aus 2/2015 Einsatzbericht: LED-Fluter Easytop von LemTec Innova

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1 aus 2/2015 Einsatzbericht: LED-Fluter Easytop von LemTec Innova 48 Sonnen und ein Schachbrett Bei der Beleuchtung für den 240er Milchviehstall entschied sich Familie Geßler trotz der hohen Anschaffungskosten für den LED-Fluter Easytop XL von LemTec. Warum die Technik ganze Euro im Jahr spart, was der Haus- und Hofelektriker damit zu tun hat und was die Besonderheiten des LED-Fluters sind, haben wir für Sie recherchiert. chen weitere Informationen? LemTec Innova GmbH & Co KG Sittarder Straße Viersen Tel.: +49 (0) / info@lemtec.de

2 Veredlungstechnik Einsatzbericht: LED-Fluter Easytop von LemTec Innova 48 Sonnen und ein Schachbrett Bei der Beleuchtung für den 240er Milchviehstall entschied sich Familie Geßler trotz der hohen Anschaffungskosten für den LED-Fluter Easytop XL von LemTec. Warum die Technik ganze Euro im Jahr spart, was der Haus- und Hofelektriker damit zu tun hat und was die Besonderheiten des LED-Fluters sind, haben wir für Sie recherchiert. Martin Zäh Wir haben Mitte Dezember. Über dem neuen 79 x 36 m großen Milchviehstall der Familie Geßler aus Altena bricht gerade die Nacht herein. Doch dunkel ist es nur draußen vor der Tür, denn im Stall für gut 200 melkende Tiere ist es mit durchschnittlich 170 Lux (lx) ordentlich hell. Mehr noch: Das Licht der LED-Strahler an der Stalldecke kommt dem Spektrum unseres Sonnenlichts sehr nahe, was eine gute Farbwiedergabe erlaubt. Beim Hantieren mit den Tieren ist dieser Aspekt sehr wichtig, ist doch die Analyse von Ausfluss, Milch, etc. so mit dem bloßen Auge und ohne aufwändige Analysen möglich. In letzter Minute anders entschieden Das Lichtspektrum der LED-Fluter war dann für Carsten Geßler und seinem inzwischen verstorbenen Vater auch der Grund, warum der Kauf von LED-Leuchten überhaupt in Erwägung gezogen wurde. Denn schließlich Die gute Farbwiedergabe der LemTec LED-Fluter erleichtert die visuelle Tierkontrolle. Fotos: Tovornik hatte man bereits 24 Natrium-Dampflampen für günstige Euro gekauft und geliefert bekommen. Doch die Überlegung wurde revidiert, nachdem Robin Hohage, der Haus- und Hofelektriker der Geßlers, in die Überlegungen einbezogen wurde. Carsten Geßler freut sich über das gute Licht im Stall zum Arbeiten mit den Tieren. Der höhere Kaufpreis tat zwar weh, mittelfristig sparen wir damit aber Geld, so der junge Landwirt. Der Elektromeister errechnete nämlich, dass trotz Mehrpreis von Euro (!) die 48 LED-Fluter Easytop bei einer Lichtausbeute von 120 Lumen/Watt sich binnen sechs Jahren bezahlt machen. So verbrauchen die 48 LED-Fluter pro Stunde 5 kwh, die 24 Natrium-Dampflampen mit jeweils 400 Watt zuzüglich dem Mehrverbrauch für das Vorschaltgerät dagegen 10,5 kwh. Bei 20 Cent/kWh und einer bedingt durch das für die Tiere gewünschte Lichtprogramm und einer damit langen Leuchtdauer von Stunden im Jahr verbrauchen die LEDs so Strom für Euro. Das sind zunächst Euro weniger als mit der zuerst geplanten Stallbeleuchtung. Hinzu kommen Einsparungen von 550 Euro durch die mit LED mögliche Schachbrettschaltung (dazu später mehr). Hochgerechnet auf die ersten sechs Jahre steht damit einem Mehraufwand von Euro eine Ersparnis von Euro gegenüber. 58

3 Anbieter mit Erfahrung in der Industrie Die Kalkulation berücksichtigt dabei nicht die niedrigeren Wartungs- und Reparaturkosten der LED aufgrund einer höheren Lebensdauer. So verspricht LemTec selbst wie viele andere LED-Anbieter auch eine Lebensdauer von Stunden. Als versierter Beobachter der LED-Szene weiß hier Robin Hohage aber zu berichten, dass eine Reihe von Anbietern aufgrund konstruktiver Schwächen bei der Wärmeableitung ihr Versprechen nicht halten können. Bezüglich der Wärmeableitung überzeugt ist er jedoch von der Konstruktion des LED-Fluters Easytop, der zum Kühlen unter An, aus, an, aus die LED-Strahler an der Stalldecke leuchten tagsüber nach dem Schachbrettprinzip. Damit erreicht Geßler sein Ziel mit einer Beleuchtungsstärke von 170 Lux an exakt 17 Stunden pro Tag. anderem ein massives Gehäuse aus Aluminium-Druckguss besitzt. Erkundigungen von Hohage brachten auch zu Tage, dass LemTec sich in den letzten Jahren sowohl im Bergbau als auch in der Industrie einen Namen als Anbieter robuster und zuverlässiger Leuchten erwerben konnte. Und zu guter Letzt gefiel die Firma auch durch einen guten Service. So macht sich LemTec auf Wunsch schon vor dem Kauf auf den Weg zur Baustelle, anschließend wird für jedes Projekt ein ausführlicher und individueller Beleuchtungsplan erstellt. Der Verteilungsplan ist insoweit wichtig, als dass nicht die hellste Stelle im Stall für den Arbeitskomfort entscheidend ist, sondern die Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung. Der LED- Fluter ETXL Easytop XL von LemTec mit 100 Watt Anschlussleistung und einer Lichtausbeute von jetzt 130 Lumen/ Watt wurde für Anwendungen in der Industrie entwickelt. LED im Geßler-Milchviehstall Für die LED sprach mehr als ein Grund Die Wirtschaftlichkeit gab bei den Geßlers zwar den letzten Ausschlag für den Kauf der LED-Stahler. Doch Carsten Geßler weiß von vielen weiteren Vorteilen zu berichten, die am Ende den Ausschlag für den Kauf der LED- Leuchten gaben: Die LED ist beim Einschalten sofort hell, parallel kann eine LED ohne Einfluss auf die Lebensdauer beliebig oft ein- und ausgeschaltet werden. LED-Leuchten verlieren selbst bei sehr niedrigen Temperaturen nichts an ihrer eigentlichen Leuchtkraft. Der Farbunterschied zwischen den einzelnen LemTec-Leuchten beträgt nur 3,5 %, das Licht von später installierten Leuchten ist so identisch mit Leuchten aus der Erstinstallation. Geßler hat die Tierbeobachtung weitgehend automatisiert, dennoch ist dem Landwirt die visuelle Kontrolle der Tiere wichtig. Das weiße Licht der LED erleichtert ihm hier durch eine gute Farbwiedergabe die Analyse von Körperflüssigkeiten. Die Scheiben der Strahler werden nicht warm. Fliegen werden dadurch nicht mehr angelockt, also ist auch Fliegendreck kein Problem. Die LED-Strahler von LemTec sind bei Anlieferung bereits komplett verdrahtet und mit Schuko-Stecker bestückt, was die Montage erleichtert bzw. Arbeitszeit spart. Die Entscheidung für LemTec als Hersteller fiel auch deshalb, weil der Anbieter im Schadensfall nach Ablauf der Gewährleistung nur 50 % vom Neupreis berechnet. Hintergrund ist, dass LemTec als deutscher Hersteller stets nur die Technik in der Leuchte tauscht, nicht aber das Gehäuse. Bedingt durch den technischen Fortschritt erhält der Kunde dann nach Jahren wahlweise entweder eine lichtstärkere Leuchte bei gleicher Stromaufnahme. Oder die gleiche Beleuchtungsstärke, dann aber bei einer reduzierter Stromaufnahme. 59

4 Veredlungstechnik Man kann im Milchviehbetrieb durch den Einsatz von speicherprogrammierten Steuerungen (SPS) viel Geld sparen, meint Robin Hohage. Er ist selbstständiger Elektromeister und bei Carsten Geßler für die gesamte Hofelektrik verantwortlich. Hohage rät hier allen Interessierten, im Stall einen Wert von mindestens 0,5 anzustreben. Der Wert ergibt sich aus dem Verhältnis von der dunkelsten zur hellsten Stelle im Stall. Davon abgeleitet hält Hohage ein paar mehr installierte Leuchten mit niedriger Leistung für sinnvoller als wenige, dafür extrem helle Leuchten. In diesem Zusammenhang zeigt sich Hohage darüber verwundert, dass selbst namhafte Beleuchtungsanbieter es bei der Gleichmäßigkeit des Lichts wohl nicht so genau nehmen. So sind nach seinen Beobachtungen in Milchviehställen Werte von 0,3 nicht unüblich. Hohage selbst hält einen Wert von 0,3 für kritisch, da unser Auge den starken Wechsel von hell und dunkel als anstrengend empfindet. Schachbrettschaltung spart Geld Statt 24 Natrium-Dampflampen hängen jetzt also zum Ausleuchten der m 2 Stallfläche ganze 48 LED-Strahler vom Typ ETXL100 von LemTec von der Decke. Die doppelte Zahl an Leuchten geht dabei auch auf den Umstand zurück, dass an der gedämmten Decke die Montage nicht möglich war man musste sich bei der Berechnung also am Binderabstand von 6 m orientieren. Als Resultat liegt so von 5.00 Uhr morgens bis nachts Uhr eine mittlere Beleuchtungsstärke von 170 Lux (lx) vor was reicht, um im Stall die Tageszeitung lesen zu können. Vorrangiges Ziel der intensiven Beleuchtung ist aber die Stimulierung der melkenden Tiere mit Licht. In wissenschaftlichen Untersuchungen wurde nämlich bewiesen, dass die Milchleistung um bis zu 15 % höher aus- Die Siemens-SPS Logo! 230RC bewirkt, dass tagsüber die Leuchten im Schachbrettmodus in Betrieb gehen. Die Starts und die Brenndauer der Leuchten werden mitgezählt. fällt, wenn die Tiere 17 Stunden am Tag mit ausreichend viel Licht versorgt sind. Mit Blick auf den Stromverbrauch gehen jedoch abhängig von der Tageszeit nicht alle 48 Strahler gleichzeitig in Betrieb. So genügt für die angestrebte Beleuchtungsstärke selbst an trüben Herbsttagen oft schon das Leuchten der Hälfte an Leuchten. Robin Hohage teilte die 48 Strahler deshalb in zwei Gruppen auf, die Anordnung erfolgte dabei nach dem Schachbrettprinzip. Je nach Situation sind dann entweder nur die weißen, die schwarzen Felder oder alle Leuchten in Betrieb. Der Bedarf leitet sich in ers- Die an der Außenwand des Stalls montierten Dämmerungsschalter geben den Strom für die Leuchten im Stall frei, wenn es dunkel genug geworden ist. Die Steuerung schaltet im Automatikbetrieb das Licht im Stall von allein an und aus. In der Abkalbebox kann per Tastendruck das Licht immer manuell an- und ausgeschaltet werden. Kurzporträt: Wer ist LemTec Innova? Die LemTec GmbH & Co. KG ist ein familiengeführtes Unternehmen aus Viersen in Nordrhein-Westfalen mit 60 Mitarbeitern weltweit. Im Gründungsjahr 2001 arbeitete es zunächst an Systemen zur Vorbeugung von Gasexplosionen in Rohrleitungen, danach folgten Projekte und Entwicklungen wie die eines elektrostatischen Filters stellte das Unternehmen für die Schwerindustrie (Berg- und Stahlbau) seine ersten Leuchten auf LED-Halbleiterbasis vor, die Industrie ist seitdem ein wesentliches Standbein des Unternehmens. Nach der Einführung von COB-LED-Modulen im Jahre 2007 war 2009 der Firma mit COB eine Steigerung der Lichtleistung um weitere 25 % gelungen. COB bedeutet Chip-on-Board und beschreibt ein Verfahren zur direkten Montage von nicht eingehäusten Halbleiter-Chips auf Leiterplatten, das kurze Wege zwischen Chip und Leiterplatte ermöglicht. COB erlaubt deshalb höhere Taktfrequenzen, vor allem aber verbessert es die thermische Anbindung zwischen Chip und Leiterplatte. Die damit verbundene gute Wärmeableitung wirkt sich dabei vorteilhaft auf die Lebensdauer der LED-Leuchte aus denn der Ausfall einer LED geht nur selten auf eine Erschütterung, sondern fast immer auf eine thermische Überlastung zurück. Voraussetzung für die COB-Technologie ist die Montage im Reinraum, also in einer weitgehend staubfreien und klimatisierten Umgebung. Das aktuelle Spitzenprodukt des Anbieters, der sich selbst als Qualitätsanbieter bezeichnet, sind Hochleistungsfluter mit 400 Watt. Für 2015 angekündigt sind Strahler mit einer Lichtausbeute von 150 Lumen pro Watt sowie (für Biogasbetriebe!) eine LED-Variante mit EX-Schutz. 60

5 Das der Sonne ähnliche Lichtspektrum des LED-Fluters von LemTec erlaubt in Verbindung mit einer hohen Farbwiedergabe eine einfache Tierkontrolle. den Übergang Tag-Nacht und Nacht-Tag so angenehm wie möglich zu machen. Bis morgens um 9.00 Uhr bleiben dann alle 48 LED-Strahler in Aktion. Zumindest dann, wenn das Tageslicht für die angestrebte Beleuchtungsstärke von 170 Lux nicht ausreicht. Damit nicht mehr Strahler leuchten als notwendig, ist jede Leuchtengruppe wie schon erwähnt mit einem Dämmerungsschalter an der Stallaußenwand verbunden. Überschaubare Programmierkosten ter Linie von der Tageszeit und der Menge an Tageslicht ab. Jede Leuchtengruppe ist deshalb mit einer Zeitschaltuhr sowie zum Messen des Tageslichts mit einem Dämmerungsschalter ausgestattet. Ist es während der Stallruhe von 9.00 bis Uhr draußen hell genug, bleiben bei Geßler alle Leuchten aus. Ist das Tageslicht schwach, gehen die Leuchten der Gruppe 1 in Betrieb während die Leuchten der Gruppe 2 tagsüber immer ausbleiben, um Strom zu sparen. Wie viel die Sparschaltung bringt, veranschaulichte uns die Auswertung der Energieverbräuche im Betrieb. Demnach sparte bei einem Strompreis von 20 Cent/ kwh das Schalten der Leuchten in zwei Gruppen nach dem Schachbrettprinzip und der Kombination mit einer Dämmerungsschaltung allein in den ersten elf Monaten über 500 Euro an Strom. Übrigens: Um zu verhindern, dass übers Jahr immer die gleichen Leuchten in Betrieb gehen, wodurch sie gegenüber der zweiten Leuchtengruppe schneller altern würden, dreht die SPS (Siemens Logo 230 RC) den Vorrang einer Gruppe nach 600 Betriebsstunden automatisch um. Als Folge gehen dann nicht mehr die Leuchten der ersten Gruppe, sondern die der zweiten Gruppe an. Nach weiteren 600 Betriebsstunden wird der Vorrang dann wieder gedreht. Damit altern alle Strahler durch die Programmierung von Hohage gleich stark, was nach Jahren gewisse Vorteile beim Überholen der Leuchten bringt. Ausgeklügeltes Lichtprogramm Durch das installierte Lichtprogramm werden die Leuchten im Stall nicht mehr per Tastschalter von Hand, sondern von einer Automatik ganzjährig selbstständig ein- und ausgeschaltet. In der Praxis sieht das Ganze dann so aus: Per Zeitschaltuhr geht um Datenkompass LemTec ETXL Easytop XL LED-Leistung 100 Watt, 230 V Lichtausbeute derzeit bis 130 Lumen/W Lichtfarbe K (neutralweiß) Farbwiedergabe Ra 80 % Lichtaustrittswinkel 120 Einsatzbereich -30 bis 60 C Modul LemTec Chip on Board Abdeckung Einscheibensicherheitsglas Schutzart IP 65 (staubdicht, strahlwasserfest) Mittlere Lebensdauer Stunden Thermomanagement passiv Kühlkörper Alu-Druckguss Zuleitung 3 m (HO7RN-F3G 1,5 mm 2 ) Länge/Breite/Höhe 45,5/38,5/12,4 cm Sonderanfertigungen auf Anfrage Preis (ohne MwSt.) ab 559 Herstellerangaben h zunächst die erste Lichtgruppe außer Betrieb, zehn Minuten später die zweite. Eine Minute vor dem Ausschalten der zweiten Lichtgruppe geht die Nachtbeleuchtung an. Dazu sind im ganzen Stall sechs rot leuchtende LED-Wannenleuchten á 42 Watt installiert. Durch das Überschneiden der Leuchtzeiten ist dabei der Gefahr vorgebeugt, dass der Landwirt in absoluter Dunkelheit seinen Weg finden muss. Bei Bedarf kann der Landwirt aber nach wie vor von jedem Tastschalter im Stall eine Leuchte über den abkalbenden Kühen im Strohabteil unabhängig von allen anderen Strahlern in Betrieb nehmen. Morgens um 5.00 Uhr endet das Nachtprogramm. Dann gehen in der dunklen Jahreszeit die Leuchten der Gruppe 1, und zehn Minuten später die der Gruppe 2 in Betrieb. Hintergrund der zeitversetzten Aktivierung der Leuchten ist der Anspruch, den Tieren Unterm Strich geht so im Betrieb Geßler das Licht immer von selbst an, wenn Leute im Stall sind; und ist immer aus, wenn eine längere Arbeitspause oder ganz Feierabend ist. Die Kosten für eine solche Steuerung inklusive Hardware beziffert Hohage mit rund Euro Euro entfallen dabei allein auf die Hardware, wobei angefangen von mehreren FI, Schutz- und Dämmerungsschaltern ohnehin viele Komponenten auch ohne eine SPS-Programmierung notwendig gewesen wären. Den Aufwand fürs Schreiben der Software veranschlagt er mit rund 400 Euro, den fürs Verdrahten bzw. für die Montage mit weiteren 300 Euro. Hinzu kommt noch der doppelt so hohe Kabel- und Montageaufwand für die Installation der 48 statt der nur 24 Leuchten. Das Verlegen der Kabel und das Aufhängen der mit Schuko-Stecker ausgelieferten LED-Strahler erledigte der Landwirt in Eigenregie. Die Beleuchtung im neuen Stall mit LED-Strahlern (kombiniert mit einem ausgeklügelten Lichtprogramm) kostet laut Carsten Geßler alles in allem rund Euro ohne Mehrwertsteuer. Wir halten fest Um die Gesundheit der Tiere auf einen Blick kontrollieren zu können, wünschten sich die Geßlers ein Stalllicht mit hoher Farbwiedergabe. Gelb leuchtende Natrium-Dampflampen schieden deshalb aus, und der Kauf wurde rückgängig gemacht. Dafür hängen heute wesentlich teurere, aber energieeffiziente LED-Strahler unter der Decke. Diese leuchten nun den m 2 großen Stall mit weißem Licht gleichmäßig aus, dabei spart der Betrieb rund Euro jährlich an Stromkosten. Teil an den Einsparungen hat das Lichtprogramm und die Schachbrettschaltung von Hohage, welches der Elektriker eigens für den neuen Stall entwickelte. profi Münster Internet: service@profi.de Telefon +49 (0)2501/ Telefax +49 (0)2501/

6 Kontakt Haben Sie Fragen zu unseren Produkten und wünschen weitere Informationen? LemTec Innova GmbH & Co KG Sittarder Straße Viersen Tel.: +49 (0) and Quality Environmental E S Standards C Certification Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2008