Lichtmanagement / Technik & Innovation

Grundlage für die Smart City

Die Straßenbeleuchtung verändert sich gegenwärtig stark, ineffiziente Leuchten werden von der LED-Technologie abgelöst. Das nächste Trend-Thema ist das innovative Lichtmanagement auf Basis offener Plattformen. Sie machen Beleuchtungsanlagen zum Netzwerk, das die „intelligente“ Stadt steuert.

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Leuchtenpark: Im „intelligenten“ Netzwerkverbund können Lichtmanagementsysteme einen wichtigen Beitrag zur Steuerung der Smart City leisten. - Foto: Arualesteban/Fotolia

Es gibt heutzutage viele Möglichkeiten, um die Straßenbeleuchtung nicht nur energieeffizient, sondern auch „intelligent“ zu gestalten. Die grundlegende Frage ist: Warum sollten Wege, Straßen und Terrains während der Nacht mit voller Kraft beleuchtet werden, wenn sich niemand in der Nähe befindet? Mittels sogenannter Lichtmanagementsysteme (LMS) können die Beleuchtungsanlagen ohne viel Aufwand ferngesteuert und verwaltet werden. Dadurch ist eine Anpassung an lokale Lichtverhältnisse möglich.

Das Prinzip: Spezielle Hardware wird in den Straßenleuchten installiert, so dass diese drahtlos miteinander kommunizieren können. Dadurch lassen sich verschiedene Lichtsteuerungssignale in Echtzeit oder über vordefinierte Profile umsetzen. Ein Beispiel ist die Erstellung von Anwender bezogenen Dimm-Zeitplänen. Sie ermöglichen eine Nachtabsenkung der Beleuchtungsstärke nach Bedarf.

Zusätzlich kann durch die Nutzung von Lichtmanagement-Software der Zustand und Verbrauch der gesamten Straßenbeleuchtung überwacht werden. Dies spart nicht nur Energie und Kosten in erheblichem Maß, sondern erleichtert auch die Wartung der Beleuchtungsinfrastruktur. Hinzu kommt, dass dort, wo Lichtmanagementsysteme eingesetzt werden, die für die Beleuchtung Verantwortlichen keine Gefährdung der öffentlichen Sicherheit riskieren, wie es mancherorts als Folge der kompletten Abschaltung der Straßenbeleuchtung der Fall ist.

Offene Systemarchitektur

Lichtmanagementsysteme werden gegenwärtig von verschiedenen Herstellern angeboten und erfreuen sich steigender Beliebtheit. Tvilight aus den Niederlanden beispielsweise setzt von hochentwickelter Sensortechnologie ein und baut auf eine offene Systemarchitektur, welche die Grundlage der Plattform „Smart City“ bildet. Sie folgt dem Trend der zunehmenden Digitalisierung von Verwaltung und Infrastruktur. In „Smart Cities“ sind digitale Steuerungssysteme mit dazugehörender Datenverarbeitung in Echtzeit die Basis für innovative Ansätze zur Erfüllung von Aufgaben im Rahmen der Daseinsvorsorge.

Die Dringlichkeit der Erneuerung städtischer Infrastrukturen ergibt sich nicht nur aus der Tatsache, dass wichtige technische Einrichtungen wie die Straßenbeleuchtung in vielen Kommunen hoffnungslos veraltet sind. Sie ist auch vor dem Hintergrund des Klimawandels und den Anforderungen an die Energieeffizienz von Infrastruktureinrichtungen zu sehen. Neue dezentrale Systeme werden sich mit großen zentralen Netzen verbinden. Grundlage dafür, dass das möglichst reibungslos funktioniert, ist offene Systemarchitektur, sagt Chintan Shah, CEO von Tvilight.

Jede Stadt oder Gemeinde muss dabei ihre eigene Interpretation der Smart City-Idee finden. Dazu sind die spezifischen lokalen Herausforderungen zu identifizieren und es muss herausgefunden werden, was für Bewohner und Straßennutzer wichtig ist. Häufige Probleme sind beispielsweise ein schlechter Verkehrsfluss, Lichtverschmutzung, Parkplatzmangel oder zu viel Lärm in bestimmten Gebieten. Die städtische Beleuchtungsinfrastruktur kann eine entscheidende Rolle spielen, sie zu lösen. Denn sie gibt mehr als nur Licht. Sie bietet die einzigartige Möglichkeit, ein stadtweites, „intelligentes“ Überwachungs- und Steuerungsnetzwerk ohne enorme Neuinvestitionen zu errichten. Intelligente Lichtsteuerungen mit offenen Schnittstellen ermöglichen innovative und effiziente Anwendungen beispielsweise für das Verkehrsmanagement, ein Umweltmonitoring oder die Straßenwartung im Rahmen des Smart City-Ansatzes.

Einbindung in das Netzwerk

Wegen ihrer zentralen Bedeutung für das „Funktionieren“ der Stadt sind solche Netzwerke den kritischen Infrastrukturen zuzurechnen. Sie müssen daher nach modernsten Standards gesichert und zuverlässig und hoch verfügbar sein. Zudem ist eine schnelle Integrierbarkeit solcher Steuerungssysteme nach dem sogenannten Plug & Play-Ansatz wichtig und ihre Kompatibilität sowohl mit herkömmlichen als auch mit modernen LED-Leuchten. Offene Plattformen stellen zudem die einfache Einbindung von Hardware und Software von Drittanbietern in das Netzwerk sicher.

Bei Tvilight etwa hat man ein Managementinformationssystem von Sixdata, Marktführer im Bereich Software für das Management der Straßenbeleuchtung, in die eigene Smart City-Plattform integriert. „Damit wird eine professionelle Verwaltung der Straßenbeleuchtung möglich. Von der Dokumentation des kompletten Anlagenbestandes mit genauer Historisierung – über Auswertungs- und Analysewerkzeuge – bis hin zur grafischen Darstellung der Anlagen in einem GIS, gibt es fast nichts was nicht möglich ist“, sagt Sixdata-Geschäftsführer Armin Mühlberger . Zu jedem beliebigen Zeitpunkt lässt sich etwa der genaue Status der Beleuchtungsanlage abrufen, auch für jede einzelne Leuchte. Störungsmeldungen von Anlagen oder Anlagenteilen werden automatisiert empfangen und so ausgegeben, dass die Störungsbehebung unterstützt wird. Eines der Hauptziele der Integration ist es, Schaltbefehle zu geben und zu verteilen. Sie werden von der Managementsoftware an die Plattform gesendet und steuern Beleuchtungsanlagen und angeschlossene Smart City-Anwendungen individuell und flexibel.

Moderne Lichtmanagementsysteme sind nicht zum Schnäppchenpreis zu haben. Je nach Größe des Projekts und abhängig von den gewählten Produkten sowie der Anzahl von Lichtsteuerungen und Sensoren ist schnell ein Investitionsbetrag zwischen 80 und 200 Euro pro Leuchte fällig. Die Erfahrung mit bisherigen Projekten zeigt jedoch, dass sich die Investitionen bereits nach fünf bis sieben Jahren aufgrund der hohen Einsparungen beim Stromverbrauch und den und Wartungskosten – eine Kostenreduktion von bis zu 80 Prozent ist möglich – amortisieren können.

Mario Krüger

Der Autor
Mario Krüger, Berlin, ist freier Journalist