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Dienstag, 25. Juni 2019
Ausgabe 6518 | Nr. 176 | 18. Jahrgang
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Straßenbeleuchtung: LED kann mehr

# 03.05.2019

Mittlere Großstadt mit drei Millionen Euro Stromkosten pro Jahr. Wechsel von Hochleistungsdioden zu schwächeren Leuchtmitteln soll Wirkungsgrad und Lebensdauer erhöhen. Pilotprojekt in Rheinland-Pfalz gestartet

Karlsruhe: Über 55.000 Straßenlampen

Im rheinlandpfälzischen Maxdorf wird eine neue Generation von LED-Straßenlampen getestet, die bis zu 20 Prozent Strom einsparen soll. (Foto: Tanja Meißner/KIT). Im rheinlandpfälzischen Maxdorf wird eine neue Generation von LED-Straßenlampen getestet, die bis zu 20 Prozent Strom einsparen soll. (Foto: Tanja Meißner/KIT).

Die Straßenbeleuchtung ist für Kommunen ein nicht geringer Kostenfaktor. So umfasst etwa die Stadtbeleuchtung der mittleren Großstadt Karlsruhe mit rund 320.000 Einwohnern nach Angaben der dortigen Stadtwerke über 55.000 Lampen.

Etwa 35 Prozent davon sind LEDs. Der Stromverbrauch lag im Jahr 2018 bei etwa 10.800 Megawattstunden. Die jährlichen Strom- und Wartungskosten betragen rund drei Millionen Euro.

Einsparungen durch einen niedrigeren Stromverbrauch sind angesichts dieser nach wie vor hohen Werte naturgemäß immer willkommen. Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun eine neuartige, noch sparsamere LED-Straßenleuchte entwickelt.

20 Prozent Energieeinsparung dank schwächerer Leuchtdioden

Die Wissenschaftler konnten dabei den Stromverbrauch von LED-Straßenlampen um zusätzlich 20 Prozent senken. "Es ist uns gelungen, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Lampen gegenüber herkömmlichen LED-Leuchten noch einmal deutlich zu steigern", sagt Michael Heidinger vom Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT.

Innovativ sei dabei eine Schaltung, die Alterung und Versagen einzelner Leuchtdioden abfängt, indem die herkömmlichen Hochleistungsdioden durch eine spezielle Anordnung schwächerer LEDs ersetzt werden.

Parallel- und Reihenschaltung für LEDs jeweils mit Nachteilen verbunden

Eine größere Zahl von LEDs parallel zu schalten, ist schwierig, da der Ausfall einer einzelnen Diode zu einem Versagen des gesamten Systems oder Teilbereichs führt. Das Phänomen kennt man etwa von dekorativen Lichterketten.

Die Alternative, die LEDs in Reihe zu schalten, hat ebenfalls Nachteile, da hier mit steigender Zahl der Dioden sehr hohe Spannungen benötigt werden. Da die als nicht lebensbedrohlich geltende Berührungsspannung bei 120 Volt liegt, konnten bislang nur bis zu 40 LEDs in einer Reihenschaltung verbaut werden.

Neuartige Schaltung ermöglicht geringere Spannungen

Mit der neuen Schaltung ist es möglich, viele Leuchtpunkte kostengünstig auf einer Platine zu montieren. Bei den vom LTI eingesetzten Leuchtmodulen sind es 48. Dazu sind die Leuchten sicherer zu handhaben, da es das neue Schaltkonzept erlaubt, mit Spannungen von 20 Volt zu arbeiten, wo sonst über 120 Volt notwendig sind.

Die neue Technik verspricht Kommunen erhebliche Einsparpotenziale. Im rheinland-pfälzischen Maxdorf (7.200 Einwohner) wurden jetzt erstmals Straßenlaternen mit den neuen Leuchtköpfen ausgestattet.

Pilotprojekt soll hohes Einsparpotenzial belegen

"Bei einer vollständigen Umstellung auf die neuartigen LEDs sind noch einmal finanzielle Einsparungen von bis zu 30 Prozent möglich", sagt Stefan Lang vom Fachbereich Technologie und Innovation der Pfalzwerke Netz AG, welche das Stromnetz in Maxdorf betreibt.

Neben dem geringeren Energieverbrauch sollen die neuen Lampen Leuchteigenschaften bieten, die für das menschliche Auge angenehmer sind. "Viele kleine LEDs werden aus einiger Entfernung als Flächenstrahler wahrgenommen. Sie blenden dadurch weniger als Hochleistungs-LEDs, die als Punktlichtquelle wahrgenommen werden", so Klaus Müller, Geschäftsführer der Gratz Luminance GmbH, welche die neuen Außenleuchten im baden-württembergischen Weinsberg herstellt.

Geringe Herstellungs- und Montagekosten wecken Interesse bei Kommunen

Da Kleinleistungs-LEDs billiger als Hochleistungs-LEDs sind, kann das neue System zu einem niedrigeren Preis hergestellt und angeboten werden, obwohl mehr Leuchtdioden nötig sind. Die Tatsache, dass der Leuchtenkopf einfach auf bestehende Masten montiert werden kann, macht den Umstieg laut Hersteller unkompliziert und damit preiswert.

Die Leuchten werden im Feldtest in Maxdorf nun eingehend erprobt. Da sich bereits andere Kommunen für die Technik interessieren, werde die Serienfertigung vorbereitet. "Wir hoffen die Leuchte im zweiten Halbjahr 2019 ausgewählten Pilotkunden anbieten zu können", so Müller.

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