Die LED erobert die Stadt

Markt

Infrastruktur - Bereits 95 Prozent aller Kommunen bundesweit setzen Leuchtdioden ein. Vor allem in der Straßen- und Wegebeleuchtung kann die LED ihre technischen Vorteile ausspielen. Wenn ein paar Besonderheiten beachtet werden.

28. April 2015

Die Umstellung auf LED-Technik bringt uns voraussichtlich eine Stromkostenersparnis von 65 Prozent im Vergleich zu vorher. Das ist fast exakt der Wert, der uns vor Beginn der Umbauarbeiten von Philips vorausgesagt wurde«, sagt Ludwig Augenthaler. Er arbeitet in der Stadtverwaltung Geestland im Landkreis Cuxhaven und ist für die öffentliche Straßen- und Wegebeleuchtung zuständig.

2011 und 2013 rüstete die Kommune alle rund 4.700 Lichtpunkte im Stadtgebiet mit LED-Technik aus. Geestland war damit nach eigenen Angaben die erste Kommune bundesweit, die das Stadtlicht komplett auf LED umstellte. Rund 2,6 Mio. € investierte die Verwaltung in die Baumaßnahme, so Augenthaler. Rechnet man den Stromverbrauch der Leuchten auf das gesamte Jahr hoch, ergibt sich eine jährliche Kostenersparnis beim Betriebsstrom von nahezu zwei Dritteln, so Augenthaler. Installiert wurde unter anderem die Philips-Leuchte Koffer 2 mit Lichtleistungen von 1.800 bis 4.500 Lumen.

Mehr Know-how für optimalen Praxiseinsatz

In Regensburg wurden die historischen Leuchten in der Altstadt mit LED-Retrofits von Osram ausgerüstet. Die Kommune spart seitdem laut Osram 55% Strom im Vergleich zu früher ein. Dass Leuchtdioden im Vergleich zu konventionellen Entladungslampen deutlich weniger Strom bei gleicher oder höherer Lichtleistung verbrauchen, ist nicht neu.

Neu ist, das die LED auch ein Umdenken bei allen Anwendern erfordert. Und zwar schneller und umfangreicher, als bislang üblich bei der Einführung einer neuen Massentechnologie. Denn die LED-Technik gewinnt immer mehr Bedeutung. Im Vergleich dazu findet der nötige Wissenstransfer für einen optimalen Betrieb der Anlagen offenbar nur mit Verzögerung statt. Die Folge: In der Praxis werden nicht selten suboptimale Lösungen realisiert, die das Potenzial der LED nicht vollends ausschöpfen. »Ich stelle in letzter Zeit immer häufiger fest, dass bei der Umrüstung von Straßenleuchten nicht auf das richtige Zusammenspiel von Lichtstärkeverteilung der Leuchte und Mastanordnung geachtet wird«, sagt Jürgen Spitz vom Lichtspezialist Dial in Lüdenscheid.

Leuchten und Mast

»Werden beispielsweise Leuchten, die für eine Masthöhe von sechs Metern und dementsprechende Mastabstände optimiert wurden, einfach auf bestehende Masten mit einer Höhe von vier Meter montiert, können harte Kanten und Dunkelzonen zwischen den jeweiligen Lichtpunkten entstehen. Für Autofahrer ist das zumeist kein Problem, für Radfahrer und Fußgänger aber schon.«

Spitz empfiehlt, vor der Umrüstung einer bestehenden Leuchteninfrastruktur unbedingt eine ausgiebige Bemusterung der angebotenen LED-Technik durchzuführen. Es muss zum Beispiel geklärt werden, wie montagefreundlich die Leuchte ist, so Spitz. »Das heißt, man sollte das Material mehrere Monate einem Testbetrieb unterziehen. Zudem sollten die Blendung und andere lichttechnische Parameter gemäß DIN EN 13201 vorab berechnet werden. Besonders auf Letzteres sollten die Interessenten großen Wert legen.«

HQL-Anteil rund ein Drittel

Derzeit sind bundesweit noch rund ein Drittel der Straßen- und Wegeleuchten mit Quecksilberdampfleuchtmitteln ausgestattet. Seit dem 1. Januar dürfen diese Leuchtmittel nicht mehr in der EU verkauft werden.

Der LED-Anteil in der Straßenbeleuchtung beträgt mittlerweile 14%. Laut einer Umfrage des Beratungsunternehmens Trendresearch nutzen bereits 95% der Kommunen LED. Binnen weniger Jahre haben die Leuchtdioden einen mehrstelligen Marktanteil erreicht.

Das Bundesumweltministerium förderte mehrere Jahre die Umrüstung von Straßenbeleuchtung bundesweit. Allein im Förderjahr 2012 bis 2013 wurden rund 70 Mio. € ausgeschüttet; im Förderjahr 2011 bis 2012 waren es circa 40 Mio. Inzwischen haben sich die Förderkriterien geändert. LED-Straßenbeleuchtung bekommt keine BMU-Förderung mehr. Stattdessen wird die Umrüstung von Innenbeleuchtung in öffentlichen Gebäuden und Liegenschaften unterstützt.

Im Gegensatz zu den konventionellen Leuchtmitteln ist die Entwicklung der LED von einem sehr hohen Tempo geprägt. Natriumdampfhochdrucklampen und Metalldampflampen wurden in den Sechzigerjahren entwickelt, Quecksilberdampflampen oder Leuchtstofflampen sind noch weitaus älter und seit Jahrzehnten in Straßen- und Wegleuchten im Einsatz.

Kein Wunder, dass sich das nötige Wissen für einen bestmöglichen Betrieb der neuen Leuchtmittel im Vergleich dazu deutlich langsamer verbreitet.

Management

Das zeigt sich auch bei dem Thema Lichtmanagement beziehungsweise Lichtsteuerung. »Wir stellen bei unseren Dial-Seminaren zum Thema LED immer wieder fest, dass die Betreiber das Thema Steuerung ganz unterschiedlich lösen«, sagt Spitz. »Manche setzen Powerline ein, andere arbeiten mit Funk oder Ethernet. Das heißt, dass es auch ebensoviele unterschiedliche Probleme im Alltagsbetrieb gibt.« Das macht die Sache nicht leichter, wenn man bemüht ist, Best-practice-Lösungen zu entwickeln und zu etablieren. Im besten Fall wird bei der Umrüstung nicht nur die Lichttechnik modernisiert, sondern auch die Erdverkabelung. Sonst kann es unter Umständen zu Spannungsschwankungen im Netz kommen; die Steuerungselektronik der LED-Leuchten schaltet sich dann automatisch ab. Die ausgefallenen Leuchten müssen dann manuell wieder in Betrieb genommen werden.

Lichtfarbe

Um diese Probleme von vornherein auszuschließen, installiert die Netzgesellschaft Düsseldorf nach eigenen Angaben immer neue Erdkabel, wenn eine LED-Leuchte im Gebiet der Landeshauptstadt aufgestellt wird. Der Kommunalbetrieb hat bislang rund 6.000 Lichtpunkte im Stadtgebiet auf LED umgerüstet; weitere werden folgen, so Andreas Baum, Technischer Leiter der Gruppe Beleuchtungsmanagement.

Die Landeshauptstadt spart den Angaben zufolge mit LED-Technik mindestens 60% Stromkosten ein; im Vergleich zu Quecksilberdampflampen spart die Leuchtdiode sogar 80% Strom ein. Die ersten Straßenleuchten bestückte das Unternehmen 2007 mit kaltweißen LED. Diese Lichtfarbe erwies sich aber in manchen Bereichen als nicht ideal, sagt Baum. Heute setzt die Netzgesellschaft entweder Neutralweiß oder Warmweiß ein. Baum erwartet, dass die Leuchtdioden im Durchschnitt bis zu 100.000 Betriebsstunden erreichen können. »Das setzt aber voraus, dass der Betriebsstrom nicht mehr als rund 50 Prozent des jeweiligen Nennstroms beträgt«, so Baum. »Das Thermomanagement ist ausschlaggebend, hier gibt es große Unterschiede seitens der verschiedenen Hersteller.« Inzwischen kann der Betriebsstrom auch per Dali-Steuerung geregelt werden.

Die LED-Vorschaltgeräte werden voraussichtlich rund 50.000 bis 80.000 Betriebsstunden erreichen, schätzt Baum. Eine Zeitlang galten die Betriebsgeräte der LED-Straßen- und Wegeleuchten als Knackpunkt. Das ist vorbei. Die Industrie hat ihre Hausaufgaben offensichtlich gemacht. Die Leuchtenhersteller haben die elektronischen Betriebsgeräte der Leuchtdiode inzwischen an die Besonderheiten der Straßen- und Wegebeleuchtung angepasst. Das ist nötig, um den sicheren Betrieb auf Dauer zu gewährleisten.

Vibrationen durch Straßenverkehr

Die Leuchten sind spezifischen Vibrationen durch den Autoverkehr und den Wind ausgesetzt. Wetterwechsel sorgen mitunter für eine hohe Luftfeuchtigkeit in den Leuchten.

Aus diesem Grund werden die Leuchten heute in der Regel mit besonders ausgewählten Elektronikbauteilen bestückt. Einige Hersteller vergießen die Betriebsgeräte der Leuchte vor der Auslieferung; dadurch ist sichergestellt, dass sich kein Bauteil von der Platine lösen kann oder Nässe die Elektronik zerstört.

Einige LED sind qualitativ besser als andere, hat Baum festgestellt; es sei selbst für Fachleute nicht immer einfach, gute Qualität und weniger gute Qualität zu unterscheiden. Das Angebot ist umfangreicher als früher; die bekannten Markenhersteller haben Konkurrenz bekommen von neuen Anbietern, die ihr Know-how aus der Herstellung von Unterhaltungselektronik für die LED-Produktion nutzen. Andreas Baum ist von der Leuchtdiode als Leuchtmittel für die Straßen- und Wegebeleuchtung voll überzeugt: »Die LED hat sich durchgesetzt.«

Anwohner sind zufrieden

Das hat sich inzwischen rumgesprochen und wird das Tempo der Umrüstung der öffentlichen Beleuchtung auf Leuchtdioden erneut beschleunigen. Umso schneller muss allen Verantwortlichen klar werden, dass es nicht damit getan ist, alte Technik durch neue Technik zu ersetzen. Es muss auch ein Umdenken stattfinden.

Dass viele Kommunen heute unter Geldmangel leiden, wird die Entwicklung voraussichtlich nicht nennenswert beeinflussen. Hat der Stadtkämmerer nicht die nötigen Mittel, kann er auf die Kräfte des Marktes vertrauen. Dienstleister werden die Lücke schließen und die Investitionen vorfinanzieren.

Die Anwohner finden die Umstellung auf LED in der Regel sehr gut. In einer repräsentativen Umfrage durch die Fachhochschule Furtwangen wurden knapp 400 Personen zu ihrer Einschätzung der Beleuchtungssituation vor und nach der Umrüstung befragt. War gut ein Drittel der Befragten mit dem Gesamteindruck der Beleuchtung vor der Umrüstung zufrieden, so bewerteten 75% die Beleuchtung nach der Umrüstung auf LED als insgesamt gute Lösung. (hd)

Studie

- Bis 2030 wird für Deutschland laut einer Studie des Beratungsunternehmens Trendresearch eine leichte Zunahme der Gesamtanzahl der Beleuchtungsanlagen prognostiziert: von aktuell circa 9 Mio. Leuchtpunkten auf 9,3 Mio.

- Diese leichte Steigerung ist mit der Förderung von Umbau- und Neubaumaßnahmen zu erklären. Darüber hinaus erfolgt in einigen Städten und Gemeinden eine Neugestaltung der Straßenbeleuchtung, sodass bisher nicht oder wenig beleuchtete Straßen zukünftig durch eine höhere Beleuchtungsdichte gekennzeichnet sind.

- Für Kommunen bietet der LED-Einsatz eine große Chance für Kosteneinsparungen. Gleichzeitig bestehen verschiedene Risiken: Insbesondere durch das Verbot der HQL sind große Investitionen erforderlich.

- Die Modernisierungsmaßnahmen erfolgen eher selten im Rahmen eines Großprojekts, sondern in der Regel innerhalb kleinerer Projekte, etwa indem jeweils einzelne Straßenzüge umgerüstet werden.

- Die hohen Implementierungskosten bei der LED-Technologie führen bei Gemeinden und Städten häufig zu einer Umrüstung der bestehenden Quecksilberdampflampen gegen Natriumdampflampen, anstatt gegen LED-Technologien.

- Gleichzeitig können Optimierungspotenziale oftmals aufgrund langer Vertragsbindungen der Kommunen nicht zeitnah gehoben werden. Bei Temporär- und Ganznachtabschaltung ist die Verkehrssicherheit maßgebend.

Erschienen in Ausgabe: 04/2015