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LED-Stroossebeliichtung

D’Liichtquell vun der Zukunft.

Opgrond vunn hierer Villsäitegkeet an deene ville Virdeeler ginn d’LED-Luuten als d’Zukunft vun der Beliichtungstechnik ugesinn a ginn haut schon op ville Plaatzen agesaat. LED steet fir light emitting diod (op.lëtz. liichtemmittéierend Diode), also Dioden, déi iwwer e Stroumfloss Liicht erzeuge kennen. Wéint der progressiver Suppressioun vun den ale Bieren an der Europäescher Unioun an der ëmmer méi opkommender Kritik un den Energiespuerbieren, dierft de Viirmarsch vun deene klenge Liichtwonner wuel kaum ze stoppe sinn.

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Einfluss der Außenbeleuchtung auf die natürliche und menschliche Umwelt?

Die Außen- oder Straßenbeleuchtung, die vor allem während der Nachtstunden eingeschaltet wird (in Ausnahmefällen auch tagsüber bei Nebel z.B.) hat einen erheblichen Einfluss auf unsere Umwelt. Je nach Ort, Zeit, Lichtintensität (z.B. grelles Licht) oder Lichtart (z.B. flackern) empfinden wir es als störend oder lästig, was von Unbehagen, über Seh- und Schlafstörungen, bis hin zu Herzschlagveränderungen eine ernsthafte Gesundheitsgefährdung mit sich bringen kann, wie Wissenschaftler herausgefunden haben. Aber auch die Tiere leiden unter der beleuchteten Nacht. Der Rhythmus vieler nachtaktiver Tiere wird dadurch erheblich gestört. Und auch viele Insekten (z.B. Nachtfalter, Käfer oder Fliegen) werden negativ durch die künstlichen Lichtquellen beeinflusst. Und auch das Orientierungsvermögen von Reptilien, Säugetieren und Vögeln, sowie die Wachstumseigenschaften von Pflanzen werden stark beeinflusst. Neben den rein ökologischen Auswirkungen gibt es aber noch andere störende Phänomene, wie u.a. die Lichtverschmutzung. Der Nachthimmel, mit seinen Sternen und dem Mond verschwindet zusehends, was nicht nur die Weltraumbehörden und Astronomen stört, sondern auch alle anderen Himmelsbeobachter. Zu guter Letzt hat die Beleuchtung unserer Außenwelt auch einen erheblichen Anteil an unserem Energieverbrauch!

Wieso sollte man über alternative Beleuchtungstechniken nachdenken?

Allein die vorher genannten Auswirkungen der Beleuchtung auf die Umwelt sollten Grund genug sein, über Alternativen nachzudenken Viele Außenleuchten haben zudem den Zweck, die Sicherheit zu erhöhen, sowohl im Straßenverkehr, als auch bei den Fußgängern, die sich immer öfter nächtlicher Übergriffe erwehren müssen. Besseres Licht bedeutet demnach auch erhöhte Sicherheit. In Zeiten steigender Energie- und Strompreise lohnt es sich nach effizienteren Beleuchtungstechniken umzusehen. Der Zeitplan für den Auslauf ineffizienter Lampen und Leuchtsysteme, der von der EU gestimmt wurde erzwingt darüber hinaus quasi die Suche nach Alternativen.

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Wie sind LEDs aufgebaut und wie funktionieren sie? und welche Vorteile haben sie?

LEDs sind kleine Dioden, also sogenannte Halbleiter, die den Strom nur in eine Richtung fließen lassen und so Licht abgeben können, sobald dieser Strom durch sie hindurch fließt. LEDs können in mehreren Wellenlängen strahlen und unterschiedliche Lichtfarben erzeugen. LED-Straßenleuchten bestehen grob aus drei Komponenten, der mechanischen, der elektronischen und der optischen Komponente. Alle Komponenten müssen exakt aufeinander abgestimmt und dem Verwendungszweck angepasst sein, damit eine effiziente und nachhaltige Beleuchtung stattfindet. Zur Mechanik gehören das Gehäuse, sowie die Kühlung beispielsweise. Einige Leuchten sind so aufgebaut, dass das Gehäuse Luftdurchlässe aufweist, um die LEDs zusätzlich zu kühlen, denn nur ein ausgefeiltes Thermomanagement leitet die Wärme wirksam von der LED ab und erhöht Effizienz und Lebensdauer der Dioden. Farbe und Material des Gehäuses haben einen Einfluss auf die Temperaturprofile, was sich wiederum auf die Effizienz der Dioden auswirkt. Zur elektronischen Komponente gehören Baugruppen wie die Diode selbst oder Vorschaltgeräte, die in der Leuchte selbst eingebaut sein können (oder am Fuße des Mastes). Auch der Mikrocontroller, der mit dem LED-Treiber, dem Temperatursensor oder dem Photosensor zur Helligkeitsregelung verbunden ist, gehört zur Elektronik, genauso wie die Dimmvorrichtung. Zur optischen Komponente, welche die Aufgabe der Lichtverteilung übernimmt, gehören Elemente wie Linsen, Reflektoren oder die Abdeckglasscheibe. Die meisten Leuchten haben momentan Linsen, doch nur wenige sind mit Reflektorensystemen ausgestattet. Beidseitig beschichtete Abdeckscheiben verhindern die Glas- oder Linsenvergilbung, was die Wartungskosten verringert und die Lichtausbeute erhöht.

Welche Vorteile haben LEDs im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln?

Leuchtdioden besitzen eine ganze Reihe von Vorteilen. Sie haben ein sehr gutes Verhältnis von Lichtstrom zu Leistung (bis zu 135Lumen/Watt) und eine hohe Farbwiedergabe (über 75%). Das Vorurteil, dass LEDs nur „kalte“ Lichtfarben erzeugen gilt auch nicht mehr, denn mittlerweile sind Dioden mit Werten zwischen 10.000 und 2.700 Kelvin erhältlich, d.h. die LED leuchtet in derselben Farbe wie ein Stück Eisen, das auf diese Temperatur in Kelvin erhitzt wird. Je niedriger dieser Wert, desto „wärmer“ ist das Licht! Außerdem ist bei LEDs die Gleichmäßigkeit des Lichts erhöht, so dass bei richtiger Anwendung ein regelrechter Lichtteppich entsteht, ohne hellere und dunklere Bereiche. Die Dioden lassen sich ohne Effizienzverlust problemlos dimmen und verringern erheblich die Lichtverschmutzung (hierzu muss jedoch auch das Gehäuse passen). Durch die sehr geringen Infrarot- und UV-Emissionen werden kaum Insekten angelockt und es sind keine Schwermetalle, wie Blei, Kadmium, Chrom oder Quecksilber enthalten, die gesundheitsschädlich sein können und deren Entsorgung problematisch ist. LEDs sind demnach im Regelfall zu 100% recycelbar. Sie funktionieren geräuschlos sind unempfindlich gegenüber Stößen und Vibrationen. Einer der großen Vorteile der LEDs ist die lange Lebensdauer von bis zu 150.000 Stunden, die jedoch nur dann zutrifft, wenn alle Parameter optimal abgestimmt sind und die Wartung sachgemäß durchgeführt wird. Einige Hersteller geben mittlerweile bis zu 10 Jahre Garantie auf ihre Dioden. Aufgrund der hohen Effizienz verbrauch LEDs darüber hinaus weit weniger Energie als herkömmliche Glühlampen oder gar Energiesparlampen.

Weiterentwicklung der LEDs: Was versteht man unter Generation D?

Unter Generation D versteht man die mittlerweile vierte Generation von LED-Leuchten, also der aktuell am weitesten entwickelten. Im Vergleich zur Vorgängergeneration sind diese LEDs bereits deutlich effizienter. So ist die Lumenausbeute um 15% gesteigert auf rund 139 Lumen pro Watt. Die Standard Lichttemperatur liegt mittlerweile bei 4.300 K mit der gleichen Leistung wie vorher bei 6.000 K. Außerdem liegt die Stromleistung nun bereits bei 700mA aufgrund eines verbesserten Thermomanagements des Chips. Der Preis solcher LEDs ist derselbe wie der von LEDs dritter Generation und dies bei gesteigerter Gesamtleistung, wodurch auch nochmals weniger Energie verbraucht wird.

Street Light Pole Against Blue SkyWie wähle ich die richtige LED-Leuchte?

Um die passenden LED-Leuchten für den jeweiligen Zweck zu finden, muss man einiges beachten. Zunächst muss man sagen, dass man bei der Auswahl der Beleuchtung für Verkehrsstraßen gewisse Mindestanforderungen erfüllen muss, um die Sicherheit im Straßenverkehr zu gewährleisten. Diese Anforderungen gelten nicht für reine Fuß- oder Radwege oder gar öffentliche Plätze. Die geltende Norm die es zu beachten gilt ist die DIN EN 13201 mitsamt seinen Anhängen. Zuerst muss man jedoch die jeweilige Beleuchtungssituation genau analysieren. Insgesamt gibt es ein Dutzend verschiedene Beleuchtungssituationen, die sich nach Geschwindigkeit des Verkehrs und den Nutzertypen unterscheiden. Im Zusammenspiel mit weiteren Parametern wie beispielsweise der Komplexität des visuellen Feldes, des Hauptwettertyps, baulicher Maßnahmen oder der Leuchtdichte der Umgebung ergibt sich eine Beleuchtungsklasse (z.B. ME4b), deren Mindestanforderungen in der DIN-Norm festgelegt sind. Somit besitzt man Referenzwerte, die man bei der Auswahl seiner Leuchten berücksichtigen muss.

Welche Probleme gibt es noch?

Ein großes Problem bei den LED ist das oftmals fehlende Wissen in den Gemeinden. Da es ein sehr komplexes Thema ist bedarf es einer intensiven Auseinandersetzung damit, um die richtige Entscheidung treffen zu können. Fehlt dieses technische Wissen und Grundverständnis sind die einzelnen Module oftmals nicht aufeinander und schon gar nicht auf die entsprechende Beleuchtungssituation abgestimmt, dass zu bedeutendem Verlust der Lebensdauer der LEDs führt. Auch die verlockenden Billigprodukte schaden dem Markt, da sie Vorurteile gegenüber dieser Technik bestätigen (wenn auch zu Unrecht). Ein weiteres Problem sind die teilweise noch recht hohen Anschaffungskosten und dies obwohl sich bei sachgemäßer Nutzung diese Kosten schnell wieder immobilisiert haben. Außerdem fehlen die nötigen Langzeiterfahrungen, um vor allem die Wartungskosten präzise voraussagen zu können. Zu guter Letzt muss die LED-Technik dann auch von der Bevölkerung akzeptiert werden, die ihr gemütliche Abendstimmung vermissen und ihr Vorgärten unbeleuchtet vorfinden. Die Menschen müssen sich erst an diese neue Situation gewöhnen. Hierfür ist einige Geduld nötig, mit der Zeit wird die Akzeptanz der breiten Bevölkerung sich jedoch sicherlich ganz von selbst einstellen.

Fazit

Wenn man alle genannten Details berücksichtigt, kommt man wohl nicht dran vorbei, die LEDs als die Zukunft der Beleuchtungstechnik zu bezeichnen. Die Vorteile liegen auf der Hand und stellen die wenigen Nachteile in den Schatten. Somit besteht noch ein enormer Aufholbedarf bei der gesamten Außenbeleuchtung, wenn in einigen Jahren das EU-Glühbirnen-Verbot ihren Höhepunkt erreicht. In Zeiten von zunehmender Umweltverschmutzung und steigender Energieknappheit ein Schritt in die richtige Richtung. Rüsten Sie demnach getrost um, auf die kleinen Lichtwunder, die LEDs…