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swb Beleuchtung – Licht auf den Punkt gebracht
Folie 1
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Straßenbeleuchtung mit moderner LED TechnikBeispiele, Potenziale und Fördermöglichkeiten
Olaf Decker und Alexander Fischer
18. März 2013
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Agenda
� LED Potenziale in der Straßenbeleuchtung
� allgemeine Einsparpotentiale in der Straßenbeleuchtung
� BMU Förderprogramm
Folie 3
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LED Potenziale in der StraßenbeleuchtungPower Line Kommunikation am Bsp. Theodor-Heuss-Allee, Bremen
Folie 4
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Folie 5
� Übertragung von Daten über die Stromleitung
� CENELEC C-Band (125-140 kHz). VDE 0808
� Beispiele: Babyphone, TRA, KNX/EIB,…
Was ist Power Line Kommunikation (kurz: PLC)?
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12. Dez.
Folie 6
Bild der Theodor Heuss Allee
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Folie 7
Was wurde in der Theodor-Heuss-Allee verbaut?
� Philips SpeedStar LED-Leuchte 86W
- dimmfähige Treiberstufe (1-10V).
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Folie 8
Was wurde in der Theodor-Heuss-Allee verbaut?
� LON-Knoten
- bistabiles Relais- schaltbare Phase (30mA)- analogen Ausgang (1-10V)
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Folie 9
Was wurde in der Theodor-Heuss-Allee verbaut?
� PLC-Gerät (Ilon100 e3)
- astronomischer Kalender - Mobilfunk-Modem MC75.
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Folie 10
Wie kommunizieren die Geräte untereinander?
� LonWorks-Protokoll.
- LON � (L)ocal (O)pperating (N)etwork
� Gerätekennung per einmalig vergebener ID
- (L)onworks (U)nified (ID)entification � LUID
� Software-Tool: Lonmaker
- Komissionieren (Credits)
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Folie 11
Wie kommunizieren die Geräte untereinander?
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Folie 12
Wie kommt das Signal zum Mast ?
T-Mobile
Internet
Steuerungsserver
VPN* Tunnel
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Folie 13
Wie kommt das Signal zum Mast ?
T-Mobile
�
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Folie 14
Wie kommt das Signal zum Mast ?
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Folie 15
Welche Möglichkeiten bringt diese Technik?
� Unabhängig von „Verkabelung“
� individuell schalten und dimmen
� beliebige Clusterung (Bezirke, Straßenkategorien,…)
� Ausfall einzelner Lampen kann detektiert werden
� Erfassung von Sensordaten (Zählschleifen, Lichtsensoren,…)
� technische Daten der Leuchte (Energie, Betriebsstunden, Temperatur)
� Kundenportal für Dritte, um ihre Anlagen aus der Ferne zu schalten oder Status abrufen zu können.
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Folie 16
Kostenfaktoren - Investitionskosten
� Anschaffung (serverseitig)
- Server mit Internetanschluss- Steuerungssoftware- VPN-Tunnel zum Provider- IP-VPN zu den mobilen Geräten
� Anschaffung (schaltstellenseitig)
- Steuergerät (Ilon100 + Modem)- Mobilfunkvertrag (mit Freivolumen)
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Folie 17
Kostenfaktoren – laufende Kosten
� Regelmäßige Kosten
- Sim-Karten - Internet-Nutzung- Server (Miet- oder Abschreibungskosten)- Wartungskosten Serversoftware
� Traffic-abhängige Kosten
- Bei Volumenüberschreitungen
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Folie 18
Einsparpotential (Theodor-Heuss-Allee)
� Verbrauch bei durchgehend 100% der Lichtstärke p.a.
682,9 kWh ≙ 403 kg CO²
� Verbrauch bei reduzierter Lichtstärke 22:00 Uhr – 06:00 Uhr p.a.
463,8 kWh ≙ 273 kg CO²
� Ersparnis:
219,1 kWh ≙ 130 kg CO² ≙ 32,5 %
� Umrechnungsfaktor 0,590 kg CO2 / kWh (Bundesumweltamt)
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Allgemeine Einsparpotentiale in der Straßenbeleuchtung
Folie 19
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Warum Energie sparen in der Straßenbeleuchtung?
Folie 20
� CO2-Reduktion
� Senkung der Energiekosten von Beleuchtungsanlagen
-> Entlastung von Haushalten
� Verbesserung des bestehenden Beleuchtungsniveaus
-> Reduzierung von Lichtverschmutzung
� Betriebsmitteloptimierung
� Wartung- und Instandhaltungsoptimierung
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Maßnahmen zur Energieeinsparung I
Folie 21
� Halbnachtschaltung (Abschalten einer Lampebei 2-flammig bestückten Leuchten)
� Teilabschaltung (Abschaltenjeder zweiten Leuchte)
� Dezentrale Leistungsreduktion (Dimmung/Leistungsumschaltung über Vorschaltgerät)
� Zentrale Leistungsreduktion (Dimmung über Baustein zur Spannungs-/Frequenzänderung im Schaltschrank)
� Änderung von Ein- und Ausschaltzeiten zur Betriebsstundenreduktion
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Maßnahmen zur Energieeinsparung II
Folie 22
� Maßnahmen auf Basis des EBPG/EuP-Richtlinie
- Erneuerung von Leuchten (-> BMU-Förderung)
- Leuchtmitteltausch (erfordert i.d.R. Tausch des „Leuchteninnenlebens“)
� Individuelle Maßnahmen (selektiven, bedarfsgerechten Schaltung)
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BMU-Förderung
Folie 23
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Kurzbeschreibung
Folie 24
� BMU – Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
� Förderung ist Bestandteil der „Richtlinien zur Förderung von Klimaschutzprojekt in sozialen, kulturellen und öffentlichen Einrichtungen im Rahmen der Klimaschutzinitiative“
„Gefördert werden Klimaschutztechnologien bei der Stromnutzung, die kurzfristig
zu einer nachhaltigen Reduzierung von Treibhausgasemissionen führen.“
� Nächster Antragszeitraum
− 01 Januar 2013 – 31 März 2013
� Förderberechtigt sind
− Gemeinde, Städte und Landkreise− sonst. kommunale Antragsteller
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Was wird gefördert?
Folie 25
Gefördert werden 20%* der Ausgaben für
� LED-Leuchten
� und geeignete Steuer- und Regelungstechnik bei LED-Leuchten, welche den Gesamtenergieverbrauch der Beleuchtung weiter absenkt.
� Montagekosten
*Novellierung der Richtlinien vom 24.10.2012
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Grundvoraussetzung
Folie 26
� CO2 – Ersparnis von mindestens 60%
� Beispiel
HME-Leuchte(Quecksilberdampf)
LED-Leuchte
LampeLichtstromd. Lampe
Vorschalt-gerät
System-leistung
HME 80 W 3.700 lm KVG 89 W
Leuchtenwir-kungsgrad
< 75 %
LampeLichtstromd. Lampe
Vorschalt-gerät
System-leistung
LED 29W 2.928 lm LED-Treiber 29 W
Leuchtenwir-kungsgrad
> 90 %
ca. 67% Energieeinsparung
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Voraussetzungen
Folie 27
� Mindestfördervolumen in Höhe von 10.000 EUR
� max. Förderzeitraum beträgt 1 Jahr
� Anlage muss Eigentum des Antragsteller sein!
� CO2 – Ersparnis darf nicht durch Teilabschaltung (Bsp. Abschaltung jeder zweiten Leuchte) realisiert werden -> Dunkelzonen!
� Haltedauer der Förderung beträgt fünf Jahre (jährl. Nachweis)
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Antragstellung und Erhalt der Förderung – Teil 1
Folie 28
Prüfung der Beleuchtungs-anlage hinsichtlich ihres Energieeffizientpotentials
Ein qualifizierter Fachplaner füllt das notwendige EXCEL-Berechnungsformular „Straßenbeleuchtung“ aus
Antragsteller sendet ALLE Unterlagen (Berechnungs-formular, die vollständig ausgefüllten, unterzeichneten und gestem-pelten easy-AZA-Formulare, sowie eine BackUp CD-Rom) an den Projektträger
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Antragstellung und Erhalt der Förderung – Teil 2
Folie 29
Antrag wird vom Projektträger und
dem Bundesministerium für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
bewertet!
Auf Grundlage der Bewertung und
einer abschließenden Antrags-
prüfung entscheidet das BMU über eine Förderung!
Im Falle einer Fördermittelbe-
willigung können bei einer Förder-
summe größer 25.000EUR bis zu
80% während der Maßnahme
eingefordert werden!
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Musterantrag – EXCEL Berechnungsformular Teil 1
Folie 30
!
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Musterantrag – EXCEL Berechnungsformular Teil 2
Folie 31
!
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Musterantrag – EXCEL Berechnungsformular Teil 3
Folie 32
!49.000,00
9.800,00
20 %
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Musterantrag – elektr. Antragssystem „easy-AZA“
Folie 33
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Beispielprojekt – Der Stadtteil Kronsburg in Kiel
Folie 34
� ca. 200 Leuchten
� CO2 – Einsparung24.599,67kg
� Energieersparnis48.520 kWh p.a.
-> 75% Ersparnis
Bild: Die Typonauten -Bremen
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Herzlichen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit!
swb Beleuchtung GmbHAm Gaswerkgraben 228197 Bremen
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BACK-UP
Folie 36
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Folie 37
Welche Risiken bringt uns diese Technik?
� Kompatibilität zwischen Provider und Modemhersteller.
� Technische Eigenschaften des Kabels (keine Schirmung)
� Lebensdauer der Mikroelektronik (Flash-Speicher)
� Empfindlichkeit der Computer-Komponenten (Watchdog)
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Folie 38
Wie kommunizieren die Geräte untereinander?
� Eingangs- und Ausgangsvariablen. SNVTs
(S)tandard (N)etwork (V)ariable (T)ypes � SNVT
� 1:1 und 1:n Verbindungen möglich
� Verbundene Variablen synchronisieren sich
� Variablen vom Steuerungsserver erreichbar
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Folie 39
Wie funktioniert die zentrale Verwaltung?
� Steuerungssoftware: Centersight
� LUID als Index
� IP-Adressen Verwaltung
� SOAP / XML als Protokoll
� Schaltlogik
- Gruppierung über Schaltprogramm (Luxdata)
� Ergebnisinfo über Schaltaktionen
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Finanzierungsmöglichkeiten
Folie 40
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Warum überhaupt Finanzieren?
Folie 41
Typische Kostenverteilung
in der Straßenbeleuchtung
4%
72%
24%
Wartung und
InstandhaltungPersonal
Energie Quelle: DStGB 2009
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Welche Finanzierungsarten gibt es?
Folie 42
Eigenerledigung
Intracting
Contracting
Betriebsfüh-rungsverträge
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Eigenerledigung
Folie 43
� Gemeinde ist Eigentümer der Beleuchtungsanlage
� Sollten im Vermögenshaushalt ausreichende Mittel zur Verfügung stehen, so ist eine Finanzierung hieraus sinnvoll
-> anschließende Energieeinsparung
entlastet den Haushalt
� Andernfalls kann eine Kreditaufnahme die Lösung sein
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Intracting
Folie 44
� Bildung eines speziellen Finanztopfes im Haushalt, der ausschließlich zur Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen dient
� Eingesparte Energiekosten fließen in den Folgejahren zurück in den Intracting-Topf bis die Investition vollständig zurückgezahlt ist.
-> Geld steht zur Finanzierung weiterer
Maßnahmen wieder zur Verfügung.
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Betriebsführungsverträge
Folie 45
� Die Beleuchtungsanlage bleibt im Besitz der Gemeinde
� Betrieb (Instandhaltung) der Anlagen wird von den Stadtwerken, dem Energieversorger oder einem Energiedienstleister übernommen
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Contracting
Folie 46
� Planung, Errichtung und Betreuung der Anlagen bzw. Modernisierungsmaßnahmen und Risikoübernahme durch einen Energiedienstleister (teilweise Übertragung des Besitzes und des Betriebs der öffentlichen Beleuchtung)
� Finanzierung der Maßnahmen durch Dritte oder den Energiedienstleister.
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Anhang
Folie 47
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Abschalten von 1-lampig
bestückten Leuchten
Zentral (Schaltstelle)
� „PowerManger“
� „dimmLIGHT“
� etc.
Dezentral (Leuchte)
[Regeln/Schalten]
(1) � schaltbare KVG‘s
(Relais/zusätzl.
Impedanz)
(2) � dimmbares KVG
Leistungsreduktion
Leistungsreduktion von
Lampen
(Gasentladungsl.)
LED [Regeln/Schalten]
� EVG
wirkt nur bei „KVG“-
Leuchten im Strang
bei 2-lampigen
Leuchten
1/2-Nacht-Abschaltung [schaltet]
� Abschaltung von Lampen
� Spannungsabsenkung
� Frequenzänderung
� Phasenaus-/anschnitt
� Frequenz-Form-Änderung
� Pulsmuster generieren
und/oder
BEACHTE:
Auswirkungen auf Lampenlebensdauer
� Hersteller Freigabe
� oder eigene Erfahrung und Risiko
Anhang I - Methoden der Leistungsreduktion in der Straßenbeleuchtung
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• Konzept: Nutzung der zweiten Anzapfung des KVG:
derzeit nur KVG‘s mit Anzapfungen 50/70W und 100/150W verfügbar
• Beleuchtungsniveau*
> Dimmung:Beleuchtungsniveau nimmt ab, Gleichmäßigkeit bleibt erhalten
> Teilabschaltung:Beleuchtungsniveau nimmt ab, Gleichmäßigkeit geht verloren, da jede zweite Leuchte aus
> Teilabschaltung zweilampiger Leuchten:Beleuchtungsniveau nimmt ab, Gleichmäßigkeit bleibt erhalten
Anhang II
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• ESL- Modul (Energie-Sparmodul-Licht)
> Firma: Müller Industrie – Elektronik GmbH> Reduzierung der Energiekosten um bis zu 30%> für NAV, HQL und HI Lampen von 50…250W
• KUU (Kompakte Universal – Umrüsteinheit)
> Firma: Lichttechnik Busch e.K.> Reduzierung der Energiekosten um
• ILUEST Dimmer
> Firma: SALICRU Deutschland
Anhang III – Module zur Leistungsreduktion
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> Witterungsunterschiede (beispielsweise zwischen Bremen Süd und Bremen Nord)
führen zu verschiedenen Beleuchtungsstärken innerhalb des Stadtgebietes
> Fragen:
� Ist es sinnvoll das gesamte Stadtgebiet gleichzeitig zu schalten, obwohl es in
einigen Teilen noch hell genug ist?
� Wie könnte man selektives Schalten realisieren?
� Ist das selektive Schalten einzelner Gebiete auf Basis des bestehenden
Systems in Bremen möglich und
� welche Hard- und Software ist notwendig?
Anhang IV – Bedarfsgerechte Beleuchtung