Die Beleuchtung denkt immer häufiger mit
Die Kommunen der Welt geben bis zu 40 % ihrer gesamten Energiekosten allein für die Straßenbeleuchtung aus. Global sind Straßenbeleuchtungen für rund 3 % des elektrischen Energieaufkommens verantwortlich, so viel, wie ganz Deutschland jedes Jahr konsumiert. Mit bedarfsorientierter „smarter“ Straßenbeleuchtung können bis zu 85 % der Energiekosten gespart werden.
Noch nicht smart, aber mit LED ausgerüstet, ist diese Straßenbeleuchtung.
Foto: Philips
Seit November 2012 strahlen im österreichischen Bruck an der Mur zwei Straßenzüge mit „Light-on-Demand“-Straßenbeleuchtung: Eine frequentierte Ausfahrtsstraße sowie eine typische Wohnstraße werden punktgenau dann mit Licht versorgt, wenn es gebraucht wird. Die Beleuchtung wird dabei intelligent gedimmt. Das erwartete Einsparpotenzial liegt bei über 70 % – bisher wurden in der Wohnstraße 365 kWh/Jahr für die Straßenleuchten verbraucht, künftig sollen es nur noch 80 kWh/Jahr sein.
Bei leeren Straßen dimmt sich das Licht auf 20 Prozent der Leistung herunter
Die Sensortechnik mit Funk im 2,4-GHz-Band blendet die Beleuchtung nur bei Bedarf auf und danach wieder auf ein „Grundlicht“ ab, so dass bis zu 85 % der Energie gespart werden. Die Sensoren erkennen, ob sich ein Bus, ein Pkw oder ein Fußgänger im Erfassungsbereich aufhält. Ohne Verkehrsaufkommen arbeiten die intelligenten LED-Beleuchtungskörper mit nur 20 % ihrer Leistung. Bei Bedarf steht die volle Kapazität in Sekundenbruchteilen zur Verfügung. „Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen führt das de facto zu einer Leuchtdauer von nur wenigen Minuten pro Nacht“, erklärt Sandra Grafinger, Geschäftsführerin des Erfinders Lixtec GmbH.
Im Schnitt verbraucht jede herkömmliche Straßenlaterne, so rechnen skandinavische Städte vor, 650 kWh bis 1200 kWh/Jahr, entsprechend 330 kg bis zu 1500 kg CO2, und die durchschnittliche Ausfallzeit pro Jahr beträgt 15 Tage. Der gesamte Energieverbrauch durch Straßenbeleuchtung in Europa lag im Jahr 2008 bei 60 TWh/Jahr, durch Ersatz oder Upgrade mit „smarten“ Baugruppen kann der Energiebedarf um 64 % auf 22 TWh/Jahr gesenkt werden.
In vier Jahren gibt es in Oslo nur noch „smarte“ Laternen
Die norwegische Hauptstadt Oslo will ihre gesamte Straßenbeleuchtung innerhalb der nächsten drei bis vier Jahre auf „Smart“ umstellen. Der Return-on-Invest soll dabei in zweieinhalb Jahren erfolgen. Der Stadtteil Törshavn liegt beispielsweise isoliert auf einer Insel, ohne Verbindung zum Festland-Stromnetz, das macht diese Region anfällig für technische Probleme. Die Lösung basiert auf einem drahtlosen Netz im 866-MHz-Band und der zentralen Steuereinheit für einzelne Straßenlaternen. Darüber hinaus werden Echtzeit-Informationen über Wetter und Verkehr an die Steuereinheit gemeldet und traditionelle Leuchten durch LEDs ersetzt.
Die Systemintegration für das „grüne“ Oslo führen Kongsberg Analogic AS, ein Lösungsanbieter für LonWorks-Stromleitung-Datenverbindungen, sowie der Leuchtenhersteller Philips gemeinsam mit dem US-basierten Stromnetzintegrator Echelon durch. „Unsere Lösung ist bewährt, offen und kann viele Anwendungen unterstützen, die uns die Möglichkeit gibt, Straßenlaternensteuerungen von mehreren Herstellern zu implementieren sowie verschiedene Lichttechnologien“, so Tom Kristoffersen, Leiter der Sektion Wartung und Betrieb in der Agentur für städtische Umwelt der Stadt Oslo.
Basis für den Aufbau einer intelligenten Stadt
IMS-Research-Analyst Phillip Maddocks bestätigt: „Die größte Triebkraft für die Verbreitung von smarten Straßenbeleuchtungssteuerungen ist die drastische Reduzierung des Energieverbrauchs, vor allem in Form von Nachrüstmodulen mit LonWorks.“
Ein weiterer wichtiger Treiber hinter der Akzeptanz der neuen Straßenbeleuchtungssteuerelemente ist die Schaffung einer erweiterbaren Infrastruktur. „Smarte Straßenbeleuchtung kann ein ganzes Ökosystem von intelligenten Geräten antreiben“, sagt Varun Nagaraj, Senior Vice President of Product Marketing and Management bei Echelon.
So können Straßenlaternen zu einem intelligenten, energieeffizienten, aus der Ferne gemanagten Netzwerk verwandelt werden, das für eine optimale Beleuchtung sorgt, bei weniger Kosten als Niedrigenergieleuchten allein.
„Darüber hinaus können smarte Straßenbeleuchtungen als Grundlage für den Aufbau einer Smart City dienen“, glaubt Varun Nagaraj. „Dazu zählen neue Anwendungen wie die Überwachung der Umweltverschmutzung, Luftzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, des Verkehrs und Straßenlärms.“ Sie könnten im Laufe der Zeit hinzugefügt werden, ohne dass eine teure zweite oder dritte Infrastruktur notwendig sei. Die Systeme können alle integriert werden nebst einem Straßenbeleuchtungssteuersystem als verbindendem Kernnetz. Dies kann den Energieverbrauch weiter reduzieren sowie die Leistung anderer Systeme und Funktionen in einer kommunalen Region verbessern.
Eine Investition in smarte Technologien bedeutet für viele Städte also weitaus mehr als eine intelligente Straßenbeleuchtung, da die Plattform den Kommunen eine intelligentere Stadtentwicklung ermöglicht.
In Deutschland nur vereinzelte Pilotprojekte
In Deutschland ist das Thema smarte Straßenbeleuchtung über vereinzelte Pilotprojekte noch nicht hinweggekommen. Vorzeigebeispiel ist die Wolfgang-Heinze-Straße in Leipzig, wo die Projektpartner Caralux GmbH (LED-Leuchten), Evermind GmbH (Software), Geo Sys GmbH (Sensorik), die TU Berlin (Normen und Planungswerkzeuge) sowie die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig (Kommunikationssystem) gemeinsam Prototypen einer smarten LED-Leuchten-Infrastruktur – parallel zur bestehenden Beleuchtung – testen. Projektleiter Klaus Bastian: „Unser System kann schnell auf sich ändernde Anforderungen reagieren.“
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