theorie + praxis aus der sicht eines planers · 1 1 effiziente strassenbeleuchtung theorie + praxis...

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Effiziente Strassenbeleuchtung

Theorie + Praxis aus der Sicht eines Planers

Referent:Günther Volz · Beratender Ingenieur für Elektrotechnik + LichttechnikLandessprecher Baden‐Württemberg desVDE VERBAND ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK e.V.

e‐mail: pl@n‐volz.de www.volz‐planung.de

KliBA

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Inhaltsübersicht:

Einflüsse von Komponentender Straßenbeleuchtung auf den Energiebedarf

Grundlagen der energetischen Bewertung

Lichtausbeute von Lampen

Lichtlenkung und Wirkungsgrad von Leuchten

Potentiale der Energieeinsparung bei der Sanierung

Bewertung von Lebenszykluskosten der Straßenbeleuchtung

Umfassende Vergleiche der Effizienz von Lampen und Leuchten in derStraßenbeleuchtung für unterschiedliche Sanierungsalternativen

Steuerung der Straßenbeleuchtung und Leistungsreduzierung

Umrüstsätze für Lösungen ohne Leuchtentausch

Innovationen bei Außenleuchten

2

3

Vorschalt- geräte

Lampe Leuchte = Gehäuse für Lampe, Fassungen, Vorschaltgeräte

Lichtsensor, Dämm.Schalt.

Steuerung, Leistungsreduzierung

„Output“: Beleuchtungsstärkebzw. Leuchtdichte auf der Strasse

„Input“: El. Energie

Bestandteile der Strassenbeleuchtung - Einfluss auf Energiebedarf:

4

3

5

Φ LP

= Lichtleistung

6

- 100

Quecksilberdampf-lampe ***

*** Verbotdurch EU-RL

Gelbes Licht

LED

4

7

Detail‐Vergleich der Systemlichtausbeute Zurück >

8

~100

Details: >

5

9

Lichtausbeute von Lampen:230V

VG

Leistungsbedarf von Lampe und Vorschaltgerät =L0

Lichtstrom der Lampe = L1 [Φ LP ]

(Restliche Energie= nicht sichtbares Licht und Wärme)

Leuchtenwirkungsgrad:

Lichtstrom der Lampe = L1

Aus der Leuchte austretender Lichtstrom = L2

(η = L1 / L0)

η LB = L2 / L1

Φ LP

10

Energieverbrauch

DIN EN 13201Straßenbeleuchtung

6

11Plan

ung +

Bet

rieb

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Lampenarten Kriterien und Beurteilung:

Bestand Quecksilber-dampflampe

Natriumdampf-hochdrucklampe

Halogenmetall-dampflampe

LED

Lampen: System-Lichtausbeute [Lumen/Watt] 30 - 49 80 - 100 ~ 85 - 115 ~ 80

vergleichbare Systemleistung mit Vorschaltgeräten [Watt] und Lichtstrom [Lumen]

2 x 125 274

2 x 6.300

1 x 70 83

6.600

1 x 60 70

6.850

35 x 1,5 = 60

~ 4.800

1) Energiekosten/Jahr [€] bei ~ 3.330 h/a und 0,15 €/kWh

136,90 41,46 34,97 29,97

Farbwiedergabequalität 40 20 ~ 60 - 70 ~ 80

Neu- und Ersatzkosten der Lampen pro Leuchte [€] 2 x 5 1 x 15 1 x 39

35 x 18 = 630

Lampenlebensdauer [h] 15.000 16.000 10.000 50.000

2) Lampenkosten pro Jahr ca. [€] 2,22 3,12 13 ~ 42

Leuchten: Leuchteneinzelpreis [€] 285 250 315 270

3) Leuchtenkosten pro Jahr ca. [€] bei ca. 30 Jahre Lebensdauer

9,50

8,33

10,50

9,--

4) Wartungskosten pro Jahr ca. [€] 3.- 2,50 2,50 8.-

Bemerkungen EVG-Lebensdauer? Elektronik-Lebensdauer?

Umgelegt pro Jahr ca. [€] 152 55 61 89

Kostenrelation 100 % 36 % 40 % 59 %

Vergleich bei Leuchtentausch: Pilzleuchte gegen Kofferleuchte

7

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Jährl. Anteile an den Lebenszykluskosten fürEffizienztechnologien in der Strassenbeleuchtungfür einfache Zweckleuchten

~ 60%

alt

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Technische Angaben Ergebnis (Abstand 30m)

Leuchtentyp Abbildung

Lam

pent

yp u

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Nen

nlei

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g

Sys

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leis

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W

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ge

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ngen

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Lam

penl

eben

sdau

er

und

Lich

tfarb

e

1.1

Hellux LBR 300/42

2x T26 18W

42 bei

EVG51% 2700 65 2 < 1 nein 47 7.

ca. 14.000 h weißes Licht

2.1

Philips Koffer² 70

CPO 45W

50 60% 4300 86 7 2 ja 140 1. ca. 12.000 h warmweißes

Licht

2.2

Philips Koffer² 70

HST 50W 59 71% 4000 68 6 2 ja 100 3.

ca. 24.000 h gelbliches

Licht

3.1 Bega 8269

HIT 70W 83 100% 7000 84 9 4 nein 108 2.


3.2

Bega 8252

TC-D 2x26W 62 75% 3600 58 2 1 nein 32 9.

ca. 12.000 h warmweißes

Licht

(nur als) Beispiel einer Bewertung:Anmerkung: alle HST-Lampen in „Doppelbrenner“-Ausführung

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Lam

pent

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Nen

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Lich

tfarb

e

4.1 Bega 9055

HST 1x50W 59 71% 4000 68 4 2 nein 68 6.


Licht

4.2 Bega 9055

HIT 1x70W 83 100% 7000 85 7 3 ja 85 5.


4.3 Bega 9050

TC-TEL 1x32W 35 42% 2600 75 3 1 nein 86 4.


Licht

5.1 Hess Sera

(10% geneigt)

HST 1x50W 59 71% 4000 68 5 2 ja 85 5.


Licht

5.2 Hess Sera

(10% geneigt)

CPO 1x45W 50 60% 4300 86 5 2 ja 100 3.


Licht

(nur als) Beispiel einer Bewertung:

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Lam

pent

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Nen

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Effiz

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Lich

tfarb

e

6.1 Siteco SR 50 TC-L

2x24W 54 65% 3600 67 2 <1 nein 37 8. ca. 12.000 h warmweißes

Licht

6.2 Siteco SR 50 HST

1x50W 59 71% 4000 68 5 1 ja 85 5. ca. 24.000 h gelbliches

Licht

7.1 Trilux Lumega

700 HST

1x50W 59 71% 4000 68 5 2 ja 85 5. ca. 24.000 h gelbliches

Licht

9

17

Gruppe: BKategorie: 1 + 2 Betriebsstunden: 4000h/J Strompreis: 0,20 €/kWh EnergieMix: 348 g/kWh

Sys

tem

leis

tung

Men

ge

Ene

rgie

beda

rfin

35

Jahr

e

Ene

rgie

-ei

nspa

rung

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rgie

kost

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35

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eins

paru

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CO

2- E

rzeu

gung

in 3

5 Ja

hr

CO

2 -

Ein

spar

unge

n

BestandsleuchtenAEG (Minikoffer) 459 5.719.140 1.143.828,00 1.990,3SIEMENS (5 NA 341) 12 149.520 29.904,00 52,0SIEMENS (5 NA 583) 379 4.722.340 944.468,00 1.643,4

850 10.591.000 2.118.200,00 3.685,7

AustauschstypenVariante 2Trilux Lumega 700

Cosmo 1x45W 50 850 5.950.000 4.641.000 1.190.000,00 928.200 2.070,6 1.615,1

Variante 3Siteco SR 50

NaH 1x50W 59 850 7.021.000 3.570.000 1.404.200,00 714.000 2.443,3 1.242,4

Variante 4Vulkan 5150

NaH 1x50W 59 850 7.021.000 3.570.000 1.404.200,00 714.000 2.443,3 1.242,4

Variante 5Bega 9055

NaH 1x50W 59 850 7.021.000 3.570.000 1.404.200,00 714.000 2.443,3 1.242,4

HQL 1x80W 89

[STK] [kWh] [t][W]

Abb

ildun

gen

Bes

tück

ung

[t][€][kWh] [€]

Energiebedarfsvergleich der Leuchten im Bestand gegenüber Austauschtypen

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Energiebedarfsvergleich der Leuchten im Bestand gegenüber Austauschtypen

Gruppe: MKategorie: 10Betriebsstunden: 4000h/JStrompreis: 0,20 €/kWhEnergieMix: 348 g/kWh

Sys

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Ein

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n

BestandsleuchtenAEG die Breite 33 545.160 109.032,00 189,7AEG Stufenleuchte 325 5.369.000 1.073.800,00 1.868,4Hellux QMF 401 261 4.311.720 862.344,00 1.500,5Novalux NLA 1 84 1.387.680 277.536,00 482,9

703 11.613.560 2.322.712,00 4.041,5

AustauschstypenVariante 2Philips Koffer² 70

Cosmo 1x45W 50 703 4.921.000 6.692.560 984.200,00 1.338.512,00 1.712,5 2.329,0

Variante 3Siteco SR 50

NaH 1x 50W 59 703 5.806.780 5.806.780 1.161.356,00 1.161.356,00 2.020,8 2.020,8

Variante 4Hess Millenio

LED 2x 39W 78 703 7.676.760 3.936.800 1.535.352,00 787.360,00 2.671,5 1.370,0

[t][t]

Abb

ildun

gen

Bes

tück

ung

[W] [STK] [kWh] [€][kWh] [€]

HQL 2x50W 118

10

19

100%

66%

50%

elektr. Leistung

ca. 11 Std/Tag Zeit

Betriebsart 1

Betriebsart 1: ca. 4000 h/Jahr Vollbetriebszeit

Betriebsart 2: ca. 3000 h/Jahr Vollbetriebszeit = 25% Einsparung

Betriebsart 2

Einsparung

Steuerung + Leistungsreduzierung

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Erforderliche Schritte für EnergieeinsparungdurchSteuerungsmanagement + Leistungsreduzierung:

- Untersuchung des Kabel- und Leitungsnetzes im Bestand (Adernzahl/Querschnitte für Steuerungen)

- Untersuchung Leuchtentypen auf Nachrüstbarkeit mit Leistungsreduzierbausteinen

- Einsatz neuer Übertragungstechniken (Funk, Powerline bei fehlenden Voraussetzungen im Netz)

Nachrüstungen sind förderfähig!

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Leistungsreduzierung und Steuerungganznächtiger/halbnächtiger Betrieb:

- mit Relais, zur Ansteuerung über erforderlichen Steuerdraht oder

- eingebautes Zeitrelais pro Leuchte, welches sich am theoretischenMitternachtszeitpunkt orientiert (aufgrund des erstmaligen Ein- undAusschaltzeitpunkts).

- Umschaltbare EVGs mit "Stepp-Dimm"

Leistungsreduzierung auf Leistungswert der nächstniedrigenLampen-Wattage ergibt ca. 50 % Lichtstromreduzierung

Umrüstsätze von HQL- auf Natriumdampfhochdrucklampen:- Vorschaltgerät für Quecksilberdampflampe kann bleiben,zusätzliche Impedanz mit Zündgerät wird eingebaut

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Umrüstsätze ?

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Bild: GBS - Albstadt

Umrüstsatz für „Glocke“

mit HIT 35 W

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Pollerleuchte für Wegbeleuchtung

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Innovationen mit LED:optimierte Lichtverteilung für große Abstände bei Pollerleuchten ...

Bild

: HES

S

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Viel Erfolg bei Ihrer Modernisierung

wünscht Ihnen:

Günther Volz · Beratender Ingenieur · VBI · VDI · VDE

Ingenieurbüro für Elektrotechnik ‐ Lichttechnik ‐ FördertechnikIm Letten 26 71139 Ehningen

NL: Tübingen

Telefon 07034 ‐ 93470 e‐mail: pl@n‐volz.de www.volz‐planung.de

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