Erhöhung der Lichtqualität und Energieeffizienz von Straßenbeleuchtung in Siedlungsgebieten

In urbanen Regionen werden öffentliche Verkehrsflächen in den Nachtstunden beleuchtet, wodurch zwar einer erhöhte Sicherheit, aber ein nicht unbeträchtlicher Energieverbrauch und damit Kosten für die Kommunen gegeben sind. In (losen) Siedungsgebieten hingegen ist speziell die visuelle Qualität der Ausleuchtung oftmals aus technischen und Kostengründen ungenügend.

Ein erster Lösungsansatz ist der Einsatz von energieeffizienten Beleuchtungskörpern wie LED-basierten Leuchten. Durch das von der LED ausgehende und durch lichttechnische Maßnahmen gerichtete Licht kann die visuelle Qualität auf der Straße erhöht werden. Ein weiterer Vorteil der LED-Leuchten ist, dass diese sich ohne nennenswerte Verzögerungen in ihrer Helligkeit ändern lassen. Somit bietet sich ein weiterer Lösungsansatz zur Energieeffizienzerhöhung an, die bedarfsgesteuerte, sensorbasierte Helligkeitsregelung. Im Falle der Anwesenheit von Verkehrsteilnehmern wird das Lichtniveau gehoben und dann wieder abgesenkt. Kleinräumige Versuche in unterschiedlicher Ausprägung wurden bereits in Österreich umgesetzt. Diese sind fast immer unterstützt durch maximal einen einzigen Typ von Sensorik als zentral oder dezentral gesteuerte Insellösungen mit geringem Integrationsniveau realisiert. Das führt zur Problematik, dass sie dem übergeordneten Anspruch einer Integration in zentrale Managementlösungen (beispielsweise für Verkehrsmanagement) oder einer verstärkten Kooperation mit anderen Diensten nicht entsprechen.

Ziel des gegenständlichen Projekts ist ein kosten- und ressourceneffizientes LED basiertes und durch heterogene Sensorik (3D-ToF Sensor, Grid-Eye Infrarot Sensor, kooperierende Sensorik) intelligent gesteuertes Beleuchtungssystem. CANOPUS ist abgestimmt auf Siedlungsgebiete, bindet die verschiedenen Verkehrsteilnehmer ein und soll kommunikationstechnische Schnittstellen zur Integration und Kooperation mit anderen Systemen (Verkehrsmanagement, Smart Grid Energiemanagement) anbieten. Der Nutzen liegt primär in der signifikanten Erhöhung der Energieeffizienz der Beleuchtung ohne Gefährdung der Sicherheit der Verkehrsteilnehmer. Durch das Projekt ergibt sich die Möglichkeit, urbane Gebiete ganzheitlich zu betrachten und die zugrunde liegenden Ressourcen mit hoher Attraktivität für BewohnerInnen zu optimieren.

Zur Erreichung des Ziels wird in der Konzeptionsphase vor allem auf Wissen aus einer Reihe von Vorgängerprojekten zurückgegriffen, bestehende Lösungen analysiert und die Randbedingungen in Zusammenarbeit mit den Stakeholdern erhoben. Das Design des Beleuchtungssystems ermöglicht, dass verschiedene Arten von Sensoren als Quelle dienen und diese verknüpft werden können, um die Steuerung der Siedlungsleuchten über eine Zentrale oder optional lokal vor Ort durchzuführen. Die Zentrale soll mit offenen Kommunikationsschnittstellen versehen werden, sodass sie Dienste für kooperierende Systeme anbieten und zusätzliche Daten aus diesen Quellen nutzen kann. Eine prototypische Umsetzung des gesamten Systems wird an einem Teststandort installiert und ihre Nutzerakzeptanz, Energieeffizienz, Lebenszyklus bewertet.

Die Ergebnisse des Projekts sind ein Beleuchtungssystem mit stufenlos dimmbaren, energieeffizienten LED Leuchten und ein modular aufgebautes, sensorbasiertes und bedarfsgesteuertes Beleuchtungsmanagement, womit Energieeinsparungen von mehr als 20% realisiert werden können. Zusätzlich dienen die Ergebnisse aus der Energieevaluierung und Nutzerbefragung als solide Grundlage zur Darstellung der Vor- und Nachteile solch eines Systems und als fundierte Diskussionsbasis mit Stakeholdern.

** Dieses Projekt wird vom Klima und Energiefond/FFG im Rahmen des Programmes Energieforschung 2014 gefördert.