. Sie blieben dauerhaft in voller Bandbreite der Wattagen und Lumenzahl am Markt, hieß es nach den jüngsten Brüsseler Beschlüssen aus dem Bundesumweltamt. Auch Leuchten und Mastköpfe für NAV werden von etlichen Herstellern wie dem Traditionsanbieter Leipziger Leuchten in vielfältigen Formen und Preisklassen geliefert.

Betrachtet man die Kosten der Kombination aus NAV-Leuchtmittel und Dimmer über den gesamten Lebenszyklus bis zum üblicherweise wenig beachteten Tag der Ersatzbeschaffung, ist sie deutlich günstiger als LED. Fällt doch mal eine Lampe aus, wird Ersatz für wenige Euro mit ein paar Handgriffen eingeschraubt. Für Anschaffung und Installation der Technik benötigen die Kommunen dank eines preisgekrönten Finanzierungsmodells zudem keinen Cent zusätzliche Investitionsmittel. Ihnen fließt vielmehr von Anfang an Geld für ihren Haushalt zu. Es handelt sich somit um eine rentierliche Investition – jedoch ohne Investaufwand. Deshalb ist die Dimmlight-Lösung sogar für Städte und Gemeinden in wirtschaftlicher Not geeignet.

Gut für die Umwelt – Weniger Lichtverschmutzung mit NAV

Mit NAV kommt ein weiterer Vorteil hinzu: Natriumdampf-Leuchten mit ihrem warm-orangen Licht tragen nachhaltig zum Insekten- und Umweltschutz bei. Einerseits verringert ihre Dimmung die bundesweit stetig steigende absolute Lichtmenge, Stichwort Verlust der Nacht oder Lichtverschmutzung. Andererseits emittieren sie, wie namhafte deutsche Forschungseinrichtungen betonen, im Gegensatz zu LED kaum ultraviolette, blaue und grüne Lichtanteile. Genau diese Lichtverschmutzung bedroht bekanntlich Insekten, Singvögel und wohl auch die menschliche Gesundheit. Der Bundestag hat deshalb bereits eine Technologiefolgeabschätzung zu LED veranlasst. Diese Argumente überzeugen Elektroprofis wie Verwaltungen – sofern sie davon erfahren.

Beispielsweise hat die Stadt Radeburg bei Dresden Teile ihrer Beleuchtung des Gewerbegebiets mit Dimmern nachgerüstet. Im Jahr 2017 hatte die Stadtverwaltung nur zufällig von der energetisch wie ökologisch vorteilhaften Sparmöglichkeit gehört, lud die Produzenten zu einer Informationsrunde ein. Eine Bauamtsmitarbeiterin fuhr zudem zu Fachkollegen in der Nachbarstadt Heidenau und erkundigte sich nach deren mehrjähriger praktischer Erfahrung mit der Dimmlösung in der Straßenbeleuchtung. Im Ergebnis wurden Ende 2018 vier Dimmer im Gewerbegebiet installiert. Sie regeln 87 der insgesamt 350 Lichtpunkte mit 12.400 W, die etwa ein Viertel des Geländes abdecken. Dadurch sinkt ihr Jahresverbrauch um 27.000 kWh; das bringt eine Ersparnis von ca. 6000 Euro.

Steigt der Strompreis künftig an, wächst die Einsparwirkung mit. Ebenfalls Jahr für Jahr wird die CO₂-Emission um über 17.000 kg gemindert. Die Neuanschaffung inklusive Montage bei einer Straßenlaterne amortisiert sich innerhalb von dreieinhalb Jahren. Demnächst will Radeburg weitere Abschnitte seines Gewerbegebietes mit der Technik ausstatten.

Reaktion des Autors auf die Leser-Kommentare

Aufgrund der regen Diskussion unserer Leser haben wir den Autor Dipl.-Ing. Ralf Kleinodt gebeten, zu einigen Punkten Stellung zu nehmen.

Im Grunde gilt bei der Außenbeleuchtung wie fast überall: Weniger ist mehr. Dimmen jeglicher Art ist deshalb das Mittel der Wahl aus Sicht der führenden deutschen Lichtfolgeforscher. Wünschenswert für sämtliche Leuchtentechnik wäre eine Standardisierung und Normung der Baugruppen inklusive der Leuchtmittel. Das bringt die NAV-Leuchte schon seit mehr als 40 Jahren automatisch mit. Und die LED? Die Lichtausbeute und damit der Wirkungsgrad, bei vernünftigen Farbtemperaturen von <3000 K, ist bei NAV-Leuchtmitteln ab > 50 W und 4000 lm sogar höher als bei LED.

Die Anschaffungs- und Ersatzteilkosten liegen bei modular aufgebauten NAV-Leuchten unter denen von modular aufgebauten LED-Leuchten. Es ergibt sich somit ein herstellerunabhängiger und damit kostengünstigerer Ersatzteilnachkauf innerhalb der recht langen Abschreibungszeit eines Lichtpunktes. NAV-Leuchtmittel erreichen eine mittlere Lebensdauer, wie erwähnt, von mehr als 70.000 h, das sind Nacht für Nacht fast 20 Jahre. Bei 48.000 Betriebsstunden garantieren Hersteller einen Ausfall von unter 10%.

Ein Kommentator schreibt von einem kWh-Preis von fünf Cent: Das ist aber bestenfalls der reine Netto-Strompreis. Hinzu kommt bekanntlich, wie beim Benzin, eine Vielzahl von Steuern und Abgaben, die in den Endpreis einfließen. Der angesetzte Wert von 20 bis 24 Cent entspricht unserer langjährigen Praxiserfahrung. Und er steigt weiter. Ökologisch gesehen steht, unabhängig vom Strompreis, der nachts nahezu unvermeidbare CO₂-Ausstoß bei der Elektroenergieerzeugung immer auf der Minusseite. Ebenso die negativen Auswirkungen der nächtlichen Außenbeleuchtungsintensität auf Mensch, Tier und Pflanzen. Durch eine bedarfsabhängige Halbierung des Stromverbrauchs im Jahresschnitt und damit der Beleuchtungsstärke werden sie ebenfalls halbiert.

Gute NAV-Leuchten strahlen heute bereits weniger als 3% nach oben ab. Zur seitlichen Abstrahlung: Lichtfolgeforscher verlangen eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung. Bei den stark gerichtet abstrahlenden LED bekommt man die nur über eine Verringerung der Leuchtenabstände und Erhöhung der Zahl der Lichtpunkte hin. In der Praxis steigt die Zahl der Lichtpunkte bei Umrüstung immer an. Das kann jeder in seiner Kommune ggf. selbst prüfen. Natürlich kann man LED dimmen. Nur: Unsere mehr als 10-jährige Praxiserfahrung zeigt, dass das kaum eine Kommune macht – meist wegen der zusätzlichen Anschaffungskosten. Im Ergebnis steigt deshalb flächendeckend die emittierte Lichtmenge stetig an. Das und die gravierenden negativen Konsequenzen sind vielfach nachgewiesen. Bei gedimmten NAV sinkt sie dagegen in jedem einzelnen Fall drastisch.

Schließlich: Mein Beitrag soll eine erprobte, aber noch wenig bekannte Alternative aufzeigen, keine Technologiefolgeabschätzung sein. Eine solche zu LED wird jedoch gerade vom Wissenschaftlichen Dienst des Deutschen Bundestages erarbeitet. Auf die Ergebnisse dürfen wir sehr gespannt sein...

Hochdruck-Natriumdampflampen werden nicht verboten

* Ralf Kleinodt ist Geschäftsführer von KD Elektroniksysteme in Zerbst.

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