Technik: Positionslaternen an Bord auf LED umrüsten – was man wissen sollte

LED – Lohnt sich der Wechsel?

Allen, die mit dem Gedanken spielen, ihre Positionslaternen an Bord auf LED umzurüsten, sei gesagt: Es lohnt sich. Die neue Technik bringt zwar Investitionskosten mit sich, im Verbrauch ist sie aber deutlich sparsamer als herkömmliche Lampen. Burkhard Linke verrät, was man über LED wissen sollte.

Der Verbrauch der LEDs ist so gering, dass sie nächtelang brennen können © Burkhard Linke

Die Anforderungen an Navigationsleuchten sind groß. Gefordert sind hohe Ausfallsicherheit, dauerhafte Wasserdichtigkeit und Unempfindlichkeit gegen Vibrationen. Nur eines sollten die Navigationsleuchten möglichst nie – während einer Nachtfahrt ausfallen. Ein Leuchtmittelwechsel ist im Dunkeln aufwendig und dazu im Masttopp nahezu unmöglich.

Durch den Austausch konventioneller Navigationsleuchten gegen LED-Navigationsleuchten (LED = Light Emitting Diode ) wird nicht nur die Sicherheit auf See wesentlich erhöht, auch die Stromersparnis ist erheblich.

Im Folgenden geben wir Tipps zur Installation und Werte zum Stromverbrauch von LED-Laternen, und gehen der Frage nach, warum eine behördliche Zulassung unverzichtbar ist.

Alle LED-Navigationsleuchten, die wir in der Tabelle vergleichen, haben eine gesetzliche Zulassung vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) für Schiffe unter 20 Meter Länge. Navigationslichter, die von LEDs betrieben werden, werden seit 2006 international zugelassen.

01 Rahmenbedingungen für eine gesetzliche Zulassung

Aus Sicherheitsgründen ist nur der Betrieb von gesetzlich zugelassenen Navigationsleuchten erlaubt. Detaillierte Bestimmungen findet man in der Seeschifffahrtsstraßen-Ordnung im Paragraph acht bis zehn und in den Internationalen Kollisionsverhütungsregeln.

Navigationsleuchten müssen grundsätzlich elektrisch betrieben werden, ein mit Petroleum betriebenes Ankerlicht entspricht nicht den Vorschriften. Ausnahme: Schiffe ohne ausreichende Stromversorgung an Bord. Navigationsleuchten müssen fest mit dem Schiff verbunden sein. Die vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Baumuster geprüften Navigationsleuchten tragen eine Zulassungsnummer, beispielsweise BSH//00/01/10.

Wheelmark Konformitätszeichen

Zulassungen anderer Länder sind mit einem Steuerradsymbol (Wheelmark) markiert und werden gleichwertig behandelt. Steuerradsymbol-Zulassungen dürfen mit Angabe einer ID-Nummer in Deutschland auch vom Germanischen Lloyd erteilt werden.

Sind Navigationsleuchten an Bord montiert, die in einem anderen europäischen Land zertifiziert wurden, müssen die Zulassungsdokumente an Bord mitgeführt werden. Die in der Vergangenheit vom Deutschen Hydrografischen Institut (DHI) zugelassenen Lampen behalten ihre Gültigkeit.

ACHTUNG!

Nach den geltenden Kollisionsverhütungsregeln ist eine CE-Kennzeichnung kein Ersatz für eine behördliche Zulassung. Wird in einer Navigationslaterne die Glühlampe gegen ein LED-Leuchtmittel getauscht, verliert eine zertifizierte Laterne die Zulassung.

Im Rahmen der Zulassung wird im Lichtlabor des BSH zum Beispiel Folgendes ermittelt:

  • ist das Navigationslicht ausreichend weit zu erkennen? (Tragweite)
  • stimmt die Lichtfarbe des abgestrahlten Lichtes, um Verwechslungen zu vermeiden? (kein Blaustich)
  • werden die vorgeschriebenen Abstrahlwinkel (Sektoren) eingehalten?
  • wird auch bei Schräglage im Seegang die notwendige Tragweite des Lichtes erreicht?

Im März 2009 wurde die Seeschifffahrtsstraßen-Ordnung an europäische Regelungen angeglichen und die gesetzliche Mindesttragweite der Seitenlaternen für Schiffe unter zwölf Meter von zwei Seemeilen auf eine Seemeile reduziert.

© Burkhard Linke

02 Montage der Navigationslichter

Alle Navigationsleuchten müssen senkrecht zur Konstruktionswasserlinie angebracht werden. Das Topplicht muss, das Hecklicht sollte möglichst nah an der Kiellinie montiert werden. Um die nach den Regeln der Kollisionsverhütung korrekte Montage und die notwendige Wasserdichtigkeit zu gewährleisten, muss unbedingt die Montageanleitung beachtet werden. Die Montage muss an einem Ort erfolgen, bei dem die Abstrahl-Sektoren beispielsweise nicht von Relingsstützen unterbrochen werden.

03 Verkabelung und Kabelquerschnitt

Soll eine konventionelle Navigationsleuchte durch eine LED-Leuchte ersetzt werden, ist der vorhandene Kabelquerschnitt ausreichend. Der LED-Stromverbrauch ist um ein Vielfaches geringer (siehe Tabelle Vergleich Stromverbrauch). Das vorhandene Kabel ist bei einer vorschriftsmäßigen Verkabelung also mehrfach überdimensioniert. Wurde zum Anschluss der Navigationsleuchte von der Werft kein verzinntes Kupferkabel (wie im US-Schiffbau schon immer vorgeschrieben) verwendet, kann es bei starker Oxidation (dunkle beziehungsweise grüne Verfärbung der einzelnen Kupferadern) sinnvoll sein, das vorhandene Kabel zu tauschen.

Aufgrund des sehr geringen Stromverbrauchs kann die Steuerung der Positionslaternen zentral über einen Drehwahlschalter erfolgen. Automatisch wird dann mit Symbolen wie Segel, Schiffsschraube und Anker die passende Beleuchtung eingeschaltet.

Im Gegensatz zum elektrischen Anschluss von Glühlampen muss eine LED-Leuchte richtig gepolt angeschlossen werden.

Der Wahlschalter lässt sich so stellen, dass die richtige Beleuchtung für die entsprechende Situation leuchtet © Aqua Signal

04 Technik: Die Vorteile bestechen

Neben der Lebensdauer von LED-Navigationsleuchten von mehr als 10.000 Stunden sind der sehr viel geringere Stromverbrauch und der geringe Wartungsaufwand die Hauptvorteile gegenüber konventionell durch Glühlampen betriebene Navigationsleuchten.

Ein weiterer gravierender Nachteil herkömmlicher Navigationsleuchten ist Korrosion die häufig am Lampensockel oder der Glühlampen selbst auftritt. Das führt durch Übergangswiderstände zu Leuchtkraftverlust oder gar zum Totalausfall der Glühlampen, obwohl diese noch nicht defekt sind.

Bei herkömmlichen Positionslaternen ist die Kunststofflinse der Seitenlichter rot beziehungsweise grün gefärbt, bei LED-Laternen ist das nicht notwendig. Nicht immer war die Linse herkömmlicher Laternen ausreichend gegen den Einfluss von UV-Licht geschützt. Durch Vergilben veränderte sich die Lichtfarbe, und die Tragweite des Lichtes verringerte sich zwangsläufig, der Tausch der Laterne wurde nötig.

Wie bei Glühlampen verliert auch eine LED mit der Zeit an Leuchtkraft. Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) empfiehlt je nach Betriebsstunden spätestens nach zehn Jahren die Leuchtkraft zu prüfen. Einige Hersteller haben eine sogenannte Degrationskontrolle (Alterungskontrolle) in die LED-Laternen integriert, dadurch bleibt die Leuchtkraft bis zum Lebensende der LED erhalten. Ohne Degrationskontrolle verringert sich die Leuchtkraft einer LED ab 7.000 Betriebsstunden um circa 20 Prozent, die einer konventionellen Navi-Glühlampe liegt dann aus eigener Erfahrung exakt bei 0 Prozent, weil der Glühfaden gebrochen ist.

Das Positionslicht am Bugkorb: Der Winkel der beiden Sektoren muss stimmen © Burkhard Linke

Verwechslung

Zu den in verschiedenen Foren geführte Diskussion zur LED-Lichtfarbe und der damit verbundenen möglichen Verwechslung des Ankerlichtes eines Schiffes mit dem Licht eines Sternes nur so viel: bei zugelassenen weißen LEDs ist der Blauanteil sehr gering. Zur sorgfältigen Navigation gehört es ja auch, dass ein grünes oder rotes Licht einer Ampel an Land nicht mit dem Seitenlicht eines Schiffes verwechselt wird, wie auch die Straßenlaterne an Land mit einem Ankerlicht.

Bedacht werden sollte, dass bei längerer Nachtfahrt die Batteriespannung je nach Alter und der Kapazität der Batterie ständig sinkt. Werden die Navigationsleuchten durch Glühlampen betrieben, sinkt die emittierte Lichtstärke und die Tragweite mit der Batteriespannung. Nicht nur um die Batterie vor Schaden durch Tiefentladung zu bewahren, sondern auch um die Leuchtkraft der Positionslaternen zu gewährleisten, muss bei längerer Nachtfahrt der Motor gestartet werden.

Die Versorgungsspannung (bei den zugelassenen Led-Navigationsleuchten) der LEDs bleibt durch einen DC/DC-Wandler stabil, das LED-Licht wird bei sinkender Batteriespannung nicht dunkler.

Anders als im Wechselstrom-Hausnetz mit sehr geringen Spannungsschwankungen, kann die Gleichspannung an Bord über einen großen Bereich zwischen etwa 10,5 und 14,5 Volt schwanken. Wird ein Batterie-Temperatursensor in Verbindung mit der Lichtmaschinen-Ladetechnik verwendet, kann die Ladeendspannung bei niedrigen Temperaturen sogar höher als 15 Volt liegen.

Drei-Farben-Laterne für die Montage im Masttopp © Hella Light

Spannungsspitzen

Die üblichen Spannungsschwankungen an Bord zwischen 12 Volt und bei aktiver Lichtmaschine circa 14,5 Volt wirken sich bei Glühlampen helligkeitschwankend und Lebenszeit verkürzend aus, was bei spannungsstabilisierten LEDs nicht der Fall ist. Ebenso werden für LEDs Lebenszeit verkürzende Spannungsspitzen im Bordnetz durch den DC/DC-Wandler ‚gefiltert‘.

Ist am Navigationsplatz eine kleine Kontroll-Schalttafel installiert, die mit einer zugehörigen LED ein funktionierendes Navigationslicht quittiert, wird dieses Kontrollpaneel nach dem Tausch gegen LED-Navileuchten nicht mehr funktionieren. Der Grund dafür ist der sehr viel geringere fließende Strom in den LEDs. Kleine magnetisch reagierende Schalter im Stromkreis der jeweiligen Leuchte schalten deshalb die LED-Quittungsleuchte nicht mehr zu. Aufgrund der sehr viel höheren Zuverlässigkeit ist die permanente Kontrolle eines aktiven LED-Navigationslichtes aber nicht mehr notwendig.

Hinweis:

Sofern LED-Leuchten auch zur Innenbeleuchtung genutzt werden, sollte geprüft werden, ob in der Leuchte ein Stabilisator eingebaut ist. Im Interesse der LED-Lebensdauer sollte dieser sonst nachgerüstet werden. Das muss nicht für jede Leuchte einzeln sein, es reicht ein in der Leistung passender Stabilisator für die gesamte Innen-LED-Beleuchtung.

05 Stromersparnis

Dass LED Leuchten Strom sparen, kann man schon fühlen, wenn man die Buglaterne nach einer Stunde berührt. LEDs sind nur leicht erwärmt, während Glühlampen geradezu heiß werden. Ein Großteil der Energie, die eine Glühlampe (daher der Name) verbraucht, geht in Wärme verloren.

Wird der Stromverbrauch einer zugelassenen konventionellen Heckleuchte (zehn Watt) mit der einer zugelassenen LED-Leuchte (1,5 Watt) verglichen, spart man 8,5 Watt. Wird nun auch noch das gesamte Einsparpotenzial beim Segeln (Zweifarbenlaterne 25 Watt und Hecklaterne zehn Watt) verglichen, kommt man auf einen gesamt Stromverbrauch für die LED-Positionsbeleuchtung von 4,5 Watt statt 35 Watt für herkömmliche Laternen.

Die LED-Laternen sind kompakter als ihre Vorgänger mit Glühbirne © Burkhard Linke 

Eine Nachtfahrt unter Segeln mit konventioneller Seitenlaterne und Hecklicht entlädt die Batterie nach acht Stunden um knapp 23 Amperestunden. Zusammen mit dem Verbrauch der Navigationsinstrumente werden der Batterie in diesen knapp acht Stunden circa 50 Ampere­stunden entnommen – Kühlschrank und andere Verbraucher nicht mitgerechnet. Ist beispielsweise eine Batteriekapazität von 200 Amperestunden vorhanden, bedeutet das schon eine Entladetiefe von 25 Prozent. Steht dann am nächsten Tag kein Landstrom zur Verfügung oder ist keine Solaranlage oder ein Windgenerator vorhanden, muss zwangsläufig der Motor gestartet werden um eine schädliche Tiefentladung der Batterie zu vermeiden.

Kaufen Sie im Interesse der eigenen Sicherheit keine billigen, nicht zugelassenen LED-Laternen! Auch wenn die Anschaffungskosten hoch sind, ist doch der Zugewinn an Betriebssicherheit eine gute Investition in die Sicherheit auf See. Die Stromersparnis von immerhin 80 Prozent schont den Energievorrat in der Batterie, was diese durch geringere Entladetiefe mit längerer Lebenszeit quittiert.

Alle in der Tabelle vorgestellten LED Laternen können sowohl an 12 als auch an 24 Volt Bordnetzen betrieben werden und sind gegen Abstrahlung von Störungen durch den DC-Wandler getestet.

Vorteile gegenüber herkömmlichen Positionslaternen:

  • Keine Korrosion an der Lampenfassung
  • Mehr als 10.000 Betriebsstunden, kein Vorhalten teurer Ersatz-Glühbirnen
  • Wesentlich geringerer Verbrauch gegenüber Glüh­lampen
  • Unempfindlich gegen Vibrationen und Seeschlag
  • Geringere Wärmeentwicklung, daher kleinere Bauform möglich
  • Gleichbleibende Helligkeit bei Schwankung der Batteriespannung

Vergleich des Stromverbrauchs einer Zweifarbenlaterne und eines Hecklichts

  LEISTUNG LATERNE MIT
GLÜHLAMPE
AMPERESTUNDEN
NACH ACHT STUNDEN
Zweifarbenlaterne 25 W 16,7 Ah
Hecklaterne 10 W 6,7 Ah
Summe nach 8 Std. 280 Wh 23,4 Ah
  LEISTUNG LATERNE MIT
LED
AMPERESTUNDEN
NACH ACHT STUNDEN
Zweifarbenlaterne 3 W 2 Ah
Hecklaterne 1,5 W 1 Ah
Summe nach 8 Std. 36 Wh 3 Ah

Auswahl zugelassener LED-Positionslaternen

  AQUA SIGNAL SERIE 34* AQUA SIGNAL SERIE 43*
Anzahl der LEDs 1 2
Spannungsbereich 12 / 24 Volt 12 / 24 Volt
Stromverbrauch 2 – 3 Watt 3 Watt
Degrationskontrolle ja ja
Gehäusematerial Polycarbonat Polycarbonat
Schutzklasse IP 67 IP 67
Besonderheit bei Tausch gegen konv. Aqua Signalleuchten, können vorhandene Bohrungen verwendet werden bei Tausch gegen konv. Aqua Signalleuchten, können vorhandene Bohrungen verwendet werden
Webseite

www.glamox.com

www.glamox.com

Preis (inkl MwSt.) circa 111 Euro circa 199 Euro
  HELLA MARINE NAVILED PRO* LOPOLIGHT
Anzahl der LEDs 2 36
Spannungsbereich 9 – 33 Volt 10 – 32 Volt
Stromverbrauch 2 Watt ab 0,7 Watt
Degrationskontrolle ja ja
Gehäusematerial PMMA alternativ Polyamid Anodisiertes Aluminium,
Linse aus PMMA
Schutzklasse IP 67 IP 68
Besonderheit Linse auch in schlagfestem
Polyamid erhältlich
LEDs in Harz vergossen,
> 50.000 Betriebsstunden
Webseite

www.hellamarine.com

www.lopolight.com
Preis (inkl MwSt.) circa 99 Euro circa 269 Euro

Text: Burkhard Linke

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2 Kommentare zu „Technik: Positionslaternen an Bord auf LED umrüsten – was man wissen sollte“

  1. avatar Hans Dampf sagt:

    Lopolight kann ich nicht empfehlen. Ein Freund musste innerhalb der ersten drei Jahre bereits zwei Laternen im Mast austauschen. … sehr mühsam. Der deutsche Importeur hat sich nicht zur Abwicklung bereit erklärt, sondern ihn an die Webseite des Dännischen Herstellers verwiesen. Also auch kein guter Service.

    • avatar Christian1968 sagt:

      Noch eine Anmerkung zu den (sehr schönen) Lopolights:
      Die Modelle, welche ich mir bisher angesehen habe, hatten immer nur 1 Seemeile Reichweite und die anderen Hersteller haben eigentlich immer 2 Seemeilen, was ja letztlich den Sicherheitsradius verdoppelt.
      Das sollte bei so einem wichtigen Ausrüstungsteil nicht unerwähnt bleiben.

      Ansonsten volle Zustimmung. Ich verstehe keinen Segler, der sich heute noch eine “alte”, also nicht LED befeuerte Positionslampe ans Schiff schraubt. Der Stromverbrauch ist gigantisch, die Leuchtkraft der Birnen sinkt relativ schnell und dann muss ausgetauscht werden, was neben des Arbeitsaufwandes auch noch eine Dichtungs-Schwachstelle bedeutet, durch die Feuchtigkeit eindringen kann.

      LED ist in jeder Hinsicht besser und sinnvoller.

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