Sensorik und vernetzte Leuchten

Die Auswertung der Messungen von einzelnen Fallstudien zeigen, dass durch den Einsatz von «intelligenten Beleuchtungsanlagen» (sensorgesteuerte und vernetzte Leuchten im Schwarmbetrieb) in Verkehrszonen Einsparungen zwischen 82 % und 94 % erzielt werden können. In Hauptnutzflächen fällt die Einsparung geringer aus: In den untersuchten Schulzimmern beträgt sie 58 %, und in der Industriehalle, die im 3-Schicht-Betrieb rund um die Uhr in Betrieb ist, liegt sie bei 23 %.

In sämtlichen Fallstudien konnte beobachtet werden, dass die Sensorik und Vernetzung der Leuchten einen bedeutenderen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz leisteten als der Austausch herkömmlicher Lichtquellen durch LED. Dies gilt allerdings nur, wenn die Sensorik korrekt eingestellt ist.

Eine Fallstudie betrifft die Siedlung «Rütihof» in Zürich, bestehend aus 17 Wohnhäusern mit insgesamt 131 Wohneinheiten. In allen Gebäuden wurden konventionelle Beleuchtungsanlagen in Allgemeinflächen durch vernetzte LED-Leuchten von Steinel (Planung: nevalux) mit integrierten Sensoren für Tageslicht und Präsenz ersetzt. Die messtechnische Überprüfung in einem der Gebäude ergab eine beeindruckende Energieeinsparung von 95 %, wobei 53 % auf die Lichtregelung und 42 % auf die neuen LED-Leuchten zurückzuführen sind. Hochgerechnet auf alle 17 Häuser, ergibt sich eine jährliche Energieeinsparung von 26,7 MWh. Die mittlere Beleuchtungsstärke stieg von unter 30 Lux bei der alten Beleuchtung auf rund 80 Lux bei der neuen, was einer Verdreifachung entspricht.

Eine weitere Fallstudie untersuchte das Spitalzentrum in Biel (erbaut 1978). Dieses verfügt über 237 Betten und rund 1700 Mitarbeiter. Die Beleuchtung in den Korridoren wurde von Downlights mit Kompaktleuchtstofflampen auf LED-Panels der Firma Theben-HTS umgerüstet. In einem Testkorridor im ersten Untergeschoss wurde die intelligente Beleuchtung analysiert, wobei kleine Lichtgruppen von zwei bis vier Leuchten mit eigenen Präsenzmeldern verwendet wurden. Die Nachlaufzeit der Präsenzmelder beträgt 10 Sekunden. Die Messungen ergaben eine Energieeinsparung von 82 %, wobei 44 % auf die Lichtregelung und 38 % auf die neuen effizienteren LED-Leuchten entfielen.

Die Beleuchtungsstärke wurde von 40 auf 250 Lux erhöht.

Auch das 3-stöckige Schulhaus «Sennweid» in Baar (erbaut 2002) wird nach 20 Jahren die Schulzimmer-Beleuchtung auf LED-Leuchten mit integrierter Intelligenz umgerüstet. Die alte Beleuchtung mit Pendelleuchten, T5-Leuchtstoffröhren und externen Präsenzmeldern wird durch neue LED-Pendelleuchten der Firma Steinel mit integrierten Präsenz- und Tageslichtsensoren sowie einer Handy-Applikation zur Justierung ersetzt. Die messtechnische Überprüfung in zwei Schulzimmern über 137 Tage zeigt eine Energieeinsparung von 58 %, wobei ? auf die Sensorik und ? auf die effizientere Lichttechnik entfallen. Die mittlere Beleuchtungsstärke bei der neuen Beleuchtung liegt bei 590 Lux, 100 Lux über der vorherigen Beleuchtung. Der messtechnische Aufwand war durch Schüler, Lehrer und variable Tageslichtsituationen herausfordernd. Geplant wurde das Projekt von der Firma nevalux.

In 3 Schritten zur effizienten Beleuchtung

Aus den Erkenntnissen der 6 Fallstudien können folgende 3 Optimierungsschritte abgeleitet werden:

1. Beim Wechsel von Leuchtstofflampen zu LED-Lichtquellen lässt sich der Energiebedarf in der Regel halbieren. Jedoch geht oft ein Teil der möglichen Einsparung durch die Überdimensionierung der Leuchten mit zu hohen Beleuchtungsstärken verloren. Dies lässt sich durch den Einsatz von dimmbaren Betriebsgeräten korrigieren.

2. Der Einsatz von Präsenz- und Tageslichtsensoren kann den Stromverbrauch zusätzlich halbieren – vorausgesetzt – die Nachlaufzeiten sind möglichst kurz eingestellt (typischerweise 1 min).

3. Der Stromverbrauch kann durch vernetzte Leuchten mit Sensoren (mind. 1 Sensor für 4 – 6 Leuchten) nochmals halbiert werden. Das «Schwarm»-System aktiviert nur Leuchten in der Nähe von Personen, dimmt umliegende auf 10 % Teillast und schaltet entfernte Leuchten aus. Mit 1-minütigen Nachlaufzeiten bewegt sich das Licht wie ein Schwarm durch den Raum.

Fazit

Die Fallstudien belegen, dass in Verkehrszonen der Energieverbrauch bei Beleuchtungsanlagen nach dem Prinzip der vernetzten sensorgesteuerten Leuchten mit

korrekter Inbetriebnahme bis zu beeindruckenden 95 % reduziert werden kann.

In allen Fallstudien war der Beitrag zur Energieeinsparung der Sensorik grösser als die Umstellung auf LED.

Die detaillierten Projektbeschriebe der Fallstudien und weitere Empfehlungen siehe Link. 

energylight.ch

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