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SY Apollonia II, eine Sunbeam 40, mit innovativem Energiekonzept

von Horst Kainz
E-Mail: asyc (ätt) aon.at Internet: www.asyc.at

Meine Erfahrung zu den am meisten kritisierten Punktenleft.gif 40x15

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Neben Windgenerator und Solarpanelen wurde Apollonia II heuer mit 90% Energie sparenden, neuen SMD LED Leuchtmittel ausgerüstet. Wie die einzelnen Lampen umgerüstet wurden, welche Produkte wir ausgewählt haben, und was bei der Umsetzung bemerkenswert ist, erfahren Sie in diesem Bericht.

Nach der Aufrüstung mit Solarpanelen zum Windgenerator, haben wir unsere SY Apollonia II heuer komplett auf LED Beleuchtung umgestellt, um unsere selbst erzeugte Energie noch effizienter nutzen zu können, und die bei Glühlampen üblichen >95% in Wärme umgesetzte Verlustleistung zu sparen.

Um die richtige Wahl der Leuchtmittel zu treffen, habe ich im vergangenen Frühjahr verschiedene Produkte unter unterschiedlichen Bedingungen an Land getestet, um bei der Umsetzung an Bord später nicht mit bösen Überraschungen konfrontiert zu werden, da die Herstellerangaben zwar sehr detailreich sind, die subjektive Lichtempfindung aber daraus nicht wirklich hervorgehen kann. Diese Tests beinhalteten u.a. auch das Verhalten der LED unter unterschiedlichen Spannungen.

Soviel vorweg: die Energieersparnis beträgt 90% bei gleichzeitig sogar höherer Lichtausbeute und wesentlich längerer Lebensdauer von etwa 50.000 Stunden und unbegrenzten Schaltzyklen.
Auch dass keine Abwärme entsteht, empfinde ich als äusserst angenehm, speziell am Kartentisch!

Anbei die ausgewählten SMD LED, bestellt im Internet- Versandhandel.
apollonia_09.jpg 300x225 Ich nenne die Bezugsquellen ohne zu diesen in irgend einem Naheverhältnis zu stehen, oder diese gegenüber anderen Lieferanten zu bevorzugen. Meine Wahl traf ich lediglich nach Aspekten der technischen Eigenschaften, Kosten, und der raschen Verfügbarkeit.

Alle beschriebenen LED Lampen wurden von mir ausgiebig getestet, und auch absichtlich in Überspannungsversuchen zerstört. Die Zerstörungsgrenze liegt weit jenseits der am Bordalltag möglicherweise auftretenden Gegebenheiten.

Die Lichtempfindung ist generell weisser und heller, ohne grell oder unangenehm zu wirken. Die orange Lichtabgabe der herkömmlichen Glühbirnen liegt daran, dass hohe Temperaturen entstehen, die entsprechendes Leuchten verursachen, aber nur 3% in Lichtenergie umsetzen, während bei den LED umgekehrt nur 3% der Energie in Wärme, aber 97% in Licht emittiert werden. Daher bleibt die Leuchtfarbe bei den SMD LED auch bei Über- oder Unterspannung stets gleich.

Durch die geringe Energiezufuhr braucht bei Verwendung der SMD LED absolut nicht mehr beim Licht im Schiff gespart zu werden, wenn ich nun alle 10 Innenleuchten und 4 Spots zugleich anschalte, sind das nur etwa 20 Watt, soviel wie früher die Pantryleuchte alleine benötigt hat! (90 % weniger Strom)

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Bezugsquelle: http://www.spartechnik.de/ unter SMD Lampeneinsätze € 18,00 / Stk

Für die Positionslichter entschied ich mich für 24er SMD LED Lampeneinsätze (Ersatz für Positionslampen mit BAY15D Sockel), die einfach ausgewechselt werden können. (Beim Hecklicht musste ich die Polung der Verkabelung korrigieren, da bei dieser Ausführung der Pluspol der LED Lampe auch an Plus der Zuleitung liegen muss. Bei Verpolung passiert nichts, die LED leuchtet nicht)

Verbrauch: 0,18 Ampere gemessen bei 13 Volt, das entspricht 2,3 - 2,5 Watt, ersetzt die alte 25 Watt (2 Ampere) Positions – Glühlampe, und leuchtet in weissem Spektrallicht sogar heller.
Energieersparnis: 90 %
Sogar bei 10 Volt noch sehr hell, und bei 15 Volt keine Beschädigung oder höherer Verschleiss.
Ersetzt: Backbord-, Steuerbord- und Hecklaterne (Dampferlicht und Topplicht liess ich unverändert, da bei Motorbetrieb genügend Strom vorhanden ist, und ich zum Ankern eine Buglaterne mit LED setze) Vorschiffsflutlicht ist nach wie vor Halogenlampe .

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Für die Kajüten- und Pantry fand ich die 6er SMD LED Soffitten ideal, da diese ein sehr angenehmes weisses Licht abstrahlen, und ohne viel Aufwand einfachst einzusetzen sind. Lediglich die Kontakte mussten leicht gebogen werden, da die alten Soffitten länger waren.

Bezugsquelle: http://www.spartechnik.de/ unter SMD Soffitten € 10,00 / Stk apollonia_01.jpg 350x262







Verbrauch: 0,06 Ampere gemessen bei 13 Volt, das entspricht 0,8 Watt, ersetzt aber die alten 10 Watt Glüh- Soffitten (0,8 Ampere) und leuchtet sogar noch wesentlich heller. Energieersparnis: mehr als 90 % bei zusätzlich noch höherer Lichtausbeute! Auch bei 10 Volt noch relativ hell, und bei 15 Volt keine Beschädigung, leuchtet aber heller, wird warm.
Ersetzt: Pantry, Navi, Toilette, Nasszelle, Maschinenraum, je 2x Bug- und Achterkabine, Kartenbeleuchtung*

Wie baut man die Kartenleuchte um?
ich wollte die gleiche 6er SMD LED Soffitte verwenden, und fand eine Lösung, wie man diese statt der früher verwendeten Gewindeglühbirne einsetzen kann: Den Pluspol der SMD LED Soffitte an der Flanke mit Isolierband umwickeln, sodass kein Kurzschluss in der Fassung entsteht, die Spitze Kontakt mit Plus in der Fassung hat, und nicht wackelt.

Einen starken, isolierten Kupferdraht (aus einem 220 Volt Installationskabel) so formen und biegen, dass dieser den Minuspol der SMD LED Soffitte umschliesst, diese in die Fassung drücken, den Draht in entsprechender Position in die Gehäuserosette = Minus der Fassung pressen, Blende drauf – fertig!

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Ohm’sches Gesetz: ein kurzer Ausflug in die Physik, zur Erleichterung Ihrer eigenen Berechnungen:

Leistung (P) = Watt Spannung (U) = Volt Strom (I) = Ampere Widerstand (R) = Ohm

Leistung (P) = Spannung (U) x Strom (I) Z.B.: 12V x 2A = 24 Watt U x I = P
Spannung (U) = Leistung (P) / Strom (I) Z.B.: 24 Watt / 2A = 12V P/ I = U
Strom (I) = Leistung (P) / Spannung (U) Z.B.: 24 Watt / 12V = 2A P / U = I

Spannung (U) = Strom (I) x Widerstand (R) Definition: wenn an einem Widerstand von 1Ohm
Strom (I) = Spannung (U) / Widerstand (R) eine Spannung von 1 Volt anliegt, so fliesst durch
Widerstand (R) = Spannung (U) / Strom (I) diesen ein Strom von 1 Ampere.

Mit Hilfe dieser Gleichungen kann man Spannungsabfälle errechnen, Widerstände berechnen, und natürlich Berechnungen über Ströme anstellen. (Leitungsquerschnitte bei starken Verbrauchern!)

Auf Grund der auf ein Zehntel reduzierten Ströme bei den LED, ergeben sich auch noch geringere Spannungsabfälle an den bestehenden Zuleitungen, was den Wirkungsgrad insgesamt noch steigert!

Amperestunden (AH): wird Strom von z.B. 20 Ampere eine Stunde lang verbraucht, sind das 20 AH
Eine 80 AH Batterie wäre theoretisch nach 4 Stunden leer. (Praktisch früher, je Entladecharakteristik)
Für die Salonbeleuchtung ist die 9er SMD LED mit G4 Stiftsockel angenehm, da diese weisses Licht mit warmer Tönung auf 9 Elemente verteilt abstrahlen, und daher nicht wie einzelne Hochleistungselemete blenden. 4 Stück davon, kleeblattförmig zusammengelötet, oder in entsprechenden Sockeln eingesetzt, passten genau in meine beiden Salondeckenleuchten, deren frühere Leuchtmittel (Leuchtstoffröhren mit Schaltelektronik) ich entfernte, und die neuen einsetzte.

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Bezugsquelle:
http://www.leds-com.de/irw_list.4734204c4544.html G4 LED warm weiss, € 9,00 / Stk

Da sind je 9 SMD LED drauf, die mehr Licht abgeben, als 10 W Glühsoffitten oder Halogenlampen!

apollonia_15.jpg 200x150Verbrauch: 0,1 Ampere gemessen bei 13 Volt, bzw. 0,4 Ampere (bei 4 Stück in einer Leuchte) . Das ergibt 5 Watt Leistung, aber mehr als die doppelte Lichtausbeute, verglichen mit der früheren 5 Watt Leuchtstoffröhre, die ja bereits sparsam war!
Energieersparnis: auch hier wieder min. 90% zur Glühlampe Glühlampe, bzw. gleich wie Röhre bei mehr Licht. Auch bei 10 Volt noch relativ hell, und bei 15 Volt keine Beschädigung, leuchtet heller, wird wärmer.
Ersetzt: 2 Salondeckenleuchten

apollonia_13.jpg 2048x1536 Bezugsquelle: http://www.leds-com.de/irw_list.4734204c4544.html G4 Sternenhimmel LED JC, weiß, € 1,80 / Stk



Verbrauch: 0,03 Ampere gemessen bei 13 Volt, Das ergibt 0,4 Watt Leistung, und etwas geringere Lichtausbeute verglichen mit der früheren 5 Watt Halogenlampen .
Energieersparnis: über 90% zur Halogenlampe Aber etwas geringere Lichtausbeute Auch bei 10 Volt noch hell, und bei 15 Volt keine Beschädigung, leuchtet heller. Ersetzt: je 2 Lesespots in Salon und Achterkabine

apollonia_08.jpg 350x263 Für das Ankerlicht habe ich 3 normale LED Soffitten zusammengelötet und in eine Ankerlaterne eingebaut. Diese habe ich für den Innenraum nicht verwenden wollen, da sie weniger starkes, und grünlich-gelbes Licht abstrahlen, das ich als nicht so angenehm empfand, aber durch die Fresnell- Charakteristik der Ankerlaterne absolut nicht stört, und zudem hell genug leuchtet, ohne zu blenden.

Bezugsquelle: http://www.leds-com.de/irw_list.4734204c4544.html LED Soffitten, € 2,70 / Stk

apollonia_12.jpg 252x200 Verbrauch: 0,03 Ampere gemessen bei 13 Volt, bzw. 0,12 Ampere (bei 3 Stück in Ankerlaterne) Das ergibt 1,6 Watt Leistung, und entspricht in Lichtstärke einer 15 Watt Glühlampe, die als Ankerlaterne am Bug absolut ausreichend ist.
Energieersparnis: auch hier wieder 90% Bei 10 Volt noch relativ hell, und bei 15 Volt keine Beschädigung, leuchtet heller, wird wärmer. Über 15Volt Beschädigung einzelner Elemente, Ersetzt: 1 Ankerlaterne

Nach nunmehr über 1 Jahr mit dieser LED Beleuchtung an Bord kann ich sagen, dass diese absolut Bordtauglich, sind und in Hinblick auf den Stromverbrauch meine berechneten Erwartungen erfüllt haben, und auch somit mehr Energie für die wichtigen Instrumente und Reserven verfügbar sind!
 
Winkel:
Die Glühlampe hat den Glühfaden an zentraler, dafür vorgesehenen Stelle.
Das mag zutreffen, aber die Glühbirne verfügt über keine punktuelle Quelle, sondern über einen länglichen, horizontal ausgerichteten Glühfaden, der wie der Name sagt, glüht.

Nachdem in den Positionslaternen aber keine Parabolspiegel sitzen, sondern lediglich reflektierende Bleche, Streugläser und Begrenzungswinkel zur Erreichung der Abstrahlcharakteristik, ist dies meiner Meinung technisch wenig relevant.

Die SMD Flächenstrahler auf den LED Einsätzen können zwar zu einer Vergrösserung des Abstrahlwinkels führen, aber Hand auf’s Herz: auf welcher Yacht sind die Positionslaternen so exakt angebracht, dass die Abstrahlung aufs Grad genau zur Kiellinie passt, und wer soll das nachmessen?

Farbe:
Die Filter der Positionslaternen sind für gelbes Glühbirnenlicht konzipiert.
Klar sind sie das, und wenn die Batteriespannung sinkt, und die 3x 25 Watt Positionslichter nur mehr dunkelorange vor sich hinfunseln, passt weder die Tragweite noch die Färbung.

Wie verhält sich das dann mit der BSH Zulassung, oder wenn aus energietechnischen Gründen überhaupt ohne Positionslichter gesegelt wird, wie das viele Segler praktizieren, und erst die Positionslichter anschalten, wenn sie selbst ein Schiff sehen, was wenn sich zwei solche treffen, die hätten dann die „vorschriftsmässige“ Beleuchtung, aber eben abgeschaltet, oder durch zu geringe Stromversorgung abgeschwächt.

Da die LED tatsächlich weisses Spektrallicht abstrahlen, und zwar unabhängig von der Spannung, ist die Farbe tatsächlich ein wenig unterschiedlich, was ja auch logisch ist.

Aber rot bleibt rot, und grün erscheint ein wenig blaustichig. Auf jeden Fall sind die Positionslichter als solche erkennbar, die Tragweite gleich oder höher, was bei unseren Yachten ohnehin wenig hilft, da die Höhe über Wasser meist < 2m beträgt, was weniger ist, als die zu erwartende durchschnittliche Wellenhöhe bei Langfahrten. Dafür empfehle ich ohnehin eine 3-Farbenlaterne im Masttop, die auch von anderen Schiffen gesehen werden kann, wenn die eigene Yacht im Wellental verschwindet.

Tragweite:
Die Glübirnen erfüllen die Nenntragweite
Das tun die LED Einsätze auch, nur eben dauerhafter, da die Stromersparnis 90% beträgt, und auch noch dann, wenn die Batteriespannung unter 12 Volt fällt.

Lieber verwende ich „nicht zugelassene“ LED Einsätze, die hell und deutlich leuchten. Was helfen „zugelassene“ Lampen, wenn man Nachts von einem Tanker überrollt wird, weil der gar nicht Ausschau hält, oder durch Wellen die Lichter ohnehin nicht sieht?



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Letzte Änderung / Last change: Montag, 26. Juli 2010