Energieausweis für die. öffentliche Straßenbeleuchtung. der Gemeinde Niederzissen

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1 Energieausweis für die öffentliche Straßenbeleuchtung der Gemeinde Niederzissen erstellt durch die RWE Deutschland AG

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Gemeinde Niederzissen Anforderungen an die Straßenbeleuchtung Allgemein Kennzahlen Straßenbeleuchtung Vor- und Nachteile von Bewertungsverfahren Statistische Werte der Gemeinde Niederzissen im Vergleich Mittlere Anschlussleistung pro Leuchte Leuchtstellen pro Quadratkilometer Einwohner pro Leuchtstelle Umrüstung der Leuchten für Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Mengengerüst Leuchtmittel Stufen der Umrüstung Einsatz von Austausch-Lampen Wechsel der elektrischen Betriebsmittel und gegebenenfalls des Reflektors Wechsel der kompletten Leuchte Neubau der kompletten Anlage Prognostizierte Reduzierung des Energieverbrauchs durch den Ersatz der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Bewertung der Leuchten und der Umrüstoptionen Mengengerüst der Leuchtentypen Umrüstung von ineffizienten Leuchten Beschreibung der Umrüstoptionen der vorhandenen ineffizienten Leuchtentypen Dimmung der Beleuchtungsanlage Leistungsreduzierung Halbnachtschaltung Umsetzung der Leistungsreduzierung in Niederzissen Energiekostenvergleich der Bestückungsvarianten Weitere Einsparmöglichkeiten Abschaltung einzelner Anlagenteile Rückbau vorhandener Anlagen Seite 2

3 7 Kostenschätzung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung SITECO/Glocken- und Schirmleuchte RECH/Kairo Schirmleuchte PHILIPS/Kofferleuchte Bauliche Bewertung der Leuchtstelle Zusammenfassung/Fazit Seite 3

4 1 Einleitung Die hier vorgestellten Ergebnisse beruhen auf einer Sachdatenaufnahme der vorhandenen Straßenbeleuchtungsanlage in Niederzissen. Dabei wurde teilweise auf Daten der Gemeinde zurückgegriffen. Die Erstellung eines Energieausweises Straßenbeleuchtung ist keine Forderung des Gesetzgebers. Sie ist eine freiwillige Untersuchung der Straßenbeleuchtungsanlage in Niederzissen und dient als Grundlage für ein Sanierungsprogramm. Ziel der Analyse ist es, den Energiebedarf der Anlage und die Möglichkeiten einer Senkung des Verbrauchs und damit der CO 2 -Emission sowie der Kosten zu ermitteln. 2 Gemeinde Niederzissen Lage und Struktur Die Gemeinde Niederzissen liegt im Landkreis Ahrweiler in Rheinland-Pfalz. In Niederzissen leben auf 11,95 km² Einwohner (Stand 31. Dez. 2011). Das entspricht einer Einwohnerdichte von ca. 221 Einwohnern pro Quadratkilometer. Geschichte Der Name Zissen wird mit unterschiedlichen Begründungen auf keltische Ursprünge zurückgeführt. Zissen wird in einer Schenkungsurkunde aus dem Copiarium des Bonner Stifts St. Cassius und Florentius, die von Levison auf das achte Jahrhundert datiert wurde, erstmals erwähnt. Erstmals exakter datierbar ist die Ortslage durch eine Tauschurkunde des Stifts St. Stephan in Mainz aus dem Jahr Seite 4

5 3 Anforderungen an die Straßenbeleuchtung 3.1 Allgemein Die kommunale Straßenbeleuchtung hat zwei wesentliche Funktionen: Die Verkehrssicherungspflicht verpflichtet die Kommune, Gefahren durch den Straßenverkehr zu minimieren. Verschiedene Studien belegen einen direkten Zusammenhang zwischen der Qualität einer Beleuchtung, der Unfallhäufigkeit und -schwere. Die zweite Funktion der Straßenbeleuchtung ist die Verbrechensprävention. Auch hier haben Untersuchungen gezeigt, dass eine Beleuchtung des öffentlichen Raums die Häufigkeit von Straftaten signifikant reduziert. In diesem Zusammenhang ist auch ein sozialer Aspekt zu berücksichtigen. Straßenbeleuchtung vermittelt vor allem Frauen und älteren Menschen ein subjektives Sicherheitsempfinden. Diesen Anforderungen an die Straßenbeleuchtung stehen die finanziellen Möglichkeiten der Kommunen gegenüber. Ihr Bestreben sollte es sein, akzeptable Beleuchtungsverhältnisse mit minimalem Aufwand zu erzielen. 3.2 Kennzahlen Straßenbeleuchtung Für den Vergleich mit anderen Kommunen stehen Daten der Gemeinden / Teilgemeinden, in denen die RWE Deutschland AG Straßenbeleuchtungsanlagen betreibt und allgemein zugängliche statistische Informationen zur Verfügung. Im Folgenden sind die für die Gemeinde Niederzissen ermittelten Kennzahlen denen aller von RWE Deutschland AG betriebenen Straßenbeleuchtungsanlagen gegenübergestellt. Um den strukturellen Gegebenheiten Rechnung zu tragen, wurde aus den zur Verfügung stehenden Daten ein Cluster mit den Kommunen gebildet, die eine vergleichbare Einwohnerdichte wie Niederzissen aufweisen. 3.3 Vor- und Nachteile von Bewertungsverfahren Für viele Kommunen stellt sich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit ihrer Straßenbeleuchtungsanlagen. Ein Vergleich mit anderen Kommunen ist daher naheliegend. Leider ergeben sich bei der Bewertung verschiedener Kommunen Schwierigkeiten, die bei der Interpretation von Benchmarks zu berücksichtigen sind Seite 5

6 Einwohner pro Leuchtstelle und kwh pro Einwohner (alternativ Energiekosten pro Einwohner) Aus technischer Sicht sagt der Quotient Einwohner pro Leuchtstelle wenig aus. Im statistisch optimalen Fall setzt die Kommune den Benchmark, die keine Straßenbeleuchtung betreibt. Dieser Benchmark ist also nur dann sinnvoll, wenn der Benchmark nicht durch die geringste Anzahl an Leuchtstellen sondern durch die geringste Anzahl an Leuchtstellen unter Berücksichtigung der Beleuchtungsqualität einer Kommune ermittelt wird. Häufig sind keine Projektierungsunterlagen vorhanden, bzw. wurden Anlagen in der Vergangenheit ohne Berücksichtigung normativer Vorgaben errichtet. Ähnlich problematisch stellt sich die Bewertung der Anzahl von Leuchtstellen und elektrischen Arbeit pro beleuchteter Verkehrsfläche dar. Auch hier ergeben sich nur dann objektiv vergleichbare Werte, wenn zwischen Leuchtstellen pro normgerecht beleuchteter Verkehrsfläche, Leuchtstellen pro in Anlehnung an die Norm beleuchteter Verkehrsfläche und zwischen frei geplanten Beleuchtungsanlagen differenziert wird. Anderenfalls gewinnt auch hier die unterste Qualität Seite 6

7 4 Statistische Werte der Gemeinde Niederzissen im Vergleich Die Tabellen zeigen statistische Werte der Straßenbeleuchtungsanlage in Niederzissen im Vergleich mit allen Kommunen und mit dem gewählten Cluster. 4.1 Mittlere Anschlussleistung pro Leuchte Niederzissen: 162 Watt/Leuchte Vergleich über Kommunen ähnlicher Einwohnerdichte * * bezogen auf den Servicebereich der Netzservice Gesellschaft Rhein-Ruhr (NSG RR) Seite 7

8 4.2 Leuchtstellen pro Quadratkilometer Niederzissen: ca. 41 Leuchtstellen pro Quadratkilometer Vergleich über Kommunen ähnlicher Einwohnerdichte * bezogen auf den Servicebereich der NSG RR Seite 8

9 4.3 Einwohner pro Leuchtstelle Niederzissen: ca. 5 Einwohner pro Leuchtstelle Vergleich über Kommunen ähnlicher Einwohnerdichte * bezogen auf den Servicebereich der NSG RR Die Auswertungen zeigen, dass die Gemeinde Niederzissen, verglichen mit Kommunen gleicher Einwohnerdichte, in den zur Verfügung stehenden Vergleichszahlen bei der mittleren Anschlussleistung pro Leuchte im oberen und bei den Leuchtstellen pro Quadratkilometer ebenfalls im oberen Bereich liegt. Da sich daraus nur allgemeine Handlungsempfehlungen ableiten lassen, wird die Anlagenstruktur untersucht und mögliche Veränderungen zur Verbesserung der Effizienz aufgezeigt Seite 9

10 5 Umrüstung der Leuchten für Quecksilberdampf-Hochdrucklampen In der Straßenbeleuchtung werden verschiedene Lampentypen eingesetzt, die sich in der Lichtfarbe, in der Farbwiedergabe und vor allem in der Energieeffizienz unterscheiden. Die Verteilung der einzelnen Lampentypen stellt sich in Niederzissen wie folgt dar: 5.1 Mengengerüst Leuchtmittel Der Anteil der ineffizienten Leuchtmittel (766 Lampen 94,8 %) auf den gesamten Bestand gliedert sich wie folgt: - Quecksilberdampf-Hochdrucklampen 125 Watt 191 Lampen 24,9 % - Quecksilberdampf-Hochdrucklampen 80 Watt 575 Lampen 75,1 % Bei den anderen verwendeten Lampentypen gibt es kein Einsparpotenzial durch einfachen Lampenwechsel bezüglich der Anschlussleistung Seite 10

11 5.2 Stufen der Umrüstung Für die Umrüstung stehen vier Alternativen zur Verfügung: Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Einsatz von Austausch-Lampen (Plug-In) Wechsel der elektrischen Betriebsmittel und gegebenenfalls des Reflektors Wechsel der kompletten Leuchte Neubau der kompletten Anlage Einsatz von Austausch-Lampen Der Austausch von Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (HME) gegen Natriumdampf- Hochdrucklampen mit bestimmten elektrischen Eigenschaften (HSE-X) ist die einfachste und preisgünstigste Form der Energieeinsparung. Der Nachteil besteht in der nur geringen Verringerung des Energiebedarfs gegenüber den folgenden Optionen. Darüber hinaus lässt sich der Betrieb nur bis 2015 sicherstellen, da die HSE-X-Lampen nicht die EG-Anforderungen an Leuchtstofflampen ohne eingebautes Vorschaltgerät, Hochdruckentladungslampen sowie Vorschaltgeräte und Leuchten zu ihrem Betrieb (Ökodesign-Richtlinie) erfüllen Wechsel der elektrischen Betriebsmittel und gegebenenfalls des Reflektors Durch den Wechsel des Vorschaltgerätes und den Einbau eines Zündgerätes können Leuchten für HME-Lampen für den Einsatz von konventionellen Natriumdampf-Hochdrucklampen (HSE) bzw. Halogen-Metalldampflampen (HIT) ertüchtigt werden. Die Vorteile der Lösung liegen darin, dass nach dem Umbau HSE/HST-Lampen bzw. HIT-Lampen benutzt werden können und in dem geringen finanziellen Aufwand. Aus wirtschaftlicher Sicht muss die prognostizierte Restlebensdauer der Leuchte mindestens der Amortisationszeit für den Umbau entsprechen Seite 11

12 5.2.3 Wechsel der kompletten Leuchte Wenn die Restlebensdauer einer Leuchte den Einsatz einer neuen elektrischen Einheit nicht amortisiert, muss die komplette Leuchte gewechselt werden. Der Vorteil liegt darin, dass elektrische und lichtlenkende Bauteile optimal aufeinander abgestimmt sind und die Leuchte einen sehr guten Beleuchtungswirkungsgrad ermöglicht. Der Nachteil sind die gegenüber den vorbeschriebenen Lösungen erforderlichen höheren Investitionskosten Neubau der kompletten Anlage Aus technischer Sicht sind ein kompletter Rückbau und ein anschließender Neubau die beste Lösung. Die Anlage kann mit modernster Technik auf die Anforderungen abgestimmt werden und erzielt eine hohe Effizienz. Dem gegenüber stehen die mit Abstand höchsten Investitionskosten. 5.3 Prognostizierte Reduzierung des Energieverbrauchs durch den Ersatz der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen Um den Energieverbrauch ohne investiven Aufwand sofort zu reduzieren, erfolgt der Ersatz von HME-Lampen zweistufig. Im ersten Schritt werden Austausch-Lampen verwendet. Erfolgt der Lampenwechsel im Zuge einer planmäßigen Wartung, fallen nur die Mehrkosten der Austausch-Lampen gegenüber den HME-Lampen an. Der Energiebedarf lässt sich wie folgt reduzieren: Seite 12

13 Ersatz der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen durch Austausch-Lampen Brenndauer: Dämmerungsschaltung Ganznächtig Stunden Anzahl Lampen Bestand Betriebsart Nennleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Neuer Lampentyp Nennleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh 0 GN HME 250W HSE-X 220W GN HME 125W HSE-X 105W GN HME 80W HSE-X 66W Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation jährlich in kwh Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation in Prozent % Energiekosteneinsparung incl. Steuern ct/kwh 22, ,74 Kostenübersicht der Maßnahme Materialkosten für Wechsel von HME auf HSE-X Materialkosten für Wechsel von HME auf HSE-X Materialkosten für Wechsel von HME auf HSE-X Materialkosten gesamt LA-Typ Menge Preis* Gesamtpreis HSE-X 66W , ,50 HSE-X 105W , ,90 HSE-X 220W 0 15,60 0, ,40 Materialkosten Austauschlampen gesamt incl. MwSt ,96 * alle Preise sind Nettoangaben hinzu kommen die gesetzlichen MwSt. von 19% Seite 13

14 In der zweiten Stufe werden die Leuchten für den Betrieb mit HSE/HST Lampen umgerüstet. Damit ergibt sich folgende Energiereduzierung: Umrüstung und Erneuerung der Leuchten mit Natriumdampf-Hochdrucklampen Brenndauer: Dämmerungsschaltung Ganznächtig Stunden Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, Istzustand Natriumdampf-Hochdrucklampen Anzahl Leuchten Lampentyp Betriebsart Lichtstrom Systemleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Neuer Lampentyp Lichtstrom Systemleistunverbrauch Energie- in Watt pro Jahr in kwh 55 GN 1x HME 125 W 6.300lm HSE/T 70W 6.600lm GN 2x HME 125 W lm HSE/T 150W lm GN 1x HME 80 W 3.800lm HSE/T 50W 4.400lm GN 2x HME 80 W 7.600lm HSE/T 100W lm Energieverbrauch gesamt Energieverbrauch gesamt Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation jährlich in kwh Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation in Prozent Energiekosteneinsparung incl. Steuern ct/kwh 22, ,87 Einsparung jährlich kwh HST ,60 CO²-Emissionen 681 g/kwh 77,44 Umrüstung und Erneuerung der Leuchten mit LED Brenndauer: Dämmerungsschaltung Ganznächtig Stunden Anzahl Leuchten Lampentyp Betriebsart Lichtstrom Systemleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in Neuer Lampentyp 36% Lichtstrom Systemleistunverbrauch Energie- in Watt pro Jahr in 39 GN 1x HME 80 W 3.800lm Rech-Modul 2.400lm GN 1x HME 125 W 6.300lm Schuch-LED 3.670lm GN 1x HME 80 W 3.800lm Schuch-LED 3.670lm GN 1x HME 80 W 3.800lm Siteco-Modul 2.200lm GN 1x HME 80 W 3.800lm GN 1x HME 80 W 3.800lm GN 2x HME 80 W 7.600lm GN 1x HME 80 W 3.800lm GN 1x HME 125 W 6.300lm GN 2x HME 80 W 7.600lm GN 2x HME 125 W lm LEDModul lm LEDModul lm LEDMod DMS lm Koffer² LED GRN lm Koffer² LED GRN lm Koffer² LED GRN lm Koffer² LED GRN lm Energieverbrauch gesamt Energieverbrauch gesamt Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation jährlich Energieeinsparung gegenüber der Ursprungssituation Alternativvariante LED-Leuchten Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, Istzustand LED-Leuchten Energiekosteneinsparung incl. Steuern ct/kwh 22, ,18 Einsparung jährlich kwh LED ,10 CO²-Emissionen 681 g/kwh 140,00 65% Seite 14

15 6 Bewertung der Leuchten und der Umrüstoptionen 6.1 Mengengerüst der Leuchtentypen Folgende Leuchtentypen sind in der Gemeinde Niederzissen vorhanden: Um die Vielzahl der Leuchtentypen einzuschränken wird in Abstimmung mit der Gemeinde der zukünftige Leuchtentyp für die verschiedenen Beleuchtungssituationen ausgewählt Seite 15

16 6.2 Umrüstung von ineffizienten Leuchten RECH Kairo x HME 80 W 36 1x HME 125 W 8 SITECO Kleiner Klassiker 1x HME 80 W 4 1x HME 125 W 1 SCHUCH Baureihe 43 1x HME 80 W 1 SCHUCH Baureihe 44 1x HME 125W 1 SITECO Kleine Glocke 1x HME 80 W 3 RECH Meiningen x HME 80 W 3 2x HME 80 W 52 TRILUX x HME 125 W 11 A+G Rondo 2x HME 80 W 8 1x HME 125 W 3 1x HME 80 W 6 2x HME 80 W 162 PHILPS Koffer 150 2x HME 125 W 56 1x HME 80 W 3 2x HME 80 W 15 PHILPS Koffer 100 2x HME 125 W 1 1x HME 125 W 22 1x HME 80 W 3 PHILPS Koffer 70 2x HME 80 W 2 VULKAN x HME 125 W 18 SITECO SL 100 2x HME 80 W 1 1x HME 125 W 1 SITECO 5NA583 2x HME 80 W 2 TRILUX x HME 80 W 1 BEGA x HME 80 W 31 TRILUX x HME 125 W 1 SITECO Pilzleuchte 2x HME 80 W ,8 % der Straßenleuchten in der Gemeinde Niederzissen sind noch mit ineffizienten Leuchtmitteln bestückt Seite 16

17 6.3 Beschreibung der Umrüstoptionen der vorhandenen ineffizienten Leuchtentypen Menge Leuchte Lampe Baujahr Umrüstung Vorschlag Umbau Neu 36 RECH Kairo 2032 HME 80W < 10 Jahre 3 RECH Meiningen 1922 HME 80W < 10 Jahre Leuchtenalter < 10 Jahre Umrüstsatz möglich Leuchtenalter < 10 Jahre Umrüstsatz möglich Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W Alternativ LED-Block 2xLED/LDR5 2x17W, 2400 lm Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W Alternativ LED-Block 2xLED/LDR5 2x17W, 2400 lm HME 80W 2 SCHUCH Baureihe 43 < 10 Jahre Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W 2 HME125W Leuchtenalter < 10 Jahre Umrüstsatz E-BL 44/43 70 HS LR möglich, bei Leuchten vor Baujahr 1999 Alternativ 1 SCHUCH Baureihe 44 HME 125W < 10 Jahre muss die Optik mitgetauscht werden LED-Umrüstsatz 24W; US LED CL LR 1 3 SITECO Kleine Glocke HME 80W < 20 Jahre 31 BEGA x HME 80 W < 10 Jahre 1 TRILUX/9351 HME 80W < 10 Jahre 1 TRILUX/9331 HME 125W < 30 Jahre Leuchtenalter < 20 Jahre Umrüstsatz möglich Leuchtenalter < 10 Jahre Umrüstsatz möglich Leuchtenalter < 10 Jahre Umrüstsatz möglich Leuchtenalter < 30 Jahre Umrüstsatz möglich Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W Alternativ LED-Modul 19W, 5XA1571A1B108/2.200lm Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W Alternativ LED-Block Bega W/2.740lm Geräteträger und Spiegelsystem für HST 70/50W 9351G/50-70HST-II-K Alternativ LED-Geräteträger US 9351AB/LEDnw-II ET/2.400lm neue technische Leuchte für HST 70/50W Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 100, 52W/4.900lm neue technische Leuchte für HST 100/70W Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 65W/5.900lm 11 TRILUX/9342 HME 2x80W Leuchtentyp ist 2 fach bestückt Umrüstung < 30 Jahre ist wirtschaftlich nicht sinnvoll HME 2x125W LED-Leuchte Koffer²100, 88W/8.900lm 52 neue technische Leuchte für HST 100/70W Leuchtentyp ist 2 fach bestückt Umrüstung 8 A & G Rondo 2xHME 80W > 30 Jahre Alternativ ist wirtschaftlich nicht sinnvoll LED-Leuchte Koffer²100, 65W/5.900lm 8 18 VULKAN 3162 HME 125W > 30 Jahre Leuchten > 30J Umrüstung nicht möglich 37 PHILIPS Kofferleuchte 179 PHILIPS Kofferleuchte HME 1x80W HME 1x125W HME 2x80W > 30 Jahre Leuchten vor Baujahr 1985 verfügen nicht über einen getrennten Geräteraum. > 30 Jahre neue technische Leuchte für HST 70/50W Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 100, 52W/4.900lm neue technische Leuchte für HST 70/50W Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 100, 52W/4.900lm neue technische Leuchte für HST 100/70W Alternativ LED-Leuchte Koffer²100, 65W/5.900lm 57 HME 2x125W LED-Leuchte Koffer²100, 88W/8.900lm SITECO Kleiner Klassiker neue technische Leuchte für HST 70/50W HME 80W HME 125W > 30 Jahre Leuchten > 30J Umrüstung nicht möglich Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 100, 52W/4.900lm 12 neue technische Leuchte für HST 100/70W Leuchtentyp ist 2 fach bestückt Umrüstung 1 SITECO SL 100 2x HME 80 W > 30 Jahre Alternativ ist wirtschaftlich nicht sinnvoll LED-Leuchte Koffer²100, 65W/5.900lm 1 3 SITECO Koffer 5NA583 HME 80W > 30 Jahre Leuchten > 30J Umrüstung nicht möglich neue technische Leuchte für HST 70/50W Alternativ technische LED Leuchte Koffer² 100, 29W/2.900lm 3 1 SITECO Pilzleuchte 2x HME 80 W > 20 Jahre Bei Leuchtentypen mit 2 fach Bestückung ist die Umrüstung nicht wirtschaftlich Leuchtentyp ist 2 fach bestückt Umrüstung ist wirtschaftlich nicht sinnvoll neue technische Aufsatzleuchte für HST 70/50W Alternativ LED-Aufsatzleuchte Hellux DMS W/3.650lm Seite 17

18 6.4 Dimmung der Beleuchtungsanlage Eine weitere Möglichkeit, die Leistungsaufnahmen von Straßenbeleuchtungsanlagen zu senken, ist die Reduzierung des Beleuchtungsniveaus durch die Leistungsreduzierung bzw. die Halbnachtschaltung. Diese Form der Optimierung ist dann möglich, wenn das Verkehrsaufkommen in den Dunkelstunden sinkt. Dann kann in Zeiten mit geringer Verkehrsbelastung das Beleuchtungsniveau abgesenkt werden Leistungsreduzierung Die (strombegrenzende) Impedanz einer Leuchte wird durch Reihenschaltung einer Zusatzimpedanz erhöht. Dadurch wird der Lampenstrom abgesenkt. Die reduzierte Leistung liegt bei ca. 65 %, der Lichtstrom wird auf 50 % reduziert. Für die Schaltung der Leuchten in den reduzierten Betrieb ist entweder eine Steuerphase oder ein Umschaltbaustein in der Leuchte erforderlich. Für die Leistungsreduzierung kommen Leuchten mit Natriumdampf- Hochdrucklampen in Betracht Halbnachtschaltung Bei Leuchten mit zwei Lampen wird in den Nachtstunden eine Lampe ausgeschaltet. 6.5 Umsetzung der Leistungsreduzierung in Niederzissen Die Leistungsreduzierung wird bei Leuchten mit Natriumdampf-Hochdrucklampen bzw. LED eingesetzt. Alternativ zu der vorhandenen Abschaltung der gesamten Straßenbeleuchtungsanlage in den Nachtstunden besteht die Möglichkeit durch Leistungsreduzierung das Beleuchtungsniveau abzusenken Seite 18

19 Natriumdampf-Hochdrucklampen mit Leistungsreduzierschaltung Brenndauer: Dämmerungsschaltung Ganznächtig Stunden Halbnächtig 1 23:00 Uhr aus - 06:00 Uhr ein Stunden Anzahl Leuchten Betriebsart Lampentyp Nennleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Volllast h Nennleistung Leistungsreduziert in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Reduzierbetrieb h 93 HN HSE/T 50W , ,46 55 HN HSE/T 70W , , HN HSE/T 100W , ,68 68 HN HSE/T 150W , , , ,31 Energieverbrauch mit Reduzierschaltung jährlich in kwh Energieverbrauch bei Umrüstung auf Natriumdampf-Hochdrucklampentechnik in kwh Zusätzliche Energieeinsparung mit Leistungsreduzierung jährlich in kwh , , ,23 Energiekosteneinsparung incl. Steuern ct/kwh 22, ,99 Einsparung jährlich kwh ,23 CO²-Emissionen 681 g/kwh ,14 LED mit Leistungsreduzierschaltung Brenndauer: Dämmerungsschaltung Ganznächtig Stunden Halbnächtig 1 23:00 Uhr aus - 06:00 Uhr ein Stunden Anzahl Leuchten Betriebsart Lampentyp Nennleistung in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Volllast h Nennleistung Leistungsreduziert in Watt Energieverbrauch pro Jahr in kwh Reduzierbetrieb h 39 HN Rech-Modul , ,07 2 HN Schuch-LED , ,16 1 HN Schuch-LED 31 57, ,08 3 HN Siteco-Modul ,17 9,5 64,27 1 HN LEDModul , ,06 31 HN LEDModul , ,58 1 HN LEDMod DMS , ,59 21 HN Koffer² LED GRN , ,33 52 HN Koffer² LED GRN , , HN Koffer² LED GRN , ,77 68 HN Koffer² LED GRN , , , ,61 Energieverbrauch mit Reduzierschaltung jährlich in kwh Energieverbrauch bei Umrüstung auf LED in kwh Zusätzliche Energieeinsparung mit Leistungsreduzierung jährlich in kwh , , ,64 Energiekosteneinsparung incl. Steuern ct/kwh 22, ,28 Einsparung jährlich kwh ,64 CO²-Emissionen 681 g/kwh , Seite 19

20 6.6 Energiekostenvergleich der Bestückungsvarianten Energiekostenvergleich für den Betrieb der gesamten Beleuchtungsanlage IST- Situation Ganznacht (4.100h) Sanierung mit Leistungsred. Bestückung HME HSE-X HSE/T LED HSE/T LED Gesamt Anschlußwert der StB-Anlage kw 79,232 67,362 51,496 29,091 51,496 29,091 Mittlere Anschlußleistung pro Leuchte W/LE Jahresbrenndauer Dämmerungsabhängig h/j Abschaltung gesamte Beleuchtungsanlage Aus 00:00-00:00 Ein h Abschaltdauer Ganznächtig h Brenndauer Volllast h Leistungreduzierung Aus 23:00-06:00 Ein h/t 7 7 Brenndauer Reduzierbetrieb h/j Energieverbauch Volllast kwh Energieverbrauch Reduziert kwh Energieverbrauch Bestandsanlage kwh Energieverbrauch nach Sanierung kwh Energieeinsparung zum IST Energieeinsparung zum IST kwh % 14,98 35,01 63,28 43,82 72,62 Stromtarif incl. Steuern c/kwh 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 22,00 Energiekosten incl. Steuern gesamt /J , , , , , ,80 Energiekosteneinsparung zum IST /J , , , , ,46 Mehrkosten Leistungsreduzierung * , , Weitere Einsparmöglichkeiten Abschaltung einzelner Anlagenteile Darüber hinaus lassen sich Einsparungen durch die komplette Abschaltung einzelner Anlagenteile erzielen. Mit der heute genutzten Technik der drahtgebundenen Tonfrequenz- Rundsteuerung ist das nicht möglich, da nur eine begrenzte Anzahl von Ein- und Ausschaltsignalen zur Verfügung steht. Um diese Einsparpotenziale realisieren zu können, muss das Schalten der Straßenbeleuchtung auf eine neue Technik umgestellt werden. Hierfür bietet sich die Funkrundsteuerung an. Mittels Schaltbefehlen, die über Radiowellen (im Langwellenbereich) übertragen werden, werden die in den Schaltschränken montierten Funkrundsteuerempfänger ein- und ausgeschaltet. Damit ist eine stromkreisbezogene Schaltung und Nachtabsenkung der Straßenbeleuchtung möglich Seite 20

21 6.7.2 Rückbau vorhandener Anlagen Die Reduzierung der Anzahl der Leuchtstellen ist nur nach einer eingehenden Analyse der vorhandenen Beleuchtungssituation möglich. Hierbei müssen berücksichtigt werden: Änderungen im Durchschnittlichen täglichen Verkehrsaufkommen Änderungen in der Gestaltung von Straßenführungen und Nutzungsgewohnheiten Die Umsetzung entsprechender Maßnahmen sollte erst nach Prüfung der Situation erfolgen. Eine pauschale Aussage zum Minderverbrauch lässt sich nicht treffen. Unabhängig von den Empfehlungen der DIN gilt für die Planung von Straßenbeleuchtungsanlagen folgende Faustregel: Straßenbreite = Lichtpunkthöhe Leuchtstellenabstand >= 6 x Lichtpunkthöhe Diese Grundregel gilt für Beleuchtungsanlagen mit einer Straßenbreite <= 8 m. Bei breiteren Straßen ist eine zweiseitige Anordnung gegebenenfalls effizienter. Das zu erzielende Beleuchtungsniveau ergibt sich aus der Bestückung der Leuchten. Beleuchtungsanlagen, bei denen eine Sanierung des Lichtmastes und der Leuchte anstehen, sollten auf die Dimensionierung entsprechend dieser Regel überprüft werden. Bei Anlagen, bei denen die Bedingungen nicht zutreffen, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung unzureichend und / oder die Anlagendimensionierung nicht optimal. Wenn die Lichtpunkthöhe deutlich kleiner als die Straßenbreite ist, sollten längere Lichtmaste errichtet werden Seite 21

22 7 Kostenschätzung Zur Bewertung der einzelnen Maßnahmen werden in der nachfolgenden Tabelle die Kosten geschätzt. Dabei gelten folgende Voraussetzungen: Einsatz von Austausch-Lampen: Der Wechsel erfolgt im Zuge einer Turnuswartung und die Mehraufwendungen entstehen ausschließlich durch den Mehrpreis der PlugIn-Lampen. Umbau von Leuchten mit HME-Bestückung / Ersatz von Leuchten Der Leuchtenumbau wird bei 17 % der Leuchten durchgeführt. 83 % der Leuchten müssen komplett gewechselt werden. Leistungsreduzierung Die Leistungsreduzierung kann durch eine Steuerphase realisiert werden. Steht diese nicht zur Verfügung, muss ein intelligentes Umschaltrelais verwendet werden. Dieses Relais wird in jede Leuchte, für die eine Leistungsreduzierung gewünscht ist, eingebaut. Mittels Codierung werden die Zeiten festgelegt, in denen die Straßenbeleuchtungsanlage mit vermindertem Beleuchtungsniveau betrieben wird Seite 22

23 Kostenschätzung Preis* Maßnahme Einsatz PlugIn-Lampe Menge Preis* Ges.- Preis Wechsel von HME 80 W auf HSE-X 68 W , ,50 Wechsel von HME 125 W auf HSE-X 105 W , ,90 Wechsel von HME 250 W auf HSE-X 220 W 0 15,60 0,00 Summe Maßnahme 8.692,40 Ges.- Preis Maßnahme Menge Preis* Ges.- Preis* Ges.- Natriumdampf-Hochdruck Preis Preis Umbau von Leuchten auf LED (HSE/T gelbes Licht) RECH /Kairo HST 50/70W, Reflektor KRT LED-Modul 2x17W/2.400lm RECH /Meiningen 1-HST 50/70W, Reflektor KRT LED-Modul 2x17W/2.400lm BEGA /9858 HSE/T 1x70/50W, Bega LED-Modul W/2.740lm SITECO/kleine Glocke HST 50/70W, LED Modul 19W/2.200lm TRILUX/9351 HST 50/70 LR, LED-modul 9351AB/LEDmw-II ET SCHUCH/Baureihe 43 und 44 HSE50-70W K LED-Modul Summe Maßnahme Natriumdampf-Hochdruck Neubau von Leuchten auf LED (HSE/T gelbes Licht) Technische Kofferleuchte HST 150/100W LPH 8m Technische An-/Aufsatzleuchte, LED 88W, 8.900lm Technische Kofferleuchte HST 100/70W LPH 7m bzw 8m Technische An-/Aufsatzleuchte, LED 65W, 5.900lm Technische Kofferleuchte HST 70/50W LPH 7m bzw 8m Technische An-/Aufsatzleuchte, LED 52W, 4.900lm Technische Kofferleuchte HST 70/50W LPH < 6m Technische An-/Aufsatzleuchte, LED 29W, 2.900lm Technische Aufsatzleuchte, Hellux DMS HSE/T 70/50W Technische Aufsatzleuchte, Hellux DMS LED 36W, 3.650lm Summe Maßnahme Summe Sanierung Leuchten Summe Sanierung Leuchten incl. MwSt Mehrkosten für Leistungsreduzierung (Netzänderungen) Mehrkosten für Leistungsreduzierung incl. MwSt Seite 23

24 8 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sind Reduzierungen der Wartungskosten durch den Einsatz von LED nicht berücksichtigt. Nach den heute gültigen Vorschriften der Berufsgenossenschaft müssen SB-Anlagen spätestens nach 4 Jahren auf ihre elektrische Sicherheit überprüft werden. Darüber hinaus zeigen die ersten Erfahrungen, dass eine Reinigung der Leuchten nach 4 Jahren erforderlich ist. Das bedeutet, dass ausschließlich die Materialkosten für den nicht erforderlichen Lampenersatz entfallen. Dem stehen aber deutlich höhere Aufwendungen für den Tausch der LED-Module nach ca. 12 Jahren gegenüber. Bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit von LED Leuchten ist zu beachten, dass die Wechselkosten für LED am Lebensdauerende (i.d. Regel nach 12 Jahren) heute nicht seriös abgeschätzt werden können. Durch den von uns gewählten modularen Aufbau der Leuchten ist eine problemlose Umrüstung auf neue, effizientere LED-Generationen nach dem Lebensdauerende möglich. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für die Referenzleuchtentypen dient der umfangreichen Analyse der aufgenommenen Daten. Hierbei werden modernste Leuchtentechnologien berücksichtigt. Mit der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden Investitionskosten, Energiesparpotentiale, Wartungskosten und Amortisationszeiten aufgezeigt. Bei den Investitionskosten wurden keine Kreditkosten berücksichtigt. Für Energie und Wartung wurden unterschiedliche Inflationsraten angesetzt. Nachfolgend zeigen wir einige Beispiele der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Referenzleuchten auf Seite 24

25 8.1 SITECO/Glocken- und Schirmleuchte Seite 25

26 Seite 26

27 8.2 RECH/Kairo Schirmleuchte Seite 27

28 Seite 28

29 8.3 PHILIPS/Kofferleuchte Seite 29

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31 9 Bauliche Bewertung der Leuchtstelle Bei der Sachdatenaufnahme wurde auch der Zustand der Leuchtstelle erfasst. Die Bewertung erfolgte nach einem Schulnotensystem: 1 Leuchtstelle befindet sich technisch und optisch in einwandfreiem Zustand 2 Leuchtstelle befindet sich in einem technisch einwandfreiem Zustand, weist leichte optische Mängel auf 3 Leuchtstelle befindet sich in einem guten Zustand, Anstrich kann erneuerungsbedürftig sein 4 Leuchtstelle/Mast ist bei der nächsten Turnuswartung auf seine Standsicherheit zu prüfen 5 Leuchtstelle/Mast ist unverzüglich auf seine Standsicherheit zu prüfen 6 Leuchtstelle/Mast muss sofort gewechselt werden In Niederzissen ergibt sich folgendes Bild: Folgende Leuchtstellen wurden mit der Note 5 bewertet: Im Fronhof LST-Nr. 20 Ahornweg LST-Nr. 50 Industriegebiet Scheid LST-Nr. 80, Seite 31

32 10 Zusammenfassung/Fazit > Die Straßenbeleuchtungsanlagen der Gemeinde Niederzissen weist Optimierungspotenzial auf. 93,8 % der verwendeten Leuchten sind mit ineffizienten Lampen bestückt. Durch eine Umrüstung lassen sich bei der Bestückungsvariante mit HSE/T kwh und bei der Bestückungsvariante mit LED kwh pro Jahr einsparen. Dies entspricht einer CO 2 -Reduzierung von ca. 77,44 Tonnen (HSE/T) bzw. 140 Tonnen (LED). > Weitere Option ist die Installation einer Leistungsreduzierung (prognostizierte Einsparung kwh / 19,49 T CO 2 (HSE/T) bzw kwh / 20,65 T CO 2 bei LED). > Wenn diese Maßnahmen abgeschlossen sind, hat die Gemeinde Niederzissen eine aus Sicht des Energieverbrauchs effiziente Straßenbeleuchtung, die dem Stand der heutigen Technik entspricht Seite 32