Status Quo der LED-Technologie Worauf bei Planung und Beschaffung geachtet werden muss. Kai Nitschke Green Switch Manager

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1 Status Quo der LED-Technologie Worauf bei Planung und Beschaffung geachtet werden muss Kai Nitschke Green Switch Manager

2 Einsparpotenzial in Deutschland Einsparpotenziale der Beleuchtung in Deutschland pro Jahr Energieeinsparung (in kwh) CO 2 -Einsparung (in t) Kosteneinsparung (0,15 /kwh) Straßenbeleuchtung 2,7 Mrd. 1,6 Mio. 400 Mio. Bürobeleuchtung 3,2 Mrd. 1,9 Mio. 475 Mio. Industriebeleuchtung 8,3 Mrd. 5,0 Mio Mio. Private Beleuchtung 7,5 Mrd. 4,5 Mio Mio. 2

3 Energiesparpotenzial Außenbeleuchtung 3

4 Anwendungsvielfalt = Vielfalt in der Planung Kreisverkehre Verkehrsstraßen und Wohngebiete Fuß- und Radwege Plätze und Parkplätze

5 Herausforderungen für die Planung Überalterte Straßenbeleuchtung Regierungen stellen Bestimmungen auf Straßenbeleuchtung verbraucht 15% der für Licht aufgewendeten Energie ErP-Richtlinie HPL-Ende in 2015 Energieeffizienz und Lichtqualität LED als neue Schlüsseltechnologie Die Effizienz der LED steigt rasant: >> 30% in 5 Jahren erwartet Zukunftssicherheit Städte wollen eine eigenständige Identität 5.5 Milliarden Dollar weltweite Investitionen in Außenbeleuchtung 2009 Breite Produktpalette 5

6 Das Märchen LED.. und die Wahrheit LEDs leben ewig (> h) LEDs erzeugen keine Wärme LEDs leben lange bei den richtigen Betriebsparametern (bis zu h) Das abgestrahlte Licht ist kalt Thermomanagement ist immer noch nötig LED-Systeme sind wartungsfrei LED-Systeme sind wartungsarm LEDs sind die ultimativen Energiesparer Eine Frage des Vergleichs

7 LED-Durchdringung je Segment/Applikation Raster Downlights Spots Outdoor Total % 25 % 5% 15 % 9% % 90 % 40 % 50 % 47 % LED-Durchdringung, DACH, stückbasiert, Neubestückung Quelle: Philips, interne Schätzung, McKinsey, Lighting the Way,

8 LED SON-T Effizienzvergleich * Anliegerstraßen (S5) LED zu PL-T 32W Nebenstraßen (ME5) LED zu SON-T 70W Hauptstraßen (M3b) LED zu SON-T 150W +57% + 35% + 15% + 12% + 5% + 8% Mastabstand Energieeffizienz Mastabstand Energieeffizienz Mastabstand Energieeffizienz Durchbruch in 2010 bis 2012 LED-Leuchten & weißes Licht sind energieeffizienter als moderne Leuchten für Natriumdampflampen SON-T mit gelben Licht! * Beispielberechnungen bei gleichem normgerechtem Beleuchtungsniveau Philips SpeedStar oder Mini Iridium verglichen mit Koffer² SON-T

9 Anwendungsbeispiele Innenbeleuchtung Vergleich LED zu konventioneller Technologie Anwendung Energieverbrauch Konventionell Energieverbrauch mit LED Einsparung Flur 100 Lux 230 W // 5,4 W/m² 108 W // 2,6 W/m² 52 % Büro 500 Lux 252 W // 11,8 W/m² 124 W // 5,9 W/m² 51 % Schulklasse 500/500 Lux 880 W // 12,8 W/m² 523 W // 7,6 W/m² 41 % Industriehalle 4,5m500 Lux 14 kw // 9,4 W/m² 9 kw // 6,0 W/m² 38 % Parkgarage 75/300 Lux 2,2 kw // 1,9 W/m² 1,3 kw // 1,1 W/m² 41 % Werkstraße 20 Lux 169 W /Leuchte 135 W Leuchte 20 % normgerecht nach EN mit hoher Lichtqualität LiAS - Lichtplanung und Anwendung / Produktmarketing, Wien,

10 LED Das Spannungsdreieck Produkt und Lichtqualität Farbwiedergabe & Farbtemperatur Preis Lumen/ EnergieEffizienz Lumen/Watt

11 LED - Energieeffizienz versus Lichtqualität Energieeffizienz W/km; W/m²; W/Lux/m²/Jahr Weniger Energie Farbtemperatur >4000K Höhere Effizienz Abstand/Höhe Größere Mastabstände Abgegrenzte Lichtbündel Kein Licht außerhalb der Straße Lichtmanagement Dimmen zum Energiesparen Lichtqualität Vertikale Beleuchtungsstärke Gesichtserkennung, Sicherheit Farbtemperatur Akzeptanz Farbwiedergabe Angenehme Umgebung Straßenraumaufhellung Sicherheit, Orientierung Blendungsbegrenzung Visueller Komfort, Sicherheit Streulichtbegrenzung Keine Himmelsaufhellung, Komfort

12 Wie wird die LED-System Effizienz ermittelt? LED LED modul Optik Treiber Leuchte Farbtemperatur thermische Verluste optische Verluste EVG Verluste Chiptemperatur (Tj) (higher Tj) Strom % % -10%-50% 100 lm/w 85 lm/w 70 lm/w 50lm/W = System Effizienz 12

13 LED - Lichtqualität MultiSpot versus Mehrfach-Überlagerungsoptik Licht - Qualität MultiSpot Mehrfachüberlagerungsoptik Lebensdauer 13

14 LED Lichtqualität Lichtverteilungen 5 Lichtverteilungen: DC DN DM DW DK Distribution Comfort für TI =<10, ME2-Klasse Distribution Narrow Straßenbreite zu Höhe = klein Distribution Medium Straßenbreite zu Höhe = medium Distribution Wide Straßenbreite zu Höhe = groß Distribution Wet nasse Straße TI=<10 Abhängig von der Straßengeometrie Für nasse Oberflächen Und weitere Optiken in Entwicklung: Fußgängerüberwege, Flächenbeleuchtung Energetische Sanierung kommunaler LiAS Straßenbeleuchtung DACH, Mai 2011 // Veranstaltung Kassel, 19.April

15 Produktqualität Binning Das Verfahren der Farbklassenbildung in der LED-Produktion wird binning genannt. Bei Philips-LEDs weist eine LED-Farbklasse, z. B. 932 (R a = 90, 3200K), keine sichtbaren Farbunterschiede auf ( Optibin ). Klasse 6500K Klasse 4500K Klasse 3200K Klasse 2800K bin 3 bin 2 bin 1

16 Zuverlässigkeit (%) Produktqualität - Lebensdauer Netzteil LED-Kristall Löt-Verbindung Betriebszeit (in 1000 h) Nutzlebensdauer von LED-Systemen wird über den Lichtstromrückgang definiert 70% Restlichtstrom als etablierter Wert Elektrische Überlebensraten LED sind sehr temperaturempfindlich Bei Temperaturanstieg sinkt der Lichtstrom Spezifikation der Lebensdauer von Umgebungstemperatur abhängig 16

17 Produktqualität - Lebensdauer Umgebungstemperaturen beachten, Bsp. Graze Powercore: 17

18 Rel. sichtbare Strahlung Rel. sichtbare Strahlung Produktqualität - Temperaturverhalten Der Lichtstrom einer LED steigt mit der Stromaufnahme etwa linear. Mit zunehmender LED-Erwärmung sinkt jedoch der Lichtstrom und die Lebensdauer deutlich. Der Lichtstromrückgang über die Lebensdauer nimmt zu ,000 10, ,000 Betriebsstunden (Luxeon 1W-LEDs, rot) Temperatur der LED-Platine 55 C 85 C 100 C 200% 150% Rot Amber Blau Grün 100% 50% 0% LED-Kristalltemperatur [ C] (Luxeon 1W-LEDs) Temperaturempfindlichkeit: Amber > Rot > Grün > Blau Weiß

19 Effizienz in Lumen/Watt Produktqualität - Zukunftssicherheit Lebensdauer bis Stunden / 80% Lichtstromerhalt / 10% Ausfall heute Kaltweiße LED 5.700K Neutralweiss LED 4.000K 150 Warmweiße LED 3.000K Quelle: DOE-Bericht ste Phase Einführungsphase LED 2 te Phase Etablierungsphase LEDs schnelle kontinuierliche Verbesserungen 3 te phase Reifephase LED kleine Verbesserungen Einführung Energieeffizienz Stetige Updates! Lebensdauer Preisoptimierung

20 Produktqualität Zukunftssicherheit LED-Modulen (Beispiel Mini Plattform) Bis update Ab Spart 30% 24 LEDs lm / ca. 30W 16 LEDs lm / ca. 20W LED-Straßenleuchten sind modular aufgebaut und passen auf die Anlage LEDGINE Mini Modul Fortimo indirekt

21 Lichtsteuerung REGELUNG EINZELNER LICHTPUNKTE REGELUNG VON GRUPPEN VERNETZTE REGELUNG VON LICHTPUNKTEN zur lokalen Einstellung der korrekten Helligkeit zur richtigen Zeit am richtigen Ort. zur Überwachung und Ansteuerung mehrerer Lichtpunkte. zur vollständigen Regelung der Helligkeit zur richtigen Zeit am richtigen Ort und zur Überwachung jedes einzelnen Lichtpunkts. Explanation Explanation Explanation Dynadimmer Lumistep SDU Amplight LumiMotion CityTouch StarSense RF StarSense PL 21

22 Individuen / Nacht LED und Umwelt Anlockwirkung von Licht auf nachtaktive Insekten Licht zwischen 3.000K und 4.000K einsetzen , , ,3 162, ,7 45,8 0 HQI-TS HCI-TT HCIEIP NAV-T70W LED 6000K LED 3000K Lampentyp Quelle: Anlockwirkung moderner Leuchtmittel auf nachtaktive InsektenErgebnisse einer Feldstudie in Tirol Dez Tiroler Landesumweltanwaltschaft & Tiroler Landesmuseen Betriebsgesellschaft m.b.h. 22

23 Anwendungsbereiche und Leuchtentypen Wohn- und Anliegerstraßen Sammel- und Hauptstraßen Flächen Fahrradwege Wohngebiete Anliegerstraßen Sammelstraßen Hauptstraßen Ausfallstraßen Parkplätze Industrie Klassisch SpeedStar Koffer² Modern Iridium² Mini-Iridium Linse CitySoul City Spirit Zylinder CitySpirit Sonderform Glocke Peitsche

24 Straßenleuchten beschaffen Angebotsbewertung Bedarf ermitteln Lichtplanung Ausschreibung Angebotsbewertung Bewertungsmatrizen Auftrag Bewertungskriterien Hauptkriterien Hauptkriterien 30 Punkte Gewichtung 30 Punkte Gewichtung 30 Punkte Gewichtung 10 Punkte Gewichtung Preis Energieverbrauch Produktqualität & Lichttechnische Eigenschaften Ästhetik Unterkriterien Wartungsfreundlichkeit Lichttechnik Farbtemperatur & -Farbwiedergabe Ergebnis 100 Punktesumme Confidential Philips Lighting 24

25 Bedarf ermitteln Lichtplanung Ausschreibung Straßenleuchten beschaffen Hauptkriterien Angebotsbewertung Bewertungsmatrix Auftrag Gesamtbewertung Straßenbeleuchtungssystem Punktesumme 100

26 Bedarf ermitteln Lichtplanung Ausschreibung Straßenleuchten beschaffen Bewertung Angebotsbewertung Bewertungsmatrix Auftrag Verfahren 1 = Dreisatz bzw. Verhältnisbewertung Maximale Punkteanzahl = 30 = Gewichtungsfaktor Bester erhält volle Punktzahl, alle folgenden werden im Verhältnis dazu bewertet Bieter Euro Faktor 30 Punkte Bester Bieter Euro Faktor 20 Punkte Bieter Euro Faktor 15 Punkte Bieter Euro Faktor 12 Punkte Schlechtester Bester 100 Euro Gewichtungsfaktor Punkte Bieter Euro

27 Bedarf ermitteln Lichtplanung Ausschreibung Straßenleuchten beschaffen Unterkriterien Angebotsbewertung Bewertungsmatrix Auftrag Unterkriterien können individuell ausgewählt und gewichtet werden. Und werden dann in die Gesamtauswertung übernommen.

28 Bedarf ermitteln Lichtplanung Ausschreibung Angebotsbewertung Bewertungsmatrix Straßenleuchten beschaffen Gesamtauswertung Auftrag Confidential Philips Lighting 28

29 Ergebnis: SpeedStar LEDGINE kwh/ a Spart 66% 29

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