Produkt: Professional System 08/2019
Professional System 08/2019
AV-Technik in Themenwelten & Museen: Spielwiese Infotainment +++ Auditest: d&b Bi8 - kompakter Subwoofer für Installationen +++ Praxistest: Wireless Präsentation Tool Mersive Soltice +++ Interview: Was ist neu auf der ISE 2020? +++ Osram World of Light
Digitale Straßenbeleuchtung

Smarte Stadtbeleuchtung – Gegenwart und Zukunft

Auch wenn Modernisierungsmaßnahmen in vielen Bereichen gerade etwas in den Hintergrund gedrängt werden, so bietet es sich wohl durchaus an, insbesondere die Themen Digitalisierung und Klimaschutz nach wie vor auf dem Schirm zu behalten. Hinsichtlich der modernen Beleuchtungsplanung in Städten ist nach wie vor die Industrie der treibende Faktor, und die bemüht sich bei den Kommunen um Überzeugungsarbeit. Dabei hat die Technik so viele spannende Vorteile und neuartige Nutzungsfaktoren, dass es eigentlich nicht schwer sein sollte, hier einen zukünftigen Quantensprung hinzulegen.

Mit Interact City und modernen LED-Leuchten steht der Stadt Köln zukünftig ein smartes Beleuchtungssystem zur Verfügung. (Bild: Jörg Hempel / Signify GmbH)

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Licht und Leuchten spielen in Städten und Gemeinden bei den Planungsarbeiten von Grund auf eine wichtige Rolle. Sie dienen der Sicherheit, werten das Stadtbild auf und bieten seit geraumer Zeit dank Digitalisierung Funktionen über die eigentliche Lichtquelle hinaus.

Leuchten befinden sich in Parks, an Straßen und Plätzen sowie in Tunneln und Unterführungen – beinahe kein öffentlicher Ort bleibt unbeleuchtet, wodurch der Lichtquelle als solche ein ausgesprochen prominenter Platz zugewiesen wird.

Jeder Lichtpunkt ist mit Strom versorgt, und es befindet sich meist auch eine Montagemöglichkeit für optionale Erweiterungen, die vor Jahren nicht mal in den kühnsten Träumen der Städteplaner vorkamen. Die „Straßenlaternen“ sind also geradezu prädestiniert dafür, nicht nur Licht zu spenden, sondern stellen die optimale Montageplattform für eine multifunktionale Erweiterung dar.

Steuerungsmodule für eine zeitgemäße und klimaschonende Lichtsteuerung, WLAN-Access-Points, Ladestationen für die Elektro-Automobilität, Kameras zur Überwachung, Wettersensoren und vieles mehr kann je nach sinnvollem Bedarf integriert werden.

Die ausgewählten LED-Leuchten sind vielseitig einsetzbar und werden per System flexibel an die jeweiligen Anforderungen und Straßengeometrien angepasst. Voreingestellte Lichtszenarien und Dimmkalender sollen für eine optimierte Beleuchtung und hohe Effizienz sorgen. (Bild: Jörg Hempel / Signify GmbH)

Insbesondere die Sensortechnik bietet vielfältige Möglichkeiten, um Städte attraktiver und letztendlich auch praktischer zu gestalten. So kann neben dem Wetter auch beispielsweise das Verkehrsaufkommen oder die Parkplatzsituation erkannt und ausgewertet werden. Durch die Weitergabe an entsprechende Apps wird der Aufenthalt in der jeweiligen Stadt optimiert und unschöne Situationen, wie die zeitraubende Parkplatzsuche, könnten demnach der Vergangenheit angehören.

Sicherheit und Komfort sind die großen Themen der Beleuchtungslösungen und der damit einhergehenden Digitalisierung, die das Städtebild der Zukunft gewiss prägen werden.

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Interact City: Die Stadt Köln

Die Stadt Köln ist derzeit bestrebt, in Deutschland Vorreiter in Sachen Digitalisierung und Smart City zu werden. Als Betreiber der Kölner Stadtbeleuchtung hat die RheinEnergie damit die verantwortungsvolle Aufgabe, für eine intelligente Beleuchtung zu sorgen, die nachhaltig und wirtschaftlich, aber auch maximal sicher und attraktiv für Einwohner und Touristen betrieben werden kann.

Im Straßenverkehr, auf öffentlichen Plätzen und an Sehenswürdigkeiten ebenso wie in Unterführungen, Tunneln, Bahnhöfen und auf Sportplätzen soll die Beleuchtung in naher Zukunft modernisiert werden. Als strategischen Kompetenzpartner hat man sich hier für die Zusammenarbeit mit Signify entschieden.

Die Zukunft Kölns soll u. a. im Licht moderner Straßenleuchten von Philips mit digitalem Steuerungspotenzial erstrahlen: CitySoul large (Bild: Signify GmbH)

Mit „Interact City“ kann die RheinEnergie vielfältige Chancen der Digitalisierung nutzen und eine stabile Beleuchtungsinfrastruktur in das Smart-City-Konzept der Stadt Köln einbinden. Die Qualität der öffentlichen Beleuchtung steigt mit jedem realisierten Teilprojekt. Gleichzeitig reduzieren sich der Energieverbrauch, CO2-Ausstoß und Wartungsaufwand.

Jedes Jahr werden weitere Haupt- und Nebenstraßen saniert und mit vernetzten LED-Leuchten effizienter beleuchtet. Die Stadt punktet mit attraktiv illuminierten Wahrzeichen, Wegen und Plätzen.

CitySoul mini (Bild: Signify GmbH)

Auch das neue Sicherheitskonzept wird durch Lichtlösungen für Unterführungen, die Domplatte oder das Stadionumfeld wirkungsvoll unterstützt. Nach und nach werden auch die städtischen Freizeitsportanlagen in das Interact-System eingebunden.

Alle Prozesse laufen über ein intuitiv bedienbares Dashboard, das die vernetzte Beleuchtung visualisiert. So können einzelne Leuchten, Straßen, Stadtviertel oder die gesamte Beleuchtungsinfrastruktur programmiert, gedimmt und flexibel gesteuert werden.

Störungsmeldungen ermöglichen eine schnelle Fehlerbehebung, und Wartungsarbeiten können vorausschauend geplant werden. Reporte geben Auskunft über den Anlagenstatus, Energie- und CO2-Daten.

Offene Schnittstellen ermöglichen es, Daten zwischen LED-Leuchten, Sensoren, der Interact IoT-Plattform und dem bestehenden SAP-System auszutauschen, das bislang für das Asset Management genutzt wurde. So wird auch die Betriebsführung spürbar effizienter.

Iridium gen3 (Bild: Signify GmbH)

Da Interact City skalierbar ist, kann die Stadt Köln auch in Zukunft von den Vorteilen und vor allem den optionalen Nutzungserweiterungen des Systems profitieren.

Die Software-Applikationen von Interact City wurden speziell entwickelt, um vernetzte Beleuchtungssysteme und die von ihnen gesammelten Daten mit weiteren Smart-City-Lösungen zu integrieren.

Drei Schwerpunkte bietet die Anwendung: Asset Management (Fehlererkennung sowie Energie- und Leistungsüberwachung), Energiemonitoring (präziser und in Echtzeit gemessener Energieverbrauch) und Lichtszenenmanagement.

Letzteres erlaubt die dynamische und bedarfsgerechte Lichtsteuerung nach Tageszeit, Jahreszeit, für städtische Events oder andere außergewöhnliche Ereignisse.

DigiStreet Catenary (Bild: Signify GmbH)

Für den zukünftigen Bedarf bietet Interact City eine Applikation zur Umgebungsüberwachung, die über Sensoren funktioniert, die in das vernetzte Straßenbeleuchtungssystem integriert sind. So können Erkenntnisse über Probleme in der Stadt gewonnen und bessere Entscheidungen getroffen werden, wenn es um die Definition von Zonen oder die Lenkung von Verkehrsströmen geht, die einen Einfluss auf die Lebensqualität haben.

Bei der Ereigniserkennung kommen Sensoren an den Lichtmasten zum Einsatz, die eine kontinuierliche Überwachung gewährleisten und Notfalldienste alarmieren, wenn unerwartetes Verkehrsaufkommen und unvorhersehbare Geräusche auftreten oder Menschenmengen lärmen. Über einen langen Zeitraum gewonnene Daten ermöglichen vorausschauende Analysen, die es erlauben, Ereignisse vorherzusehen und Vorfälle zu vermeiden.

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Clever & Smart Pilotprojekte

Was hinsichtlich einer lichttechnischen Städteplanung alles möglich ist und was uns zukünftig gewiss erwarten wird, um das Leben in der Stadt zu vereinfachen und zu organisieren, zeigt auch das Beispiel „Smart Pole“ von innogy.

An fünf zentralen Standorten in der Innenstadt von Traben-Trarbach hat der Energieversorger innogy neue Multifunktionsleuchten, sogenannte Smart Poles, errichtet. (Bild: innogy SE)

In Zusammenarbeit mit Trilux ist die um das IQ erweiterte Leuchtenserie ConStela ein sinnvolles Unterfangen. Der Leuchtenhersteller bringt das (licht)technische Know-how mit, während das ursprüngliche Tochterunternehmen von RWE über die erforderlichen Kontakte und Mittel verfügt, hier erste Pilotprojekte an den Start zu bringen.

Die technischen Möglichkeiten, vernetzte Beleuchtungslösungen mit vielfachem Mehrnutzen für Betreiber und Anwender zu installieren, sind schon längst vorhanden, und die Industrie treibt durch Überzeugungsarbeit und eigenes (finanzielles) Engagement die Platzierung weitestgehend voran.

So sind in der letzten Zeit u. a. durch innogy einige Pilotprojekte realisiert worden, um beispielhaft den Nutzen vernetzter und multifunktionaler Straßenbeleuchtung am funktionierenden Beispiel zu demonstrieren. Bochum, Erndtebrück, Traben-Trarbach und Velbert sind nur einige der Städte und Gemeinden, die in unterschiedlichem Umfang die neuen smarten Lichtlösungen testen.

Der Lichtring zeigt bereits aus der Ferne an, ob der Ladepunkt frei ist (leuchtet blau = aktiver Ladevorgang, leuchtet nicht = Ladepunkt frei). (Bild: innogy SE)

ConStela IQ ist eine Art Baukastenleuchte, die sich über ein W-LAN-Modul für ein freies Netzwerk, eine Ladeeinheit für Elektrofahrzeuge und sogar Sensoren zur Parkplatzüberwachung ausbauen lässt.

Mithilfe einer App können Autofahrer über freie Parkplätze im Stadtzentrum informiert werden und diese gezielt anfahren. Im Raum steht noch die Erweiterung mit Alarmknöpfen für in Not geratene Passanten, Sensoren zur Messung von Bewegungsströmen sowie Umwelt- und Wettersensoren.

Durch den modularen Aufbau der Leuchte ist letztendlich alles denkbar, was für die moderne Stadtplanung irgendwie von Nutzen sein könnte. Es ist allerdings davon auszugehen und bereits in Planung, dass sich dies auch auf alternative Fortbewegungsmittel wie Fahrräder und Busse ausweiten wird, um auch deren Nutzung in Zukunft zu fördern.

Ausgestattet mit einem praktischen Ladesäulen- Modul lässt sich die ConStela IQ über eine Schnell-Lade-Steckdose Typ 2 als Ladestation mit einer Ladeleistung von 22 KW für Elektrofahrzeuge nutzen. Der Netzanschluss für das Lademodul ist mit in der Stele integriert. (Bild: innogy SE)

Moderne Lichtlösungen werden ein fester Bestandteil unserer Stadtarchitektur bleiben, allerdings werden an diesen Stellen zukünftig wesentlich mehr Funktionen und Möglichkeiten gegeben sein als nur die reine energieeffiziente Beleuchtung der jeweiligen Zonen.

Die vielfältigen Optionen, Standorte und Anwendungsbereiche der Straßenleuchte erfordern individuelle Konfigurationen auch hinsichtlich der eigentlichen Lichtquelle. So bewegt sich die Energieeffizienz zwischen 100 und 114 lm/Watt, es stehen Lumenpakete von 2.000 bis 5.600 lm (Leistungsaufnahme 20 bis 56 W) zur Auswahl, und bezüglich der Reflektortechnik können die Lichtverteilungen asymmetrisch, rotationssymmetrisch, breit und eng strahlend gewählt werden.

Die angegebene Lebensdauer beträgt 100.000 Stunden, und es werden die beiden Lichtfarben 3.000 und 4.000 Kelvin angeboten.

Der WLAN-Access-Point ist auf 5G ausgerichtet, und der störungsfreie und performante Betrieb inkl. der Infrastruktur wird durch ein Servicemanagement von innogy sichergestellt.

Der integrierte 22-kW-Ladepunkt (Typ-2-Steckdose) dient zur schnellen Ladung von E-Autos, bietet eine kilowattstunden-genaue und eichrechtskonforme Abrechnung, und der Netzanschluss liegt am Niederspannungsnetz (NSP) mit Eingangssicherungen und Zähleinrichtung.

Doch letztendlich lassen sich die meisten technischen und auch optischen Eigenschaften der Leuchte, wie z. B. die Farb- und Oberflächenwahl, individuell konfigurieren, um ein möglichst breites Anwendungsfeld abdecken zu können.

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