White Paper: Steuerungssysteme für LED-Beleuchtungsanlagen

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1 White Paper: Steuerungssysteme für LED-Beleuchtungsanlagen

2 In früheren Jahren, in denen die Strompreisen noch niedrig waren, galt meist die Devise, dass das Licht in einem Industriebetrieb in der Früh angeschaltet und nach der letzten Schicht gelöscht wurde. Die Kosten konnte man eher vernachlässigen und zudem war es für die alten konventionellen Leuchtmittel besser, sie dauerhaft brennen zu lassen, sie immer wieder mehrmals am Tag aus- und ein zu schalten, was zulasten der Lebensdauer ging. Mit LED-Beleuchtung sieht das heutzutage ganz anders aus, denn häufiges An- und Ausschalten beeinträchtig die Leuchte nicht. Ergänzend kommt hinzu, dass die Strompreise in den letzten Jahren stark gestiegen sind und auch weiter steigen werden. Aus diesen Gründen stellt sich heute immer häufiger die Frage, ob sich diese technischen Vorteile nicht noch besser ausnutzen lassen. Dabei gilt es Folgendes zu beachten: Muss die Beleuchtung wirklich immer rund um die Uhr vollständig brennen? Gibt es Bereiche, wo man temporär auch mit weniger Ausleuchtung gut zurecht kommt? Gibt es Bereiche, wo man nur Licht braucht, wenn sich ein Mitarbeiter dort aufhält? Gibt es viele Dachfenster, wo um die Mittagszeit ausreichend viel Tageslicht einfällt, um eine Mindestauslichtung zu erreichen? Modernste LED-Beleuchtung bietet uns dabei eine neue Flexibilität, da sie stufenlos gedimmt werden kann und keine Lebenszeitverkürzung durch Schaltungen auftritt. Bewegungssteuerung Gerade in Lagerbereichen macht es häufig Sinn die Beleuchtung nur dann hochzufahren, wenn ein Mensch den Bereich betritt. In allen anderen Situationenwäre es sinnvoller das Licht auszuschalten oder stark zu dimmen, um eine Grundbeleuchtung zu haben. Es gibt zudem Arbeitsplatz-Bereiche oder Flure, die immer nur zeitweise genutzt werden und in denen die Ausleuchtung über die meiste Zeit des Tages reduziert werden kann. Auch hier wäre eine Bewegungssteuerung durchaus effektiver. Tageslichtsensoren In modernen Produktionshallen wird oft mit viel Tageslichteinfall gearbeitet gerade in den Sommermonaten ist es dann über viele Stunden am Tag ausreichend hell. In vielen Betrieben brennt hier trotzdem das Licht, weil sich niemand dafür verantwortlich fühlt und das Licht ausschaltet. In diesen Fällen kann ganz einfach mit einem Tageslichtsensor für definierte Bereiche gearbeitet werden. Ist die Mindestausleuchtung durch Tageslicht gewährleistet, gibt der Sensor ein Signal 2

3 an die Leuchten-Steuerung und die Beleuchtung wird gedimmt oder komplett ausgeschaltet, bis der Sensor misst, dass das Tageslicht nicht mehr ausreichend ist. Steuerungsarten Zu Beginn des Einsatzes von LED-Beleuchtung gab es nur einfache Steuerungsmöglichkeiten über einen Widerstand mit 1-10V Steuerung. Hierbei gab der Sensor ein Signal an die Steuerung und diese erhöhte den Widerstandstrom, um die Leuchte zu dimmen. Häufig hatten die Leuchten auch einen eigenen Sensor am Gehäuse sitzen hierbei regeln die Leuchten jedoch unterschiedlich stark, was auf Kosten einer gleichmäßigen Ausleuchtung geht. Besser ist es, wenn in einem definierten Bereich eine Gruppe an Leuchten gemeinsam in gleicher Stärke dimmt, um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen. Ergänzt wurde die 1-10V Steuerung durch Dali-Systeme, hierbei wurden die Leuchten dazu befähigt die Dali-Signale direkt interpretieren zu können. Die Leuchten wurden direkt an den Dali-Bus angeschlossen und bekamen über ein Steuergerät die entsprechenden Steuerungssignale. Noch relativ neu ist eine Funksteuerung über den Standard ZigBee dies hat den Vorteil, dass man für die Steuerung keine Verkabelung benötigt und so bei der Montage Kosten spart. ZigBee hatte zu Beginn an einigen Kinderkrankheiten zu leiden, die mittlerweile zum größeren Teil gelöst sind. 3

4 . Im Zeitalter von Digitalisierung und Industrie 4.0 geht die Entwicklung einen Schritt weiter und bietet intelligente, vernetzte Steuerungslösungen an. Hierbei kommunizieren die Leuchten über eine IoT- Node über Funk miteinander und stimmen sich gemeinsam permanent ab. Auch hier spart man sich eine zusätzliche Verkabelung und damit Montagekosten. Zudem gibt es noch den Vorteil, dass über die IoT-Node auch Leuchten gesteuert werden können, die über 1-10V oder Dali gesteuert werden. Die IoT-Node empfängt dabei Signale über eine Steuerungssoftware und steuert damit die LED- Leuchte. Anders als eine ZigBee-Lösung hat man dabei mehr Variabilität und vor allem Auswertungsmöglichkeiten. So können Verbräuche pro Lichtpunkt nicht nur berechnet, sondern auch über Erfahrungsdaten prognostiziert bzw. abgeschätzt werden. Zudem lässt sich der Wartungsaufwand minimieren und der Zustand der einzelnen Leuchten permanent kontrollieren. Fällt irgendwo eine Leuchte aus, meldet es das System dies automatisch und es muss kein Wartungspersonal auf die Fehleruche gehen. Ein weiterer Vorteil dieser Steuerung ist die Verlängerung der Leuchtenlebenszeit. In den Fällen, in denen eine Überbelichtung vorliegt, kann das System auf den Mindestwert an Ausleuchtung heruntergefahren werden. Durch die schwächere Bestromung der LED-Chips verlängert sich deren Lebenszeit. Wenn durch die natürliche Alterung dann die Helligkeit nachlässt und die Mindestausleuchtung unterschritten würde, steigt die Bestromung etwas an und es wird wieder die gewünschte Helligkeit erreicht. Dies ist ein positiver und kostenloser Zusatzgewinn. Natürlich kann diese Steuerung auch über programmierbare Zeitschaltungen gesteuert werden. 4

5 Der größte Vorteil von Steuerungslösungen ist die Flexibilität. Falls sich Ausleuchtungsanforderungen verändern, kann das System schnell und einfach umprogrammiert werden. Die Vorteile zusammengefasst auf einen Blick: Unterschiedliche Standorte lassen sich in einer Cloud managen Ausgabe von Berichten und Benchmarking zwischen Standorten durch die Cloud sind Push-Meldungen von Fehlerberichten möglich geringe Servicekosten durch Remote-Service optimale Platzierung der Sensoren möglich es müssen keine Steuerleitungen verlegt werden vorhandene Steuerleitungen können für Hardwaregruppierungen verwendet werden Veränderungen in einem Raum lassen sich schnell und einfach in der Lichtsteuerung umsetzen Wenn Sie dazu Fragen haben oder das System bei sich testen möchten, können Sie uns jederzeit kontaktieren. Über Open House of Energy GmbH Die Open House of Energy GmbH ist ein in Grafing bei München ansässiges Unternehmen. Als Partner managt Open House of Energy die komplette Umrüstung alter Beleuchtungsanlagen in der Industrie auf modernste LED-Lichttechnik. Dabei steht das Motto Licht als Service im Mittelpunkt. Neben einer kompetenten Beratung und einem professionellen Projektmanagement kümmert sich das Unternehmen um die Finanzierung sowie um die Wartung und Instandhaltung der kompletten Beleuchtungsanlage. Open House of Energy GmbH Am Schammacher Feld 21 D Grafing bei München Bildnachweis: 5