Stromaufnahme im Vergleich: LED, Halogen und Xenon im 12-V- und 24-V-Bordnetz

Die Stromaufnahme eines Arbeitsscheinwerfers ist der Strom in Ampere, den die Leuchte bei ihrer Nennspannung aus dem Bordnetz des Traktors zieht, und dieser Wert unterscheidet sich deutlich zwischen Halogen, LED und Xenon. Ein 55-W-Halogen-Arbeitsscheinwerfer zieht im 12-V-Bordnetz 4,6 A. Eine 30-W-LED, die deutlich mehr Licht liefert, zieht 2,5 A. Eine 35-W-Xenonleuchte (HID) zieht im Dauerbetrieb etwa 3 A, während der Anlaufphase aber mehr. Diese Zahlen bestimmen, wie viele Leuchten eine Lichtmaschine tragen kann, welchen Leitungsquerschnitt die Verkabelung braucht, welche Sicherung passt und wie viel Kraftstoff die Beleuchtung über eine Saison zusätzlich kostet. Dieser Ratgeber behandelt die elektrischen Grundlagen, die Stromwerte jeder Technik bei 12 V und 24 V, die Regeln für die Lichtmaschinenreserve, die Bemessung von Leitungen und Sicherungen und die tatsächlichen Kosten dieser Last.

So funktioniert die Stromaufnahme in einem Beleuchtungsstromkreis

Die Stromaufnahme in einem Beleuchtungsstromkreis ist der Strom durch die Leuchte, berechnet aus der Leistung der Leuchte geteilt durch die Bordnetzspannung. Die Formel lautet P = U × I, wobei P die Leistung in Watt, U die Spannung in Volt und I der Strom in Ampere ist. Nach dem Strom umgestellt: I = P / U.

Eine 55-W-Leuchte im 12-V-Bordnetz zieht 55 / 12 = 4,58 A. Dieselbe 55-W-Leuchte im 24-V-Bordnetz zieht 55 / 24 = 2,29 A. Die doppelte Spannung halbiert bei gleicher Leistung den Strom. Deshalb kommen 24-V-Lkw und große Traktoren bei gleicher Beleuchtung mit dünneren Leitungen und kleineren Sicherungen aus als 12-V-Maschinen.

Drei Regeln bestimmen den Beleuchtungsstrom an einem Fahrzeug.

1. Der Gesamtstrom an jedem Schalter und jeder Sicherung ist die Summe aller Leuchten in diesem Kreis.
2. Der Leitungsquerschnitt muss den Dauerstrom plus 25 % Sicherheitsreserve tragen.
3. Die Sicherung muss die dünnste Leitung im Kreis schützen, nicht die Leuchte.

LED- und Xenon-Arbeitsscheinwerfer machen die einfache Formel etwas komplizierter. Bei LED zählt, was der Treiber aus dem Bordnetz zieht, einschließlich seiner eigenen Verluste. Seriöse Hersteller geben die Leistung eines LED-Arbeitsscheinwerfers normalerweise als Eingangsleistung an, der Strom ist dann einfach Nennleistung geteilt durch Spannung. Prüfen Sie trotzdem das Datenblatt. Bei Xenon unterscheidet sich die Stromaufnahme zwischen Kaltstart und Dauerbetrieb, weil das Vorschaltgerät zum Zünden des Lichtbogens einen hohen Strom durch den Brenner schickt.

Einen breiteren Überblick über die Elektrik der Beleuchtung bieten 12-V- und 24-V-Bordnetze an Traktoren und Arbeitsscheinwerfer mit Relais an das 12-V-Bordnetz anschließen.

Stromaufnahme von Halogen-Arbeitsscheinwerfern bei 12 V und 24 V

Ein Halogen-Arbeitsscheinwerfer zieht einen Strom gleich seiner Nennleistung geteilt durch die Bordnetzspannung, ohne Treiberverluste und mit gleichbleibendem Wert über die gesamte Lebensdauer der Lampe. Halogen ist die einzige der drei Techniken, bei der die aufgedruckte Leistung der tatsächlichen elektrischen Last entspricht.

Stromaufnahme von Halogen-Arbeitsscheinwerfern bei 12 V.

1. 35-W-H3-Lampe: 2,92 A bei 12 V.
2. 55-W-H3- oder H7-Lampe: 4,58 A bei 12 V.
3. 60/55-W-H4-Zweifadenlampe (Fernlicht): 5,0 A bei 12 V.
4. 65-W-H9-Lampe: 5,42 A bei 12 V.
5. 100-W-Hochleistungs-Arbeitsscheinwerfer: 8,33 A bei 12 V.

Stromaufnahme von Halogen-Arbeitsscheinwerfern bei 24 V.

1. 35-W-H3-Lampe: 1,46 A bei 24 V.
2. 55-W-Lampe: 2,29 A bei 24 V.
3. 70-W-H3- oder H7-Lampe: 2,92 A bei 24 V.
4. 100-W-Hochleistungslampe: 4,17 A bei 24 V.

Sechs 55-W-Halogen-Arbeitsscheinwerfer an einem 12-V-Traktor ziehen 27,5 A. Dieselben 6 Leuchten an einem 24-V-Teleskoplader ziehen 13,7 A. Leitung und Sicherung richten sich danach. Nach der Leitungstabelle unten braucht die 12-V-Anordnung 6-mm²-Leitung und eine 30-A-Sicherung, die 24-V-Variante kommt mit 2,5-mm²-Leitung und einer 20-A-Sicherung aus.

Die Stromaufnahme von Halogen bleibt von kalt bis heiß gleich, was die Bemessung einfach macht. Der Einschaltstrom liegt in den ersten 50 Millisekunden beim 8- bis 12-Fachen des Dauerstroms, daher muss die Sicherung träge sein, damit sie nicht unnötig auslöst. Mehr zur Technik finden Sie unter LED oder Halogen bei Traktorbeleuchtung.

Stromaufnahme von LED-Arbeitsscheinwerfern bei 12 V und 24 V

Die Stromaufnahme eines LED-Arbeitsscheinwerfers wird von der Treiberelektronik bestimmt, nicht von den LED-Chips allein, und ein hochwertiger LED-Arbeitsscheinwerfer liefert dasselbe Licht bei deutlich weniger Strom als ein Halogenscheinwerfer. Der Treiber wandelt die Bordnetzspannung in den konstanten Strom um, den die LED-Kette braucht.

Stromaufnahme von LED-Arbeitsscheinwerfern bei 12 V (typische landwirtschaftliche Leuchten der Mittel- und Oberklasse).

1. 18-W-LED-Arbeitsscheinwerfer (1.500 Lumen): 1,5 A bei 12 V.
2. 27-W-LED-Arbeitsscheinwerfer (2.500 Lumen): 2,25 A bei 12 V.
3. 30-W-LED-Arbeitsscheinwerfer (2.800 Lumen): 2,5 A bei 12 V.
4. 48-W-LED-Arbeitsscheinwerfer (4.500 Lumen): 4,0 A bei 12 V.
5. 60-W-LED-Arbeitsscheinwerfer (6.000 Lumen): 5,0 A bei 12 V.
6. 100-W-LED-Lichtbalken (9.000 Lumen): 8,3 A bei 12 V.

Stromaufnahme von LED-Arbeitsscheinwerfern bei 24 V.

1. 27-W-LED-Leuchte: 1,13 A bei 24 V.
2. 48-W-LED-Leuchte: 2,0 A bei 24 V.
3. 100-W-LED-Lichtbalken: 4,17 A bei 24 V.

Der Unterschied im Lichtstrom macht LED für die Lichtmaschine so attraktiv. Ein 55-W-Halogen-Arbeitsscheinwerfer liefert etwa 1.200 bis 1.500 Lumen bei 4,6 A im 12-V-Bordnetz. Ein 27-W-LED-Arbeitsscheinwerfer liefert 2.500 Lumen bei 2,25 A. Die LED erzeugt 67 % mehr Licht bei halber Stromaufnahme. Sechs LED-Leuchten ersetzen sechs Halogenleuchten mit 13,5 A statt 27,5 A und machen 14 A Lichtmaschinenleistung frei.

Der Wirkungsgrad der Treiber unterscheidet sich von Leuchte zu Leuchte, und bessere Treiber verlieren weniger Energie als Wärme. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet weniger Wärme im Treiber und etwas weniger Strom bei gleichem Licht. Mehr zu den Qualitätsstufen finden Sie unter Günstige oder hochwertige LED-Arbeitsscheinwerfer.

Stromaufnahme von Xenon-Arbeitsscheinwerfern (HID) bei 12 V und 24 V

Ein Xenon-Arbeitsscheinwerfer zieht 15 bis 30 Sekunden lang einen hohen Anlaufstrom und pendelt sich dann auf einen vom Vorschaltgerät bestimmten Dauerstrom ein. Das Vorschaltgerät zündet den Lichtbogen im Brenner mit 20.000 bis 30.000 Volt und hält ihn dann mit 80 bis 90 Volt Wechselspannung aufrecht, alles gespeist aus dem 12- oder 24-V-Bordnetz.

Stromaufnahme von Xenon-Arbeitsscheinwerfern (HID) bei 12 V.

1. 35-W-HID-Leuchte, Anlaufphase: 6 bis 9 A in den ersten 15 bis 30 Sekunden.
2. 35-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 3,0 bis 3,5 A bei 12 V.
3. 55-W-HID-Leuchte, Anlaufphase: 8 bis 12 A in den ersten 15 bis 30 Sekunden.
4. 55-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 4,6 bis 5,2 A bei 12 V.
5. 70-W-HID-Leuchte, Anlaufphase: 10 bis 14 A in den ersten 15 bis 30 Sekunden.
6. 70-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 5,8 bis 6,5 A bei 12 V.

Stromaufnahme von Xenon-Arbeitsscheinwerfern (HID) bei 24 V.

1. 35-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 1,5 bis 1,75 A bei 24 V.
2. 55-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 2,3 bis 2,6 A bei 24 V.
3. 70-W-HID-Leuchte, Dauerbetrieb: 2,9 bis 3,25 A bei 24 V.

Der Anlaufstrom ist die entscheidende Größe für Verkabelung und Schaltung von Xenon. Ein Relais, das nur für den Dauerstrom bemessen ist, kann wegen des Einschaltstroms vorzeitig verschleißen. Bemessen Sie das Relais nach dem Anlaufstrom, nicht nach dem Dauerstrom.

Der Wirkungsgrad von Xenon-Vorschaltgeräten liegt bei 80 bis 88 %. Die Lichtausbeute an der Leuchte beträgt 60 bis 90 Lumen pro Watt und liegt damit zwischen Halogen und LED. Ein 35-W-Xenon-Arbeitsscheinwerfer liefert 3.000 bis 3.200 Lumen, ähnlich einem LED-Arbeitsscheinwerfer mit 35 bis 40 W. Mehr zur Xenontechnik finden Sie unter Xenon-Arbeitsscheinwerfer.

Stromaufnahme im direkten Vergleich

Der Vergleich der 3 Techniken bei ähnlichem Lichtstrom zeigt den praktischen Unterschied in der elektrischen Last an einer typischen Arbeitsscheinwerferposition.

Technik	Leistung	Lichtstrom	Dauerstrom 12 V	Dauerstrom 24 V
Halogen	55 W	1.200 bis 1.500 lm	4,58 A	2,29 A
Halogen	70 W	1.500 bis 2.100 lm	5,83 A	2,92 A
LED	18 W	1.500 lm	1,50 A	0,75 A
LED	30 W	2.800 lm	2,50 A	1,25 A
LED	48 W	4.500 lm	4,00 A	2,00 A
Xenon HID	35 W	3.000 bis 3.200 lm	3,00 A	1,50 A
Xenon HID	55 W	4.500 lm	4,60 A	2,30 A

Für etwa 3.000 Lumen auf der Arbeitsfläche braucht Halogen zwei 55- oder 70-W-Leuchten (etwa 9 bis 12 A), LED dagegen eine einzelne 30-W-Leuchte mit 2,5 A, Xenon eine 35-W-Leuchte mit etwa 3 A. LED hat in jeder vergleichbaren Lichtstromklasse die geringste Stromaufnahme. Halogen ist in jeder Klasse die schlechteste Option pro Lumen.

Sechs Leuchten an einem 12-V-Traktor (die sechs Halogenleuchten liefern dabei deutlich weniger als die Hälfte des Lichts der LED- oder Xenonleuchten).

1. Sechs 70-W-Halogenleuchten: 35 A Dauerstrom gesamt.
2. Sechs 30-W-LED-Leuchten: 15 A Dauerstrom gesamt.
3. Sechs 35-W-Xenonleuchten: 18 A Dauerstrom, 36 bis 54 A während der Anlaufphase von 15 bis 30 Sekunden.

Dieselben sechs Positionen mit LED statt Halogen machen an der Lichtmaschine 20 A frei. Diese Reserve zählt bei älteren Traktoren mit 60- bis 90-A-Lichtmaschinen, die bereits durch Kabinenheizung, Steuergeräte, GPS und Rundumleuchten belastet sind.

Lichtmaschinenreserve und Batteriebelastung

Die Lichtmaschinenreserve ist der Unterschied zwischen der Leistung der Lichtmaschine bei Arbeitsdrehzahl und der gesamten elektrischen Last. Beleuchtung, vor allem Arbeitsscheinwerfer mit 4 bis 8 Leuchten, bringt einen Traktor oft an oder über die Grenze seiner Lichtmaschine.

Die Leistung von Lichtmaschinen ist sehr unterschiedlich. Ältere Standardtraktoren haben oft kleine Lichtmaschinen deutlich unter 100 A (die ältesten noch einen Gleichstromgenerator), moderne, hoch ausgestattete Traktoren oft 150 A oder mehr. Prüfen Sie die Angabe auf der Lichtmaschine oder in der Betriebsanleitung.

Die Grundlast eines typischen modernen Traktors (Steuergeräte, ISOBUS, GPS, Klimagebläse, Licht auf niedriger Stufe) liegt bei 25 bis 50 A. Ziehen Sie diesen Wert von der Lichtmaschinenleistung ab, um die Reserve für zusätzliche Arbeitsscheinwerfer zu ermitteln. Sechs 70-W-Halogenleuchten (35 A) an einer 90-A-Lichtmaschine mit 30 A Grundlast lassen 25 A Reserve, das ist knapp. Dieselbe Anordnung in LED (15 A) lässt 45 A Reserve, das ist komfortabel.

Bei abgestelltem Motor zählt die Batteriebelastung. Sechs LED-Arbeitsscheinwerfer, die 30 Minuten beim Anbauen eines Geräts bei abgestelltem Motor brennen, entnehmen der Batterie 7,5 Ah. Dieselbe Arbeit mit Halogen entnimmt 17,5 Ah. Eine typische Traktorbatterie hat 100 bis 130 Ah. Die Halogenanordnung (35 A) würde sie in etwa 3 bis 4 Stunden leeren, und schon lange vorher wäre sie zu schwach, um den Motor zu starten.

Mehr zum Nachrüsten zusätzlicher Leuchten finden Sie unter Zusätzliche Leuchten am Traktor ohne Überlastung des Stromkreises.

Leitungen, Sicherungen und Relais für jede Technik bemessen

Leitungen, Sicherungen und Relais werden nach dem Dauerstrom der Leuchtengruppe bemessen, mit zusätzlicher Reserve für den Einschaltstrom bei Halogen und den Anlaufstrom bei Xenon. Die Leitung führt den Strom, die Sicherung schützt die Leitung, und das Relais schaltet die Last über einen kleinen Steuerstrom.

Leitungsquerschnitt nach Stromaufnahme (12-V-Fahrzeugleitung, einfache Strecke unter 5 Meter).

1. Bis 5 A: 1,0 mm², Sicherung 10 A.
2. 5 bis 10 A: 1,5 mm², Sicherung 15 A.
3. 10 bis 15 A: 2,5 mm², Sicherung 20 A.
4. 15 bis 20 A: 4,0 mm², Sicherung 25 A.
5. 20 bis 30 A: 6,0 mm², Sicherung 30 A.
6. 30 bis 50 A: 10,0 mm², Sicherung 50 A.

Regeln für Sicherungen.

1. Halogenkreise bekommen eine träge Sicherung, die den Einschaltstrom der ersten 50 ms abfängt.
2. LED-Kreise bekommen eine normale Kfz-Flachsicherung, bemessen auf Dauerstrom plus 25 %.
3. Xenonkreise brauchen eine Sicherung, die den Anlaufstrom aushält, also das 2- bis 3-Fache des Dauerstroms.

Bemessung der Relais.

1. Halogengruppen unter 20 A: übliches 30-A-Relais.
2. LED-Gruppen unter 30 A: übliches 40-A-Relais.
3. Xenongruppen: 40-A-Relais für eine einzelne 35-W-Leuchte, 50-A-Relais oder Halbleiterrelais für mehrere Leuchten.

Ein häufiger Fehler ist, das Relais einer Xenongruppe nur nach dem Dauerstrom zu bemessen und den Anlaufstrom zu ignorieren. Die Kontakte verschleißen dann vorzeitig. Halbleiterrelais vertragen wiederholte Einschaltströme besser als mechanische Relais.

Die vollständige Anleitung zur Verkabelung finden Sie unter Traktorbeleuchtung mit Relais verkabeln und Arbeitsscheinwerfer mit Relais an das 12-V-Bordnetz anschließen.

Was eine höhere Stromaufnahme tatsächlich kostet

Eine höhere Stromaufnahme der Arbeitsscheinwerfer kostet auf drei Arten Geld: durch Mehrverbrauch an Kraftstoff, schnelleren Batterieverschleiß und frühere Ausfälle der Lichtmaschine. Der Kostenunterschied zwischen LED und Halogen ist pro Stunde gering, summiert sich aber über eine Saison.

Kraftstoffkosten der Beleuchtungslast. Jede 100 Watt dauerhafte elektrische Last erhöhen den Verbrauch eines arbeitenden Traktors um etwa 0,05 bis 0,06 Liter pro Stunde (Wirkungsgrad der Lichtmaschine 50 bis 60 %, Motorwirkungsgrad etwa 30 bis 35 %, Diesel etwa 36 MJ pro Liter). Sechs 70-W-Halogenleuchten erzeugen 420 Watt Last, also etwa 0,2 bis 0,25 Liter pro Stunde. Dieselbe Anordnung in LED mit 180 Watt kostet etwa 0,1 Liter pro Stunde. Bei 600 Arbeitsstunden im Jahr verbraucht die Halogenanordnung etwa 70 bis 90 Liter Diesel mehr als LED. Multiplizieren Sie das mit Ihrem eigenen Dieselpreis, um die Kosten zu sehen.

Batterieverschleiß durch hohe zeitweise Belastung. Blei-Säure-Batterien verlieren schneller an Kapazität, wenn sie oft und tief entladen werden. Eine Halogenlast von 35 A bei abgestelltem Motor leert eine 100-Ah-Batterie in etwa 3 Stunden. Dieselbe Arbeit mit LED bei 15 A dauert etwa 6 bis 7 Stunden. Traktoren, die oft mit abgestelltem Motor und eingeschalteter Beleuchtung stehen (beim Laden, Anbauen, in der Tierhaltung), beanspruchen ihre Batterien mit Halogenbeleuchtung stärker.

Verschleiß der Lichtmaschine. Eine stark belastete Lichtmaschine wird heißer, und langer Betrieb nahe der Nennleistung verkürzt ihre Lebensdauer. Wer die Beleuchtungslast mit LED senkt, hält die Lichtmaschine weiter von ihrer Grenze entfernt.

Nach den Kraftstoffwerten oben ist die Ersparnis durch LED bei sechs Leuchten überschaubar, eher einige Dutzend als einige Hundert Liter Diesel pro Jahr. Die größeren Vorteile sind mehr Licht, längere Lebensdauer der Leuchten, weniger Lampenwechsel und weniger Belastung für Batterie und Lichtmaschine. Die praktischen Schritte der Umrüstung beschreibt der Ratgeber Traktorbeleuchtung von Halogen auf LED umrüsten.

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