LED-Lebensdauer & Degradation vollständig erklärt

💡 Was ist LED-Degradation?

LEDs fallen nicht plötzlich aus wie Glühlampen oder Halogenlampen. Stattdessen verlieren sie über die Betriebszeit allmählich an Helligkeit – dieser Prozess wird als Degradation oderLichtstromrückgang bezeichnet. Die technische Lebensdauer (Nutzlebensdauer) wird definiert als der Zeitpunkt, an dem die LED noch 70% (L70) oder 80% (L80) ihres ursprünglichen Lichtstroms (Nennlichtstrom) erreicht.

Die wichtigsten LED-Lebensdauer-Kennzahlen

L70, L80, L90 - Lichtstromerhalt (Lumen Maintenance)

Diese Kennzahlen (Lx-Werte) geben an, wie viel Prozent des anfänglichen Lichtstroms nach einer bestimmten Betriebszeit noch vorhanden ist. Sie sind der zentrale Parameter zur Bewertung der LED-Lebensdauer:

Kennzahl	Bedeutung	Standard
L90	90% Lichtstrom noch vorhanden Kaum wahrnehmbare Helligkeitsabnahme	Premium-LEDs
L80	80% Lichtstrom noch vorhanden Leichte Helligkeitsabnahme sichtbar	Gute LEDs
L70	70% Lichtstrom noch vorhanden Deutliche Helligkeitsabnahme (30% weniger)	Industrie-Standard
L50	50% Lichtstrom noch vorhanden Sehr dunkel, Austausch dringend nötig	Lebensende

⚠️ Wichtig zu verstehen: Wenn ein Hersteller "50.000 Stunden Lebensdauer" angibt, meint er damit üblicherweise L70 – nach 50.000 Betriebsstunden hat die LED noch 70% ihres ursprünglichen Lichtstroms. Die LED funktioniert weiterhin, ist aber merklich dunkler (30% Lichtverlust). Dies ist KEIN Totalausfall, sondern das Ende der Nutzlebensdauer nach Norm!

B10, B20, B50 - Ausfallrate (Failure Rate)

Diese Kennzahl (By-Werte) gibt die statistische Ausfallrate an – also wie viel Prozent der LEDs in einer Charge den angegebenen Lx-Wert nicht erreichen oder vorzeitig komplett ausfallen:

Kennzahl	Bedeutung
B10	10% der LEDs fallen früher aus oder erreichen Lx nicht = 90% der LEDs erreichen die angegebene Lebensdauer
B20	20% der LEDs fallen früher aus = 80% erreichen die Lebensdauer
B50	50% der LEDs fallen früher aus = Medianwert (mittlere Lebensdauer)

Kombination: L70B10

Beispiel: L70B10 = 50.000 Stunden

Bedeutet: Nach 50.000 Betriebsstunden haben 90% der LEDs noch mindestens70% ihrer ursprünglichen Helligkeit. 10% können schon dunkler sein oder ausgefallen sein.

Typische Lebensdauern verschiedener LED-Typen

LED-Typ	Lebensdauer (L70)	Jahre*	Typischer Hersteller	Bewertung
High-Power LED (Premium)	80.000-100.000 h	27-34 Jahre	Nichia, Cree, Osram Oslon	⭐⭐⭐
LED-Industrieleuchte	70.000-100.000 h	24-34 Jahre	Zumtobel, Trilux, Siteco	⭐⭐⭐
Standard LED (Markenprodukt)	25.000-50.000 h	8-17 Jahre	Philips, Osram, Ledvance	⭐⭐
LED-Filament (Retro-Optik)	15.000-25.000 h	5-8 Jahre	Philips Vintage, Osram Vintage	⭐⭐
LED-Streifen (RGB/RGBW)	20.000-30.000 h	7-10 Jahre	Verschiedene Hersteller	⭐
Günstige No-Name LED	10.000-15.000 h	3-5 Jahre	Unbekannte Marken	○ Nicht empfohlen

* Annahme: 8 Stunden Betrieb pro Tag bei optimalen Bedingungen (Tj ≤ 85°C). Daten basierend auf IES LM-80/TM-21 Testverfahren.

💡 Praxisbeispiel: Industriehalle

Anwendung: 24/7 Dauerbetrieb in Produktionshalle (8.760h/Jahr)

Ausgewählt: Premium-Industrieleuchte mit L80B10 = 100.000h
Erwartete Lebensdauer: 100.000h ÷ 8.760h = 11,4 Jahre
Nach 5 Jahren: Noch ca. 90% Helligkeit (L90), völlig ausreichend
Austauschzyklus: Alle 10 Jahre geplant, entspricht L80-Punkt

Wirtschaftlichkeit: Arbeitskosten für Lampenwechsel in 10m Höhe = 200€/Leuchte. Premium-LED (400€) spart gegenüber Budget-LED (150€, alle 3 Jahre) deutlich: 400€ vs. 3×150€ + 3×200€ = 1.050€!

🔍 Qualitätsmerkmale erkennen (IES-Kriterien)

Premium-LEDs erkennen an:

Namhafter Chip-Hersteller genannt (z.B. "Nichia LED")
LM-80/TM-21 Zertifizierung
Detaillierte technische Daten (Tj, CRI, Binning)
5+ Jahre Garantie
Hoher Preis (gerechtfertigt!)

Warnsignale bei minderer Qualität:

Keine Angabe des LED-Chip-Herstellers
Unrealistisch hohe Lumen-Werte
Fehlende technische Daten
Nur 1-2 Jahre Garantie oder keine
Extrem günstiger Preis

Vergleich: LED vs. andere Leuchtmittel

Leuchtmittel	Lebensdauer	Jahre (8h/Tag)	Degradation
LED (Premium)	50.000 h	17 Jahre	Langsam, vorhersagbar
LED (Standard)	25.000 h	8,5 Jahre	Langsam
Energiesparlampe	10.000 h	3,4 Jahre	Mittel, unvorhersehbar
Halogenlampe	2.000 h	0,7 Jahre	Plötzlicher Ausfall
Glühlampe	1.000 h	0,3 Jahre	Plötzlicher Ausfall

Was verursacht LED-Degradation?

1. Thermischer Stress (Hauptfaktor)

Wärme ist der Feind Nr. 1 der LED!

Zu hohe Betriebstemperatur beschleunigt Degradation massiv
Pro 10°C mehr: Halbierung der Lebensdauer (Arrhenius-Gesetz)
Optimale Junction-Temperatur (Tj): < 85°C am LED-Chip
Maximale Junction-Temperatur: 120-150°C (je nach Hersteller)

Temperatur-Auswirkung auf die Lebensdauer

Junction-Temperatur (Tj)	Erwartete Lebensdauer L70	Faktor	Bewertung
55°C	100.000+ h	×2	⭐⭐⭐ Optimal
65°C	80.000 h	×1,6	⭐⭐⭐ Sehr gut
75°C	60.000 h	×1,2	⭐⭐ Gut
85°C	50.000 h	×1	⭐ Referenz (Datenblatt)
95°C	35.000 h	×0,7	○ Akzeptabel
105°C	25.000 h	×0,5	✗ Zu heiß
>120°C	<15.000 h	×0,3	✗✗ Kritisch

Basierend auf IES TM-21 Berechnungen für High-Power LEDs. Werte können je nach LED-Typ variieren.

📖 Standard-Referenz: IES TM-21-11 „Projecting Long-Term Lumen Maintenance of LED Light Sources“ definiert die Extrapolationsmethodik. Die Arrhenius-Gleichung beschreibt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Temperatur und Degradationsrate.

2. Elektrischer Stress

Überspannung: Zerstört LED schnell oder verkürzt Lebensdauer
Stromspitzen: Beim Einschalten, durch schlechte Treiber
Falscher Betriebsstrom: Overdrive verkürzt Lebensdauer

3. Materialermüdung

Phosphor-Degradation: Die Leuchtstoffbeschichtung (Phosphor) verliert an Effizienz, vor allem bei warmweißen LEDs (2700-3000K). Dies führt zu Farbverschiebungen ins Bläuliche.
Bonding-Drähte: Die feinen Golddraht-Verbindungen zwischen LED-Chip und Gehäuse können durch thermomechanische Spannungen brechen oder ihre Kontaktqualität verlieren.
Delaminierung: Ablösung der Verklebung zwischen verschiedenen Materialschichten im LED-Aufbau durch unterschiedliche Wärmeausdehnung.
Linsen/Optiken: UV-Strahlung und Hitze führen zur Vergilbung von Silikonlinsen und Epoxid-Gehäusen, was den Lichtstrom zusätzlich reduziert.

4. Umwelteinflüsse

Feuchtigkeit: Kondensation führt zu Korrosion von Lötstellen, Kontakten und Bonding-Drähten. Wichtig: Richtige IP-Schutzart wählen!
Schwingungen: Mechanische Belastung (z.B. in Fahrzeugen, Industrieanlagen) kann Lötstellen und Bonding-Drähte beschädigen.
Chemikalien: Aggressive Dämpfe (z.B. Chlor, Ammoniak), Salzluft, ätzende Reinigungsmittel greifen Materialien an.
Staub und Verschmutzung: Reduziert Kühlleistung und Lichtaustritt, führt zu höherer Betriebstemperatur.

Degradationskurve einer typischen LED

Typische Degradationskurven verschiedener LED-Qualitäten bei optimalen Betriebsbedingungen (Tj ≤ 85°C)

📊 Kurveninterpretation

Premium-LEDs (grün): Sehr langsame Degradation, erreichen L70 erst nach ca. 100.000h
Standard-LEDs (orange): Moderate Degradation, L70 bei ca. 50.000h
Budget-LEDs (rot): Schnelle Degradation, L70 bereits bei ca. 25.000h
Wichtig: Die Kurven zeigen ideale Bedingungen. Überhitzung kann die Degradation um den Faktor 2-5 beschleunigen!

So maximieren Sie die LED-Lebensdauer

✓ Gut für die Lebensdauer:

Gute Kühlung - große Kühlkörper, Luftzirkulation
Qualitäts-LED - bekannte Markenhersteller
Richtige Dimensionierung - nicht übertreiben
Stabiler Betrieb - guter LED-Treiber
Schutz vor Umwelteinflüssen - richtige IP-Schutzart
Dimmen - weniger Strom = kühlerer Betrieb

✗ Verkürzt die Lebensdauer:

Überhitzung - kleine Gehäuse, keine Lüftung
Billig-Produkte - schlechte Treiber, mindere Qualität
Falsche Anwendung - LED für Außen im Innenraum
Überspannung - falsche Trafos bei 12V LEDs
Häufiges Ein/Ausschalten - Stromspitzen
Feuchte Umgebung ohne passende IP-Schutzart

Praktische Empfehlungen nach Einsatzbereich

Wohnbereich (8-10h/Tag)

Empfehlung: LEDs mit mindestens 25.000h (L70)
Ergebnis: 8-10 Jahre Lebensdauer
Tipp: Dimmbare LEDs gedimmt betreiben = doppelte Lebensdauer

Gewerblich / Büro (12h/Tag)

Empfehlung: LEDs mit 50.000h (L80B10)
Ergebnis: 11 Jahre Lebensdauer
Wartungsfaktor: 0,8 bei Planung berücksichtigen

Industrie / 24/7 Betrieb

Empfehlung: Industrie-LEDs mit 100.000h (L80B10)
Ergebnis: 11 Jahre bei Dauerbetrieb
Wichtig: Professionelle Kühlung, Überspannungsschutz

Testverfahren und Standards für LED-Lebensdauer

LM-80 und TM-21 Standards

Die LED-Industrie nutzt standardisierte Testverfahren zur Vorhersage der Lebensdauer:

Standard	Beschreibung	Testdauer
IES LM-80	Messung des Lichtstromrückgangs von LED-Packages und -Arrays unter kontrollierten Bedingungen bei mindestens drei verschiedenen Testtemperaturen (z.B. 55°C, 85°C, 105°C)	Min. 6.000h (bis 10.000h)
IES TM-21	Hochrechnung der Lebensdauer basierend auf LM-80 Daten. Erlaubt Extrapolation bis maximal 6× der Testdauer (z.B. 10.000h Test → 60.000h Prognose)	Berechnung
IEC 62717	Internationaler Standard für Performance-Tests von LED-Modulen und -Engines, einschließlich Lichtstromerhalt und Farbkonsistenz	Min. 6.000h

🔬 Wie funktioniert die Lebensdauer-Prognose? (IES-Methodik)

LM-80 Test: LEDs werden über mindestens 6.000 Stunden bei verschiedenen Temperaturen getestet
Datenkurve: Der Lichtstromrückgang wird kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet
TM-21 Berechnung: Mathematische Modelle extrapolieren die Kurve in die Zukunft
Sicherheitsfaktor: Konservative Hochrechnung – maximal 6× der Testdauer
Ergebnis: L70 oder L80 Wert mit statistischer Ausfallrate (B10, B50)

Degradation in der Lichtplanung berücksichtigen

Bei der Lichtplanung nach DIN EN 12464-1 muss der Lichtstromrückgang einkalkuliert werden:

📐 Wartungsfaktor (Maintenance Factor, DIN EN 12464-1)

Der Wartungsfaktor berücksichtigt alle Faktoren, die die Beleuchtungsstärke im Laufe der Zeit reduzieren:

MF = LLMF × LSF × LMF × RMF

LLMF: Lamp Lumen Maintenance Factor (LED-Degradation) – typisch 0,90-0,95
LSF: Lamp Survival Factor (Ausfallrate) – typisch 0,95-0,99
LMF: Luminaire Maintenance Factor (Leuchten-Verschmutzung) – typisch 0,85-0,95
RMF: Room Maintenance Factor (Raum-Verschmutzung) – typisch 0,92-0,97

Wartungsfaktoren nach Einsatzbereich

Umgebung	Wartungsintervall	Typischer MF	Hinweise
Saubere Büros	3 Jahre	0,80	Wenig Verschmutzung, regelmäßige Reinigung
Einzelhandel	2 Jahre	0,75	Mittlere Verschmutzung, häufige Reinigung
Industrie (sauber)	2 Jahre	0,70	Produktionshallen mit Klimatisierung
Industrie (staubig)	1-2 Jahre	0,65-0,67	Hohe Staubbelastung, häufige Wartung nötig
Außenbereich	3 Jahre	0,70	Witterungseinflüsse, Insekten, Staub
Straßenbeleuchtung	4 Jahre	0,75	Robuste Leuchten mit guter Abdichtung (IP66)

💡 Planungsbeispiel (DIN EN 12464-1)

Aufgabe: Bürobeleuchtung soll dauerhaft 500 lx erreichen (DIN-Norm). Wartungsintervall: 3 Jahre.

Wartungsfaktor: MF = 0,80 (sauberes Büro)

Anfangs-Beleuchtungsstärke = 500 lx ÷ 0,80 = 625 lx

Ergebnis: Die Anlage muss mit 625 lx geplant werden, damit nach 3 Jahren (mit Degradation und Verschmutzung) noch mindestens 500 lx erreicht werden.

Wann sollte man LEDs austauschen?

✓ Austausch noch nicht nötig:

Helligkeit über 80% (L80)
Keine Farbveränderungen
Kein Flackern

○ Austausch planen:

Helligkeit 70-80% (L80 erreicht)
Leichte Farbveränderung sichtbar
Einzelne LEDs dunkler als andere

✗ Sofortiger Austausch:

Helligkeit unter 70% (zu dunkel)
Starke Farbveränderung (Vergilbung)
Flackern oder Aussetzer
Beleuchtungsstärke unter Norm-Anforderungen

Häufige Fragen (FAQ)

Warum sind meine LEDs nach 2 Jahren schon deutlich dunkler?

Häufigste Ursachen: Überhitzung durch schlechte Kühlung (zu kleine Kühlkörper, geschlossene Einbauleuchten ohne Luftzirkulation) oder minderwertige Produkte mit schwachen LED-Chips. Prüfen Sie, ob die Leuchten heiß werden (Handtest). Bei Qualitäts-LEDs mit guter Kühlung sollte nach 2 Jahren (ca. 6.000h) der Helligkeitsverlust unter 5% liegen.

Gehen LEDs plötzlich aus oder werden sie langsam dunkler?

Normalerweise langsam dunkler (Degradation über Jahre). Plötzliche Totalausfälle sind meist auf defekte LED-Treiber/Vorschaltgeräte zurückzuführen, nicht auf die LED-Chips selbst. Die Elektronik ist oft die schwächste Komponente und sollte austauschbar sein.

Kann man LED-Degradation stoppen oder umkehren?

Nein. Degradation ist ein irreversibler physikalischer Prozess auf atomarer Ebene (Entstehung von Defekten im Halbleiterkristall). Man kann sie nur durch optimale Betriebsbedingungen verlangsamen: niedrige Temperaturen, stabiler Strom, keine Überlastung.

Wie lange ist die Garantie bei guten LED-Herstellern?

Markenhersteller (Osram, Philips, Nichia, Cree) geben typischerweise 3-5 Jahre Garantie, Premium-Industrieleuchten bis zu 7-10 Jahre. Wichtig: Garantie gilt meist nur bei korrekter Installation, Betrieb innerhalb der Spezifikationen und dokumentierter Wartung. Lesen Sie das Kleingedruckte!

Was bedeutet "50.000 Stunden" in der Praxis?

Bei 8h/Tag = 17 Jahre, bei 12h/Tag = 11 Jahre, bei 24h Dauerbetrieb = 5,7 Jahre. Aber Achtung: Nach 50.000h ist die LED nicht defekt, sondern hat nur noch 70% Helligkeit (L70). Sie funktioniert weiter, ist aber merklich dunkler.

Wie kann ich die Restlebensdauer meiner LEDs einschätzen?

Schwierig ohne Luxmeter. Hinweise: Vergleich mit neuen LEDs gleichen Typs,Farbveränderung (warmweiße LEDs werden kälter/bläulicher),ungleichmäßige Helligkeiten bei mehreren LEDs. Bei kritischen Anwendungen: regelmäßige photometrische Messungen dokumentieren.

Gibt es LEDs, die nicht degradieren?

Nein. Alle LEDs unterliegen physikalischer Degradation. Aber: Premium-LEDs mit exzellentem Thermomanagement und konservativer Auslegung (Betrieb bei niedrigem Strom) können Degradationsraten von unter 0,1% pro 1.000h erreichen – praktisch "unendliche" Lebensdauer für normale Anwendungen (100+ Jahre).

Wirtschaftliche Betrachtung: Lebensdauer vs. Kosten

Leuchtmittel	Anschaffung	Lebensdauer	Kosten / 1.000h	50.000h Gesamt
LED Premium	15 €	50.000h	0,30 €	15 € (1×)
LED Standard	8 €	25.000h	0,32 €	16 € (2×)
LED Budget	3 €	10.000h	0,30 €	15 € (5×)
Energiesparlampe	5 €	10.000h	0,50 €	25 € (5×)
Halogenlampe	2 €	2.000h	1,00 €	50 € (25×)

Berechnung ohne Stromkosten. Bei Einbeziehung der Energiekosten wird der LED-Vorteil noch deutlicher!

💰 Kosten-Nutzen-Analyse

Premium-LEDs: Höchste Anfangsinvestition, aber beste Qualität und geringste Wartungskosten
Budget-LEDs: Scheinbar günstig, aber häufiger Austausch negiert die Ersparnis (+ Arbeitszeit!)
Gewerblich/Industrie: Arbeitskosten für Austausch oft höher als LED-Preis → Premium lohnt sich!
Schwer erreichbare Stellen: (Hohe Decken, Außenbereiche) → Unbedingt langlebige LEDs verwenden

✓ Zusammenfassung: Die wichtigsten Erkenntnisse

L70 = Industrie-Standard für Lebensdauer (70% Restlichtstrom)
L80/L90 = Hochwertigere Kennzahlen für Premium-Anwendungen
B10 = 10% Ausfallrate bedeutet 90% erreichen die angegebene Lebensdauer
Typische Lebensdauer: 25.000-50.000h (Consumer), 50.000-100.000h (Industrie)
Hauptfeind: Wärme – pro 10°C höher = halbe Lebensdauer (Arrhenius-Gesetz)
Junction-Temperatur Tj < 85°C anstreben für maximale Lebensdauer
Wartungsfaktor 0,65-0,80 je nach Umgebung bei Lichtplanung einkalkulieren
LM-80/TM-21 Standards ermöglichen seriöse Lebensdauer-Prognosen
Austausch planen bei <70% Helligkeit, Farbverschiebung oder Flackern
Wirtschaftlich: Premium-LEDs amortisieren sich durch lange Lebensdauer und geringe Wartung

Weiterführende Informationen & Hilfreiche Tools

🔗 Nützliche Rechner und verwandte Themen zur LED-Technologie: