Wissenswertes über Akkumulatoren

Traditionelle Akkutechnik
Nickel-Cadmium-Akkumulatoren
Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulatoren

Gefährliche Akkutechnik für Taucherlampen
Lithium-Ionen-AkkumulatorenExplosionsgefahr
Sicherste Akkutechnik für TaucherlampenLithium-Mangan-Akkumulatoren

Wissenswertes über Leuchtmittel
LED
HID
Halogen
Farbwiedergabe der unterschiedlichen Leuchtmittel

Fazit

Traditionelle Akkutechnik

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren

Nickel-Cadmium- (NC) und Nickel Metall-Hydrid- (NMH) Akkumulatoren werden allgemein als gasdicht bezeichnet. Dadurch sind sie während des Ladens und Entladens lageunabhängig, weil kein Elektrolyt aus den Zellen auslaufen kann.
Kein uns bekannter Hersteller von NC- / NMH-Akkumulatoren garantiert jedoch diese positive Eigenschaft über die gesamte Lebensdauer des Akkus!
NC- / NMH-Akkus können im Lade- oder Entladebetrieb einen Zelleninnendruck entwickeln, der unter bestimmten Umständen das eingebaute Überdruckventil der Akkuzelle öffnet. Das bedeutet: Elektrolyt bzw. Wasserstoff kann aus der Zelle austreten. Elektrolyt ist eine aggressive Lauge und zudem elektrisch leitend, was zu einer fortschreiten-den Zerstörung der Akkus durch Elektrolyse führen kann. Der austretende Wasserstoff bildet mit Sauerstoff das sogenannte Knallgas. Die damit verbundenen Gefahren kennt jeder.
Ein Akku von der Größe einer Monozelle kann ca. 25l Gas entwickeln ! Was dieses in einem geschlossenen Gehäuse bedeutet, kann sich jeder vorstellen.
Aus diesem Grund müssen unser NC- und NMH-Akkus zum Laden aus dem geschlossenen Gehäuse entnommen werden.
Nur dadurch ist die Voraussetzung für einen langjährigen sicheren Betrieb unserer Akkuleuchten gegeben.
Seit unserer Firmengründung im Jahr 1983 benutzen wir zum Bau von leistungsstarken Taucherlampen Nickel-Cadmium-Akkumulatoren. Diese Zellen sind hochstrombelastbar und robust und erreichen bei ordentlicher Pflege eine Lebensdauer von nicht selten über 10 Jahre.

Es gibt Bestrebungen, Nickel-Cadmium-Akkumulatoren aus Umweltschutzgründen zu verbieten.
Aus diesem Grund beschäftigen wir uns seit 1998 mit der Erprobung alternativer
Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulatoren der Baureihe D (Mono-Zelle).
Die Bewertung der von verschiedenen Herstellern produzierten NMH-Zellen reicht von katastrophal bis genial.
Die seit 2000 von uns angebotene "geniale" NMH-Zelle wurde über 500 x mit einem Halogenbrenner von 100W Leistung entladen. Die Ladung erfolgte ausschließlich mit unserem Ladegerät off-shore II.
Die erzielten Brenndauern bei unterschiedlichen Bedingungen lagen zwischen 63 und 53 Minuten!
Der Kapazitätsverlust mit zunehmender Zyklenzahl war bei unseren Versuchen weit geringer als bei einer Nickel-Cadmium-Zelle.


Zum Bau von kleinen und leichten Taucherlampen werden von uns bereits seit 1998
Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulatoren der Baureihe A eingesetzt.

Die Baugröße, der Gewichtsvorteil und der moderate Preis machen diesen Akku zur "Idealbesetzung" in einer kleinen Leuchte für den "Urlaubstaucher".
Leider ist die Hochstrombelastbarkeit der A-Zellen insbesondere bei Kälte sowie die Lebenserwartung von ca. 4-6 Jahren nicht mit der einer D-Zelle vergleichbar.

Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Eine nicht unproblematische Weiterentwicklung in Form von größerer Leistungsdichte ist der
Lithium-Ionen-Akkumulator (Li-Ion).
Seit 2003 erproben wir diese Zellen und sind zu folgenden Erkenntnissen gekommen: Die Hochstrombelastung, wie sie in einer Taucherlampe mit ca. ein- bis zweistündigen Entladungen auftritt, überschreitet die Leistungsgrenze dieser Zellen.

Hohe Umgebungstemperaturen (Urlaubssituation) verkürzen die Lebenserwartung drastisch auf 2-3 Jahre.

Das Auseinanderlaufen der Zellenbalance bei einer Zusammenschaltung mehrerer Akkumulatoren muss von einer empfindlichen Überwachungselektronik verhindert werden.
Bei Fehlfunktion kommt es in der Zelle zu gefährlichen Reaktionen zwischen dem Lithium und dem eingelagerten Kobalt, dem sogenannten "metallischen Brand". Wasser verstärkt diese Reaktionen explosionsartig.

Eine mechanische (innere) Beschädigung der Zelle, ausgelöst z.B. durch Fall, kann auch erst nach längerer Zeit zu einer explosionsartigen Reaktion führen.

Aus Sicherheitsgründen kommt für uns die Verwendung dieser Akkumulatoren in Taucherlampen niemals in Betracht.
Warum von einigen Herstellern dieser Akkutyp mit seinem großen Gefährdungspotential in Taucherlampen (geschlossenes Gehäuse) zum Einsatz gebracht wird, ist uns unverständlich.


Achtung !
Immer aktuell, weil immer noch im Handel

Es besteht Explosionsgefahr beim
Laden von NC- und NMH- Akkumulatoren im geschlossenen Gehäuse !

Siehe:

Fachstelle für Tauchunfallverhütung FTU Zürich

Verbraucherschutzinformationssystem Bayern - VISProduktsicherheit in Bayern


Wichtige Info
Rückruf von über 4 Millionen Notebooks wegen Brandgefahr bei
Lithium-Ionen-Akkumulatoren
(nicht zu verwechseln mit den von uns verbauten
sicheren Lithium-Mangan-Akkumulatoren).

Pressemitteilung bei T-Online:
Insgesamt besteht das Problem bei weltweit 4,1 Millionen Akkus - fast ein Fünftel aller Dell-Notebooks, die zwischen 1. April 2004 und 18. Juli 2006 verkauft wurden. Die Akkus können im laufenden Betrieb überhitzen, dadurch Rauch entwickeln und Feuer fangen. Dell warnt davor, ein Notebook mit solchen Akkus weiter zu betreiben...

Erste Seite führender Tageszeitungen, z.B. Süddeutsche Zeitung:
Ohne besondere äußere Einwirkung könne es in den Lithium-Ionen-Akkus zu Kurzschlüssen und damit zur Überhitzung kommen.

Jetzt ist eingetroffen, wovor wir schon seit längerer Zeit gewarnt haben.

Leider wird von Herstellern von Taucherlampen mit
Lithium-Ionen-Akkumulatoren behauptet, dass diese Zellen sicher sind und die anfänglichen konstruktiven Mängel der Zellen der Vergangenheit angehören.

Wenn der in Notebooks aufgetretene Fehler im
druckdichten Gehäuse einer Taucherlampe entsteht, hat dies
eine explosionsartige Reaktion zur Folge. Ein dabei nicht auszuschließender Kontakt mit Wasser beschleunigt diese Reaktion nochmals um ein Vielfaches. Es besteht somit höchste Gefahr von Sach- und Personenschäden.

Lithium-Mangan-Akkumulatoren

Im Jahr 2003 erhielten wir zu Testzwecken einen neuartigen Lithium-Mangan-Akkumulator, der als Elektrodenmaterial nicht Kobalt, wie beim zuvor beschriebenen herkömmlichen Lithium-Akku, sondern Mangan dem sogenannten Spinell eingelagert hat.
Dieser Akku erwies sich für uns als wahrer "Wunderakku" und überzeugt durch folgende Eigenschaften:Gegenüber einem Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulator ist die Energiedichte um ca. 30% größer.

Sehr gute Hochstrombelastbarkeit der Zellen und eine

niedrige Selbstentladung von ca. 3-8% im Monat.

Bei Temperaturen von -15°C liegt die Leistungsentnahme noch bei über 95%.

Eine defekte Schutzbeschaltung verringert zwar die Kapazität des Akkumulators, es kommt jedoch nicht zu einer verheerenden explosionsartigen Reaktion wie zuvor beim Lithium-Ionen Akku beschrieben.

Mechanische (innere) Beschädigungen des Akkumulators, z.B. durch Fall oder Quetschung und sogar ein Aufplatzen des Zellengehäuses, simuliert durch einen eingeschlagenen Nagel, führt zu keiner kritischen Reaktion des Akkus.

Die Alterung durch Lagerung im vollgeladenen Zustand und bei hohen Umgebungstemperaturen ist wesentlich geringer als bei einem Lithium-Ionen-Akku.

Als weitere positive Eigenschaft muss hervorgehoben werden, dass der Lithium-Mangan-Akku bei einem Ausfall, z.B. durch Alterung, keinen gefährlichen Wasserstoff freisetzt und deshalb von uns erstmals eine sichere Ladung in einem geschlossenen Gehäuse ermöglicht wird.

Diese positiven Eigenschaften des Lithium-Mangan-Akkus machten es uns möglich, neue Unterwasserleuchten mit bisher nicht da gewesenen Eigenschaften zu konstruieren.

Für viele unserer Leuchten ist dieser Lithium-Mangan-Akkumulator optional erhältlich.
Der steckbare Wechselakku besitzt eine spezielle Überwachungselektronik. Diese ermöglicht das automatische Laden mit demselben Ladegerät, welches wir für das Laden von Nickel-Cadmium oder Nickel-Metall-Hydrid-Akkumulatoren verwenden.

Der spätere Wechsel zu diesem modernen, leistungsstärkeren Lithium-Mangan-Akkumulator ist daher nicht mit zusätzlichen Anschaffungskosten für ein spezielles Lithium-Ladegerät verbunden.

Der Lithium-Mangan-Akkumulator (LiMn) ist zur Zeit der sicherste und einer der leistungsstärksten Akkumulatoren.

LED
Licht-Emittierende-Dioden

Die Effizienz eines Leuchtmittels wird bestimmt durch das Verhältnis der aufgenommenen Leistung zum abgegebenen Lichtstrom.
Die Maßeinheit ist Lumen pro Watt (lm/W).
Nachfolgend einige Vergleichswerte für gängige Leuchtmittel in der Reihenfolge ihrer Effizienz:
(Stand 01.2009)

Glühlampe ca. 15 lm/W

Halogenglühlampe (Baumarkt) ca. 25 lm/W

Kaltlichtspiegelreflektor (Baumarkt) ca. 30 lm/W

Halogenglühlampe HLX ca. 35 lm/W

Weiße Hochleistungs LED 3,5W ca. 55 lm/W*

21/24W Brightstar Gasentlad.Lampe ca. 60 lm/W

Energiesparleuchte ca. 65 lm/W

10W Welch Allyn Gasentlad.Lampe ca. 65 lm/W

Leuchtstofflampe ca. 80 lm/W

35W D2 Gasentladungslampe ca. 90 lm/W

*Wir geben hier die reale Lichtausbeute im Dauerbetrieb bei praxisbezogener Kühlung im Wasser an.

Die von den LED Herstellern angegebene Lichtausbeute (z.B. 100 lm/W) ist nur im Labor bei maximal 25°C Betriebstemperatur und für den Bruchteil einer Sekunde erreichbar. Der Betrieb erfolgt dann auch nur im Teillastbereich (ca. 1/3 der angegebenen Maximalleistung).
Leider übernehmen die meisten Hersteller von Taucherlampen diese "Fantasiewerte" unreflektiert und verunsichern somit die Kundschaft.
Die seit Anfang 2009 von uns verbaute neueste Generation der LED Leuchtmittel übertrifft jedoch auch unter praxisbezogenen Bedingungen die Effizienz eines Halogenleuchtmittels.
Die Entwicklung der LED-Technik schreitet zwar immer langsamer fort aber es werden in absehbarer Zeit Leuchtdioden zur Verfügung stehen, die im Dauerbetrieb den Wirkungsgrad einer Gasentladungslampe erreichen werden.

Unsere Kunden können sicher sein, dass wir nur die effektivsten LED-Leuchtmittel verwenden die auf dem Markt erhältlich sind und diese unter optimalen Bedingungen verbauen (Kühlung und elektronische Überwachung der Betriebszustände).

Die nicht in Licht umgewandelte Energie erzeugt Wärme. Demzufolge produzieren LED-Leuchten zur Zeit nur unwesentlich weniger Wärme als die effektivsten Halogenglühlampen (Stand 10.2008).

Worauf einige Anbieter von LED-Leuchten ihre Behauptungen begründen, LEDs hätten einen besseren Wirkungsgrad als Halogenglühlampen, weil angeblich keine Wärme erzeugt wird, ist uns nicht verständlich.

Lediglich der Lichtstrahl einer LED ist nahezu kalt.
Das bedeutet jedoch, dass die gesamte freigesetzte Wärme des Licht produzierenden Halbleiters nach "hinten" über die Leiterplatte/Kühlfläche abgeführt werden muss. Um eine Hochleistungs-LED nicht zu zerstören, darf diese nur wenige Sekunden ohne entsprechende Wärmeableitung (Kühlung) betrieben werden. Dieser Sachverhalt erfordert einen verstärkten konstruktiven Aufwand, um die notwendige Wärmeableitung / Kühlung zu gewährleisten.

LEDs erzeugen kein gleichmäßiges Farbspektrum. Die rote Farbe wird sehr schlecht wiedergegeben. Die Farbtemperatur von weißen LEDs beträgt ca. 6000K.

Nähere Einzelheiten über unsere LED-Module finden Sie bei der Beschreibung LED-Technik

HID
High-Intensity-Discharge

Die meisten Gasentladungsbrenner (HID, High Intensity Discharge) verhalten sich bezüglich der Farbwiedergabe ähnlich wie eine LED (siehe unten).

In unserer Leuchte Mega D2 kommt ein 35W Gasentladungs-brenner (Osram) aus dem Automobilbau mit einer Farbtemperatur von ca. 4600K zum Einsatz.
Der Wirkungsgrad gegenüber unserem HLX Hochleistungs-Halogenlicht ist ca. 3x besser (siehe oben, Vergleichswerte für gängige Leuchtmittel).

In unserer Leuchte Wrack maxi Gasentladung verwenden wir einen 10W Brenner (Welch-Allyn) aus der Medizintechnik mit einer Farbtemperatur von ca. 6000K.
Der Wirkungsgrad gegenüber unserem HLX Hochleistungs-Halogenlicht ist ca. 2x besser (siehe oben, Vergleichswerte für gängige Leuchtmittel).


Nähere Einzelheiten finden Sie bei der Beschreibung der entsprechenden Leuchte Mega D2 und Tech-Leuchten Wrack maxi HID.

Halogen

In Halogenglühlampen wird das gesamte sichtbare Farbspektrum produziert. Es erfolgt eine sehr gute Darstellung der roten Farbtöne. Ein Großteil der aufgenommenen Energie wird jedoch in Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) umgewandelt. Der von uns eingesetzte Reflektor aus Aluminium strahlt diese Wärme nach "vorne" ab und schützt dadurch die Leuchte vor Überhitzung.

Einige Hersteller von Unterwasserleuchten verwenden sogenannte Kaltlicht-Reflektorlampen mit Reflektoren aus beschichtetem Glas. Diese Beschichtung reflektiert das wärmestrahlende Infrarotlicht nicht und lässt dieses zum großen Teil nach "hinten" entweichen. Es besteht die Gefahr eines Wärmestaus unterhalb des Reflektors. Die Lebensdauer der dahinter befindlichen Akkumulatoren kann dadurch verkürzt werden.
Da bei einer Kaltlicht-Reflektorlampe die Trennung zwischen nicht sichtbarer Infrarotstrahlung und dem sichtbaren Rotlicht nicht exakt erfolgt, wird leider auch ein großer Teil des sichtbaren und unter Wasser gewünschten roten Farbspektrums "verschluckt".

Die von uns verwendeten HLX-Halogenglühlampen (Osram) sind mit Xenon-Gas gefüllt und haben einen besonders guten Wirkungsgrad. Die Lebensdauer beträgt ca. 100 Std. Die Farbtemperatur liegt bei ca. 3600K.
Die im "Baumarkt" erhältlichen Halogenglühlampen und Kaltlicht-Reflektorlampen mit ca. 3200K haben eine Lebensdauer von ca. 2000 Std. und besitzen deshalb einen sehr schlechten Wirkungsgrad.
Ein von uns mit Überspannung betriebener 50W HLX Brenner erzeugt eine größere Helligkeit als ein 100W "Baumarktbrenner".

LED-Leuchtmittel 6000K

Guter Wirkungsgrad.
Sehr kaltes blaues Licht mit sehr guter Leuchtweite, aber
sehr schlechte Darstellung der roten Farbe.

Die Wiedergabe der roten Farbe, z.B. bei den Gasentladungs-Leuchtmitteln von Welch-Allyn (10/18/21/24W), entspricht etwa dem der links dargestellten LED-Leuchtmittel.

Korallen, Schwämme oder Fische nehmen die Farbe eines braunen Ziegelsteins an.

LED-Leuchtmittel 5000K

Schlechter Wirkungsgrad.
Warmes (gelbes) Licht mit reduzierter Leuchtweite und zusätzlich
schlechter Darstellung der roten Farbe.

Auch sogenannte Tageslicht-LED´s geben die rote Farbe nur
sehr schlecht wieder.

Korallen, Schwämme oder Fische nehmen die Farbe eines braunen Ziegelsteins an.

D2 HID-Leuchtmittel 4600K

Sehr guter Wirkungsgrad.
Kaltes blaues Licht mit guter Leuchtweite und mit
ordentlicher Darstellung der roten Farbe.

Korallen, Schwämme oder Fische strahlen in mittelmäßigem Rot.

Der von uns verbaute Osram D2 Gasentladungsbrenner hat die beste rote Farbwiedergabe aller auf dem Markt befindlichen Gasentladungs-Leuchtmittel.

LED-R-Leuchtmittelmodul mit Rotlicht-Kompensation -NEUHEIT-

Guter Wirkungsgrad.
Sehr kaltes blaues Licht mit sehr guter Leuchtweite und mit
guter Darstellung der roten Farbe.

Korallen, Schwämme oder Fische strahlen in kräftigem Rot.

Für alle Taucher, die ihre Leuchte nicht ausschließlich im Süßwasser oder zum Höhlentauchen benutzen, ist dieses LED-Leuchtmittel die beste Wahl (erhältlich als spot oder flood für die mini und maxi compact LCD und für die Tech-Leuchten).

Halogenleuchtmittel 3600K

Akzeptabler Wirkungsgrad.
Warmes rotes Licht mit reduzierter Leuchtweite, aber mit sehr guter Darstellung der roten Farbe.

Korallen, Schwämme oder Fische strahlen in sehr kräftigem Rot.

Für alle Taucher, die ihre Leuchte zur optimalen Farbwiedergabe in tropischen Gewässern benutzen wollen.

Halogenleuchtmittel 3200K

Schlechter Wirkungsgrad.
Sehr warmes rotes Licht mit stark reduzierter Leuchtweite und mit kitschiger Darstellung der roten Farbe.

Korallen, Schwämme oder Fische strahlen in kitschigem, unnatürlichem Rot.

Findet man meist bei "Selbstbaulampen", die mit geringem technischen Aufwand (kein Betrieb mit Überspannung) und den sogenannten Baumarktleuchtmitteln betrieben werden.

Wir empfehlen die Verwendung eines standard LED-Leuchtmittels bei Nachttauchgängen im Süßwasser, in dunklen und trüben Gewässern und beim Höhlentauchen.

Die Verwendung einer Tageslicht-LED macht keinen Sinn, weil die Vorteile einer LED nicht zum Tragen kommen und die Darstellung der roten Farbe schlecht ist.

Unsere Mega D2 mit dem Osram Gasentladungsbrenner hat den besten Wirkungsgrad und ist bezüglich der Farbdarstellung ein guter Kompromiss.
Die Leuchtweite ist durch den hohen Blauanteil sehr gut und die Darstellung der roten Farbe ist akzeptabel.

In tropischen Gewässern ist wegen der natürlichen roten Farbwiedergabe das Halogenlicht mit 3600 K vorzuziehen.

Unser neues LED Modul mit Rotlicht-Kompensation ist das ideale Leuchtmittel für alle Einsatzgebiete.