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Straßenbeleuchtung ist einer der größten kommunalen Energieverbraucher:  Sie verursacht bis zu 50% des kommunalen Energieverbrauchs. Daraus resultieren sehr hohe Energiekosten und ebenfalls sehr hohe CO2-Emissionen. Ca. 70% der Straßenbeleuchtungsanlagen gelten zudem als veraltet und sanierungsbedürftig. Die Ökodesign-Richtlinien der EU, über welche ineffiziente Leuchtmittel dem Markt entzogen werden, sorgt für zusätzlichen Handlungsdruck, Straßenbeleuchtung zu modernisieren. Dabei stehen mittlerweile nicht nur energetische Anforderungen im Vordergrund. Straßenbeleuchtung muss umweltfreundlich gestaltet werden - Lichtverschmutzung ist einzudämmen und dem Insektenschutz ist Rechnung zu tragen. Entsprechende Vorgaben sind im Bundesnaturschutzgesetz seit 2021 verankert (§41a BNatSchG). In diesen Vorgaben werden neben dem Einsatz effizienter Technologien auch die zulässigen Farbtemperaturen und die Steuerbarkeit der Leuchten vorgegeben. Diese Anforderungen sind in Einklang mit der Verkehrssicherheit zu bringen, die bei all dem nicht eingeschränkt werden darf und den Vorgaben der DIN EN 13201 entsprechen sollte.

Austausch veralteter Leuchten gegen moderne, vernetzte LED-Leuchten kombiniert mit Sensoren und Steuerungssystemen. LED-Leuchten werden über ein lokales Kommunikationsnetzwerk oder LTE mit dem Lichtsteuerungssystem verknüpft, welches wiederum an eine offene urbane Datenplattform angebunden wird. Die eingesetzten Sensoren werden ebenfalls an die offene urbane Datenplattform angebunden, deren Daten werden analysiert und in die errechneten Einstellungen an das Lichtmanagementsystem übermittelt. Die Leuchten können ohne den Austausch der Maste einfach ausgetauscht werden. Die Stromversorgung kann unverändert verwendet werden. Die für die Vernetzung erforderlichen Leuchten-Controller werden auf eine mechanische Schnittstelle der Leuchte gesteckt. Eingesetzte Sensoren werden an den relevanten Stellen an vorhandenen Lichtmasten der Straßenbeleuchtung installiert.

Vernetzte Leuchten und intelligente Steuerungssysteme bringen Ökonomie und Ökologie in Einklang und vereinen die vermeintlichen Widersprüche zwischen Energieeffizienz, Naturschutz und Verkehrssicherheit. Sensorgestütze Steuerungen erlauben den Einsatz von Licht entlang des tatsächlichen Bedarfs, z.B. verkehrsabhängig, witterungsabhängig oder in Abhängigkeit vom Passantenaufkommen. Die Energieeffizienz entsprechender Anlagen erreicht damit ein Maximum, ohne dabei die Verkehrssicherheit oder die Aufenthaltsqualität einzuschränken. Licht ist immer da, aber nur so viel und nur dann, wenn es gebraucht wird. Die Energieeinsparungen reichen dabei von 75 - 90%. Einsparpotentiale am Beispiel eines Referenzprojektes finden sich im Bild. Diese Werte lassen sich durch den Einsatz intelligenter Systeme weiter steigern. So kann z.B. bei nassen Fahrbahnen die Leuchtenleistung um bis zu 50% zusätzlich reduziert werden. Die Lichtverschmutzung wird ebenfalls auf ein Minimum reduziert. Über die Steuerungssysteme hinaus kann auch die Farbtemperatur der Leuchten saisonal den Bedürfnissen nachtaktiver Insekten angepasst werden. Darin verbirgt sich nicht nur ein Beitrag zum Naturschutz, sondern auch ein energetischer Vorteil. LEDs mit einer Farbtemperatur von 2200K (von Natürschützern gefordert) verbrauchen 30% mehr Energie als LED mit einer Farbtemperatur von 3000K. Hier können saisonale Anpassungen erfolgen (z.B. Winter, keine Insekten = lange Brenndauer = 3000K / Sommer, viele Insekten = kurze Brenndauer = 2200K). Auch im Betrieb bieten intelligente Steuerungssysteme enorme Vorteile. So liefern diese Systeme jederzeit ein digitales Abbild zum Betriebszustand und dem Energieverbrauch der Leuchten. Ausfallzeiten werden damit reduziert und betriebliche Abläufe (Störungsmanagement, Wartungsarbeiten) lassen sich optimieren. Der Betrieb eines Lichtpunkts kostet üblicherweise ca. 19€ pro Jahr (ohne Strom). Diese Kosten lassen sich auf ca. 9€ pro Jahr reduzieren.

Integration, Verarbeitung und Analyse der Daten aus dem Lichtmanagementsystem sowie der eingesetzten Sensoren. Herstelllung von Interoperabilität zwischen Sensorsystemen und Lichtmanagement. Vorgabe der erforderlichen Beleuchtungseinstellungen auf Basis der analysierten Sensordaten.

LED-Leuchten mit Controller und einstellbaren Farbtemperaturen (2200K - 3000K). Lichtmanagementsystem, Sensoren (z.B. Verkehr, Infrarot, Straßenzustand)

Sensoren, Lichtmanagementsystem (jede einzelne Leuchte)

Lokales Netzwerk (z.B. 2,4GHz) oder LTE