Hoch- und Niederspannung in LED-Systemen: Ein vollständiger Leitfaden

Die Welt der LED-Beleuchtung hat die Lichttechnikbranche revolutioniert und dabei Konzepte und Technologien eingeführt, die ein tiefgehendes Verständnis der Unterschiede zwischen Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niederspannungssystemen erfordern. Dieser technische Leitfaden untersucht umfassend die Merkmale, Vor- und Nachteile sowie die spezifischen Anwendungsbereiche beider Lösungen und liefert statistische Daten, vergleichende Analysen und praktische Empfehlungen für Fachleute, Installateure und Endanwender. Angesichts eines globalen LED-Marktes, der bis 2027 ein Volumen von 127,04 Milliarden US-Dollar erreichen wird (Quelle: MarketsandMarkets), ist das Verständnis dieser Unterschiede nicht nur nützlich, sondern unerlässlich für die Planung effizienter, sicherer und langlebiger Anlagen.

Hochspannung und Niederspannung: Definitionen und gesetzlicher Rahmen

Zunächst wollen wir klären, was unter Hochspannung und Niederspannung zu verstehen ist, um anschließend die geltenden Vorschriften zu betrachten, die diese beiden Systeme regeln.

Was versteht man unter Hochspannung und Niederspannung?

Im Kontext der LED-Beleuchtung und allgemeiner der elektrischen Anlagen sind die Definitionen von Hochspannung und Niederspannung durch präzise technische Normen und Gesetze geregelt. Niederspannung (NS) umfasst in Italien und Europa gemäß der Norm CEI 11-1 alle Systeme mit einer Nennspannung von höchstens 1000 V bei Wechselstrom (AC) und 1500 V bei Gleichstrom (DC) zwischen Leitern. Für die Sicherheit von Personen gilt jedoch im engeren (und sichereren) Sinne als „Niederspannung" eine Spannung unter 50 V AC bzw. 120 V DC als Berührungsspannungsgrenze.

Hochspannung (HS) bezieht sich in der LED-Beleuchtung in der Regel auf Systeme, die direkt mit Netzspannung arbeiten, also 230 V AC (einphasig) oder 400 V AC (dreiphasig) in Europa. Bei LED-Streifen spricht man oft von „Hochspannung", wenn Produkte verwendet werden, die mit 110–240 V AC betrieben werden – auch wenn sie technisch gesehen noch immer unter die normative Definition von Niederspannung fallen. Die praktische Unterscheidung in der LED-Welt erfolgt daher zwischen Systemen mit Netzspannung (220–240 V AC) und Systemen mit extra-niedriger Spannung (SELV – Safety Extra Low Voltage), typischerweise 12 V DC oder 24 V DC.

Italienischer und europäischer Normenrahmen

Planung und Installation von LED-Anlagen müssen einen komplexen normativen Rahmen einhalten. Die wichtigsten Referenznormen umfassen:

Norm	Beschreibung	Anwendungsbereich
CEI 64-8	Niederspannungsanlagen mit einer Nennspannung bis zu 1000 V AC und 1500 V DC	Planung elektrischer Anlagen
CEI EN 60598-1	Allgemeine Anforderungen und Prüfungen für Leuchten	Sicherheit von LED-Leuchten
CEI EN 61347-1	Steuereinrichtungen für Lichtquellen	LED-Treiber und -Netzteile
CEI EN 62471	Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen	Schutz vor Strahlung

Hochspannung: Technische Analyse von 220–240-V-AC-Systemen

Um besser zu verstehen, wie wichtig die Wahl des richtigen Systems bereits in der Planungsphase ist, analysieren wir die Anwendungskontexte, in denen sich Hochspannungs- oder Niederspannungssysteme anbieten.

Was bedeutet „Hochspannung" in LED-Anwendungen?

In der LED-Beleuchtung bezeichnet Hochspannung im Allgemeinen die direkte Nutzung der Netzwechselspannung ohne Zwischentransformation. Hochspannungs-LED-Streifen sind mit speziellen LED-Chips und integrierten Schaltkreisen ausgelegt, die einen direkten Betrieb mit 110 V, 220 V oder 240 V AC ermöglichen. Diese Produkte verfügen über strombegrenzende Widerstände und Gleichrichterschaltungen, die direkt auf dem Streifen untergebracht sind. Dadurch entfällt in manchen Fällen die Notwendigkeit eines externen Netzteils – dennoch wird in der Regel ein spezifischer LED-Treiber zur Regelung und zum Schutz benötigt.

Vorteile von Hochspannungs-LED-Systemen

Hochspannungssysteme bieten verschiedene betriebliche und wirtschaftliche Vorteile:

Geringerer Spannungsabfall: Bei gleicher übertragener Leistung und Leitungsquerschnitt weisen Systeme mit höherer Spannung einen geringeren Spannungsabfall auf (ΔU = R·I). Dadurch lassen sich sehr lange LED-Streifen (bis zu 100 Meter in einem Stück bei hochwertigen Produkten) ohne nennenswerten Helligkeitsverlust an den Enden betreiben. Bei einer 100-Meter-Installation mit 24 V DC und einem Streifen von 14,4 W/m könnte der Spannungsabfall bei 1,5-mm²-Leitungen über 20 % liegen, während er bei 230 V AC unter 2 % bliebe.

Installationslänge	Spannungsabfall 24 V DC	Spannungsabfall 230 V AC	Empfohlener Leitungsquerschnitt
10 Meter	3,2 %	0,08 %	1,5 mm²
30 Meter	9,8 %	0,25 %	2,5 mm²
50 Meter	16,7 %	0,42 %	4,0 mm²

Technische Analyse von Niederspannungssystemen (12 V/24 V DC)

Während Hochspannungs-LED-Streifen den Vorteil sehr langer Installationslängen bieten, gibt es bei Niederspannungs-LED-Streifen einen weiteren, nicht zu unterschätzenden Grund für ihre Wahl – sehen wir uns diesen an.

Elektrische Sicherheit bei Niederspannungssystemen

Der Hauptvorteil von Niederspannungssystemen, insbesondere in der SELV-Konfiguration (Safety Extra Low Voltage), ist die intrinsische Sicherheit für Personen. Bei Spannungen unter 50 V AC und 120 V DC ist das Risiko eines Kammerflimmerns bei direktem Kontakt äußerst gering. Daher eignen sich 12-V- und 24-V-DC-Systeme ideal für Anwendungen in feuchten Umgebungen (Bäder, Küchen, Außenbereiche), öffentlichen Räumen, in der Nähe von Kindern oder generell überall dort, wo ein unbeabsichtigter Kontakt mit spannungsführenden Teilen wahrscheinlich ist.

Vergleich zwischen Hochspannung und spezifischen Anwendungsfällen

Fassen wir nun die Hauptgründe oder Szenarien zusammen, die zur Wahl von Hochspannungs- gegenüber Niederspannungs-LED-Streifen führen können.

Wann Hochspannungs-LED-Streifen wählen?

Lange, lineare Installationen: Beleuchtung von Gesimsen, Dachvorsprüngen, Gebäudekonturen, wo Längen von über 20–30 Metern ohne Zwischenanschlüsse erforderlich sind.

Industrielle und gewerbliche Anwendungen: Lagerhallen, Werkstätten, Showrooms, wo einfache Verkabelung und reduzierte Installationskosten Priorität haben.

Wann Niederspannungssysteme bevorzugen?

Wohn- und Designanwendungen: Möbelbeleuchtung, Nischen, Treppen, wo Nähe zu Benutzern und Sicherheit entscheidend sind.

Feuchte und berührungsempfindliche Außenbereiche: Schwimmbäder, Gärten, Bäder, Küchen, Saunen, wo Vorschriften und Sicherheitsbewusstsein den Einsatz von Schutzkleinspannung vorschreiben.

Statistische Daten und Markttrends

Werfen wir nun einen Blick auf einige Zahlen, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich auch der Markt entwickelt. Laut einer TrendForce-Studie aus dem Jahr 2023 zeigt die Marktverteilung nach Spannungstyp bei professionellen LED-Systemen folgendes Bild: 58 % Niederspannung (12 V/24 V DC), 35 % Hochspannung (110–240 V AC), 7 % Hybridsysteme. Im Segment der großen gewerblichen/industriellen Installationen erreicht Hochspannung jedoch einen Anteil von 52 %, bedingt durch die oben genannten Vorteile bei der Verkabelungseffizienz.

Hochspannung und Niederspannung: Wo Planung und Sicherheitsvorschriften Hand in Hand gehen

Die Wahl zwischen Hoch- und Niederspannungs-LED-Systemen ist nicht binär, sondern hängt von einer sorgfältigen technischen, normativen und anwendungsspezifischen Bewertung ab. Während Niederspannungssysteme Sicherheit und Flexibilität für präzise und wohnnahe Anwendungen bieten, liefern Hochspannungssysteme Effizienz und Wirtschaftlichkeit für Großinstallationen. Der zukünftige Trend geht hin zu intelligenten Systemen, die beide Technologien integrieren – mit Controllern, die je nach Anforderung verschiedener Anlagensegmente unterschiedliche Spannungen verwalten können.