Wie wir mit weniger Energie mehr Licht ins Dunkel bringen
Mit Mid-Power-LEDs in die Zukunft
Straßenbeleuchtung ist im Dauereinsatz. Die Leuchtmittel müssen 365 Tage im Jahr jeden Tag über viele Stunden verlässlich Helligkeit liefern. Traditionelle Glühlampen oder Leuchtstoffröhren hatten den Nachteil, dass die Helligkeit mit dem Lebensalter abnahm, ihre Lebensdauer begrenzt und vor allem ihr Energiebedarf sehr hoch ist. Mit der neuen Technik der Leuchtdioden (LED) ist eine andere Zeit angebrochen.
Die heute zumeist verwendeten High-Power-LEDs zeichnen sich gegenüber den traditionellen Leuchtmitteln durch einen wesentlich geringeren Energiebedarf und einer höheren Langlebigkeit aus. Doch beides kann weiter gesteigert werden. Am Lichttechnischen Institut (LTI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wurde nun eine neue Technologie zum Einsatz von Mid-Power-LEDs entwickelt und patentiert. Diese LEDs weisen eine weitere Effizienzsteigerung von rund 30 Prozent auf und sind noch langlebiger als High-Power-LEDs, wenn sie mit der Technik des KIT verschaltet werden. Da anstelle weniger, großer LEDs nun viele kleine eine leuchtende Fläche bilden, ist diese zusätzlich blendärmer und Insektenfreundlicher.
Jetzt wird die Technik in der Praxis getestet. Gemeinsam mit dem KIT sowie dem Hersteller der Leuchten, dem schwäbischen Unternehmen Gratz Luminance, statten die Pfalzwerke 25 Pilotstraßenlaternen in Maxdorf für einen zweijährigen Feldtest mit dieser Technologie aus.
Fragen an den Hersteller
Klaus Müller, Gratz Luminance
Ab wann lohnt sich eine Straßenlaterne mit Mid-Power-LEDs?
Nachhaltig gedacht: Sofort!
Zum einen sparen Sie Strom- und Wartungskosten ein, weil kein Leuchtmittel mehr getauscht werden muss. Im Vergleich zu alten Leuchten, die nach 2-3 Jahren getauscht werden müssen, ist das ein deutlicher Vorteil. Bei Mid-Power-LEDs gibt es darüber hinaus keine Lichteinbußen.
Wie aufwendig ist der Austausch alter Laternen?
Der Auf- und Abbau ist ähnlich wie bei alten Leuchten und geht schnell vonstatten. Da das elektronische Vorschaltgerät eher ausfallen kann als die Leuchte, beispielsweise durch Überspannungen, haben wir das Vorschaltgerät unten beim Kabelübergangskasten bei der Masttüre eingesetzt. So funktioniert der Austausch problemlos.
Ist von außen ein Unterschied sichtbar?
Das Design ist ansprechend und wirkt modern. Die gleichmäßige Blendung ist sehr angenehm für das Auge. Außerdem wird das Licht nicht dunkler, was bei älteren Straßenlaternen mit der Zeit oftmals der Fall ist.
Vorteile der neuen Technologie
- Langlebig: Der Kurzschluss einer einzelnen LED beeinträchtigt die Leuchte nicht. Kein ständiges Wechseln der Leuchtmittel nötig!
- Nachhaltig: Neuartige Angleichsschaltung und Entwärmung erlaubt gleichmäßige Belastung der LEDs. Es entsteht keine zu hohe Temperatur.
- Effizient: 30% Strom-Einsparung im Vergleich zum bisherigen LED-Standard möglich
- Sehkomfort: Hohe Anzahl an LEDs ermöglichen blendarme Leuchtfläche statt einzelner Leuchtpunkte
Als Kommune müssen wir Vorreiter sein, Innovationen voran treiben. Ich bin selbst Elektromeister und war von dem Produkt schnell begeistert: Die flächige, gleichmäßige Leuchtkraft und die lange Haltbarkeit der LEDs haben mich überzeugt. Die Zusammenarbeit mit den Pfalzwerken war sehr gut.
Fragen und Antworten zur Mid-Power-LED Technologie
Wenn sich die Ergebnisse aus dem Labor im Feldtest bestätigen, dann wird sich eine zusätzliche Energieeinsparung gegenüber den bislang in Straßenleuchten eingesetzten HighPower LEDs von etwa 30% ergeben.
Bereits durch die Ablösung / Austausch von Straßenleuchten mit Quecksilberdampf Hochdrucklampen gegen Leuchten mit LEDs, konnten in den vergangenen Jahren Effizienzsteigerung von 70% erzielt werden. Der Einsatz von Mid-Power-LEDs bringt eine weitere Optimierung in Hinblick Einsparung bei den Energiekosten sowie Reduzierung der CO2 Emissionen.
Neben der genannten Energieeinsparung haben Mid-Power-LEDs den Vorteil, dass diese eine geringere Blendung verursachen.
Eine weitere wichtige Erkenntnis, die wir aus dem Feldtest gewinnen möchten, ist der Punkt Ausfallsicherheit. Die vom KIT entwickelte Schaltung ist so konzipiert, dass eine Zerstörung einzelner LEDs nicht zum Ausfall des gesamten Moduls führt und die Leuchte weiterhin funktioniert.
Im direkten Vergleich zu konventionellen Leuchten ist ein Unterschied deutlich bemerkbar. Die Ausleuchtung der Verkehrswege ist viel präziser. Ebenso sollte die Lichtverschmutzung aufgrund von reduzierten Streulicht geringer ausfallen.
Im Vergleich zu Straßenleuchten mit HighPower LEDs sollte der Blendungsanteil geringer sein. Dies wird sicherlich auch der Feldtest zeigen.
Mid-Power-LEDs werden in beliebig vielen Reihen bestückt, die über eine Parallelschaltung miteinander verschaltet sind. Ein vorgeschalteter Stromregler sorgt dafür, dass jede LED-Reihe mit gleich viel Strom versorgt wird.
Die übrigen Komponenten der Leuchte sind vergleichbar mit anderen LED-Leuchten mit Ausnahme des Kühlkörpers. Hier hat die Firma Gratz Luminance ihre Erfahrungen aus dem Automotive Bereich einfließen lassen.
Der Montageaufwand für den Austausch der Leuchten ist überschaubar. Wenn alles entsprechend vorbereitet ist, schafft ein Team etwa 20 Leuchten pro Tag zu montieren.