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Strassenbeleuchtung

Die Straßenbeleuchtung erfüllt gleich mehrere Funktionen:
Sie gibt bei Dunkelheit Orientierung, erhöht die  Verkehrssicherheit. Verkehrsteilnehmer können besser sehen bzw. gesehen werden. Ebenso sind Gefahrstellen erkennbar. Sie vermittelt Sicherheit und schützt Personen und Eigentum. Wer möchte schon gerne zur vorgerückter Stunde im Düstern nach Hause laufen?

Straßenbeleuchtungen müssen die Anforderungen gemäß der Norm DIN EN 13201 erfüllen.
Es werden für unterschiedliche Beleuchtungssituationen (Verkehrsstraßen, Kreisverkehre, Radwege, Fußwege, Bahnübergänge, Parkplätze, ...) Parameter aufgestellt und Beleuchtungsklassen definiert.
Daraus ergeben sich die “Gütemerkmale” (Anforderungen) wie:

  • Beleuchtungsniveau (Helligkeit)
  • Blendungsbegrenzung (störungsfreies Sehen ohne Blendeffekte)
  • harmonische Helligkeitsverteilung (Vermeidung von Dunkelstellen)
  • Lichtfarbe und die davon abhängige Qualität der
  • Farbwiedergabe,
  • Lichtrichtung und Schattigkeit (zur Erkennen von Objekten und Oberflächen).

Nicht ganz trival. Es wird aber keinen verwundern, dass z.B. Fußgängerüberwege,  Bundesstraße, Wohnstraße, Tempo-30-zonen, unterschiedlich bewertet werden.

Kosten der Straßenbeleuchtung
Fast 40% der Stromkosten aller Liegenschaften der Gemeinde entfallen für die Straßenbeleuchtung.
Das waren 2009 173.883 kWh und 2010 186.982 kWh.
Zum Vergleich: Das wäre der Verbrauch von circa 41 4-Personen-Haushalten mit durchschnittlich 4500 kWh im Jahr.

Mit der Umrüstung auf neue Techniken besteht ein sehr großes Einsparpotential.
Neue Technik bedeutet hier Umrüstung auf LED-Technologie, die sogar vom Bundesumweltministerium (BMU) gefördert wird.
Vorteile der LED-Technik sind:

  • lange Lebensdauer des LED-Leuchtmittels
  • ermöglicht kompakte und vielseitige Bauformen
  • gerichtetes Licht ohne Streuverluste, kein “Lichtsmog”
  • dem Lichtbedarf anpassbar, dimmbar
  • weißes Licht für bessere und natürliche Farbwiedergabe.
  • keine Irritation von nachtaktiven Insekten, da keine IR-(Infrarot)- und vor allem keine UV(ultraviolett)-Strahlung

Besichtigung der LED Musteranlage der E.On in Bamberg
Am 04.02.2013 haben Mitglieder der Gemeinderates und andere Interessierte die Musteranlage besichtigt und sich ausführlich informiert.

Alle Bilder können durch Anklicken vergrößert werden!

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Anfangs im Hellen, um das äußere Erscheinungsbild  der Leuchten vergleichen zu können.

Später dann auch im Dunkeln.
Rechts konventionellen Natriumdampf-Hochdrucklampen mit dem typisch orangen Licht.
Links LED-Leuchten mit dem typischen “neutralweißem” Licht.

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Alle Leuchten können in Gruppen oder einzeln geschaltet werden, um die Wirkung besser vergleichen zu können.

Hr. Schwarz von der E.ON leitete die Führung und war allen Fragen offen.

Hier stimmt was nicht:
Eine in den Boden gerammte Leuchte? Oder ein riesenhaftes Gemeinderatsmitglied?

Nach der Besichtigung der Anlage im Hellen wurde die Zeit bis zur Dämmerung mit einen anschaulichen Vortrag von Hr. Schwarz “überbrückt”. Diesen finden Sie hier übrigens im Original verlinkt:
Straßenbeleuchtung - die LED-Technik auf dem Vormarsch
Aufgeschlaut mit Grundlagen der LED-Technik folgte dann die zweite Besichtigung der Anlage in der Dunkelheit

Bei der bisherigen Technik lassen sich z.B. die Lampen unterschiedlicher Hersteller in den Leuchten verwenden.
Durch normierte Teile ist die Bereithaltung und Beschaffung von Ersatzteilen einfacher und billiger.

Die Anbieter von LED-Straßenbeleuchtung kommen zu ganz unterschiedlichen Lösungen, wie die folgenden Bilder zeigen. Das hat aber auch zur Folge, dass noch keine hohen Stückzahlen erreicht werden, die nötig sind um die Stückkosten zu reduzieren.
Aber trotz noch hoher Stückkosten und höheren Kosten für die Ersatzteilhaltung rechnen sich jetzt schon Umrüstungen von konventioneller Technik auf LED-Technik. Pro Leuchtentyp muss aber eine Ersatzteilbeschaffung von mindestens 25 Jahren garantiert werden.
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Dabei ist darauf zu achten, dass LED-Modul und Vorschaltgerät getrennt ausgetauscht werden können.
Die Lebensdauer des LED-Leuchtmittels kann durchaus 50.000 Stunden betragen, was einem Betrieb über 10 - 12 Jahren entspricht. Vorschaltgeräte haben eine geringere Lebensdauer. Das bedingt einen modularen Aufbau. Steck- und rastbare Module, die möglichst ohne (Sonder-)Werkzeuge gewechselt werden können reduzieren die Wartungskosten. Außerdem ist so auch ein Tausch auf verbesserte technische Module möglich, die es in Zukunft geben wird.

Die Hersteller von LED-Straßenbeleuchtung müssen die LEDs zum einen gut kühlen, denn es handelt sich um Halbleiter. Je besser die Kühlung der LED desto länger die Lebensdauer! Der Kühlaufwand ist höher als bei konventionellen Leuchten.

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Die Natriumdampf-Entladungslampen mit ihrem gelb-orangen Licht haben eine Lichtausbeute (Wirkungsgrad) die teils noch über dem von LED-Lampen liegt. Man rechnet mit 100 Lumen/Watt.
Allerdings haben sie wesentlich mehr Streuverluste, denn Hausfassaden, Vorgärten und der Himmel sollen nicht angestrahlt werden.
Auch wenn das LED-Licht von Haus aus "gerichtet" ist, muss es mit Hilfe von Spiegeln und Linsen "gelenkt" werden, um die Anforderungen der Norm für Straßenbeleuchtungen  nach DIN EN 13201 zu erfüllen.
LED-Leuchten können das Licht “auf den Punkt bringen”. Sie reduzieren die Lichtverschmutzung auch Lichtsmog genannt.
Auf den Folien des Vortrag finden Sie auf Seite 18 ein Beispiel über eine Umrüstung.
Hier wird eine 115 W HSE-Leuchte (HSE für Natriumdampf-Hochdrucklampe, Ellipsoidform) durch eine 51 W LED-Leuchte ersetzt. Dabei wird der Stromverbrauch mehr als halbiert!

Je "weißer" das LED-Licht, desto höher die Lichtausbeute. Eine warmweiße Lichtfarbe (also mit mehr Gelbanteil) ist möglich, dafür aber verlustreicher.

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Die LED-Technik wird in Zukunft eine die Straßenbeleuchtung dominieren.
Da derzeit viele unterschiedliche Hersteller in den Markt drängen und LED-Leuchten entwickeln und anbieten ist bisher eine Standardisierung noch nicht absehbar.

Alle Leuchten haben ein Alu-Gehäuse, das  korrosionsbeständig, recycelbar und zudem die Kühlung unterstützt.
Hier das Modell “Iridium” von Philips mit einer Matrix von einzelnen LED mit eigener Optik. Jede LED leuchtet die gleiche Fläche aus. Sie kann ohne Werkzeug zur Wartung geöffnet werden.

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Hier die Leuchte “Streetlight Park” von Hella eines bislang Branchenfremden, den man bislang nur von der KFZ-Beleuchtung kannte. Man erkennt 8 LED-Gruppen mit ihrer Optik.

Hier eine “Streetlight 10 LED” von Siteco mit funktionalem Design und typischer Optik mit Facettenspiegeln für Nah-, Mittel- und Fernbereich.. Die flache Einheit mit den High-Power-LED liegt zur besseren Kühlung direkt am Alu-Gehäuse. Links die Abdeckung des Vorschaltgerätes.

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Zylinderleuchten mit gleichmäßiger Ausleuchtung.

Zylinderleuchte mit eingestellter Vorzugsrichtung um z.B. Blendeffekte für benachbarte Wohngebäude zu vermeiden.

Zusätzliche Stromspar-Maßnahmen:
Das Abschalten jeder zweiten Straßenlampe zu verkehrsarmen Zeiten würde zwar Strom sparen, allerdings entstehen dadurch verkehrsgefährdende Dunkelzonen.
Auch das komplette Abschalten der Beleuchtung in Wohnvierteln dürfte die wenigsten begeistern.
Wer möchte schon zur vorgerückter Stunde in völliger Dunkelheit nach Hause laufen?
Zusätzlicher Strom sollte durch Nachtabsenkung mit dimmbarer Straßenbeleuchtung eingespart werden, wo es die Verkehrssituation erlaubt. Laut E.ON ist dies dafür notwendige zusätzliche Steuerleitung in Bubenreuth bereits vorhanden.

Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit:
Die E-On rät für neue Installationen und beim Ersetzen von alter Beleuchtung direkt auf LED zu wechseln.
Ein Wechsel vorhandener Straßenbeleuchtung, die sich noch am Anfang ihrer Lebensdauer befinden, sollte noch nicht erfolgen.
Die Wartezeit auf fallende Stückkosten und noch höhere LED-Wirkungsgrade könnte sich - trotz höherem Stromverbrauch - noch rechnen.

Im Gemeindegebiet von Bubenreuth haben wir 454 Brennstellen.
Es besteht ein Service-Vertrag mit der E.ON, die die Wartung der Straßenbeleuchtung übernimmt.

Die Arbeitsgruppe “Energiesparen & Datenerhebung” hat 442 Leuchtstellen in Bubenreuth.gezählt die sich wie folgt aufteilen:
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Davon sind 28+17+1 = 45 % bereits laut E-On auf die moderneren Natriumdampf-Entladungslampen mit dem typisch orangen Licht umgerüstet worden. Das wären die Lampen bei denen man zum Warten rät.
Quecksilberdampf-Entladungslampen, die bald verboten werden, dürften sich kaum noch in Bubenreuth finden.

“Peitschenleuchten”
Die ältesten Leuchten mit knapp 50% stellen in Bubenreuth die “Peitschenleuchten” (auch Langfeldleuchten), die jeweils mit 2 Leuchtstoffröhren bestückt sind. Rein “elektrisch” könnten diese Leuchtstoffröhren bereits durch zertifizierte LED-Röhren ersetzt werden. Die gibt es mittlerweile schon beim Norma! Eine so umgerüstete Leuchte hätte aber ganz andere optische Eigenschaften und würde die Anforderungen gemäß DIN EN 13201 nicht mehr erfüllen. Wenn die so einfach wäre, hätten wir im Internet mit Sicherheit einen Artikel gefunden.

Die Firma Hella bietet genau für diesen Lampentyp eine LED-Leuchte zum Umrüsten, die laut Prospekt eine wesentlich bessere und gleichmäßigere Ausleuchtung hat, als das betagte Vorgängermodell:
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Wie soll es weitergehen?
Die Arbeitsgruppe: Energiesparen & Datenerhebung hat am 01. März 2013 einen Antrag eingebracht, dass die Gemeinde zusammen mit der EON einen "Langfristplan" für den Ersatz der bisherigen Leuchten durch LED aufstellen soll.
E.ON kennt als Service-Partner die Bubenreuther Straßenbeleuchtung am besten und kann den Bestand (Anzahl, Zustand, Alter, Verbrauch, ...) am besten bewerten um daraus sinnvolle Maßnahmen abzuleiten.
Hier der “Antrag auf Erstellung eines ‘strategischen Plans’ für die Erneuerung der Straßenbeleuchtung