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Monica Scholz
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1 Energieeffiziente Straßenbeleuchtung Energieeffizienz-Kennzahlen in der Straßenbeleuchtung Holger Kschischenk 30. März 2015 Dresden, SAB-Konferenzzentrum

2 Energieeffizienz-Kennzahlen in anderen Bereichen

3 Einflussgrößen auf die Energieeffizienz in der Straßenbeleuchtung (Betrieb) Systemleistung Steuerbaustein Verlustwärme Vorschaltgerät Verlustwärme Leuchtmittel Leuchte Verlustwärme Abnahme der Lichtausbeute während Dimmung Transmission (Abdeckung/ Glas) Reflexion (Spiegel) Streuverluste (LVK) Zielfläche (Straße)

4 Einflussgrößen auf die Energieeffizienz in der Straßenbeleuchtung (Lebensdauer) Systemleistung Steuerbaustein Erhöhung der Verlustwärme Vorschaltgerät Verringerung des Wirkungsgrads Leuchtmittel Leuchte Lichtstromrückgang Teilausfälle (LED) Vergilben Linsen/ Glas/ Abdeckung Verschlechterung der Reflexion (Spiegel) Verschmutzung Zielfläche (Straße)

5 Warum Energieeffizienz - Kennzahlen für die Straßenbeleuchtung? A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden (unter ähnlichen Bedingungen: Einwohnerzahl, Straßenstruktur, Beleuchtungsniveau, Anwendung von Steuerungen) B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Wie effizient ist eine bestehende oder neue Anlage? Vergleich Altanlage und Neuanlage nach Modernisierung Variantenvergleich verschiedener Modernisierungsmöglichkeiten

6 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden Einteilung nach Einwohnerzahl (Beispiel) Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt > Ew bis Ew bis Ew < Ew Installierte Leistung [W] El. Arbeit (Energieverbrauch) [kwh pro Jahr]

7 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden Leistung [W] pro Einwohner 10,4 10,2 10,0 9,8 9,6 9,4 9,2 9,0 8,8 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 10,2 9,8 9,7 9,4 Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt el. Arbeit [kwh] pro Einwohner 57,9 43,4 41,2 43,8 Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt Großstadt > Ew Mittelstadt bis Ew Kleinstadt bis Ew Landstadt < Ew Angaben entsprechen Wert der mittleren Kommune (Median) Datenquelle: WIBERA, Benchmark Analyse zur Umfrage Straßenbeleuchtung eine kommunale Aufgabe im Wandel;

8 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 370,0 360,0 350,0 340,0 330,0 320,0 310,0 300,0 290,0 280,0 270,0 Leistung [W] pro Lichtpunkt 98,6 92,0 86,2 80,1 Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt el. Arbeit [kwh] pro Lichtpunkt 360,0 350,0 323,0 305,0 Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt Großstadt > Ew Mittelstadt bis Ew Kleinstadt bis Ew Landstadt < Ew Angaben entsprechen Wert der mittleren Kommune (Median) Datenquelle: WIBERA, Benchmark Analyse zur Umfrage Straßenbeleuchtung eine kommunale Aufgabe im Wandel;

9 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Leistung [kw] pro km Straße 3,2 2,8 2,1 2,1 Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt Großstadt > Ew Mittelstadt bis Ew Kleinstadt bis Ew Landstadt < Ew 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 el. Arbeit [MWh] pro km Straße 10,0 18 MWh (Schweiz) 10,7 12 MWh (Schweiz) 8,4 8,7 8 MWh (Schweiz) Großstadt Mittelstadt Kleinstadt Landstadt Angaben entsprechen Wert der mittleren Kommune (Median) Datenquelle 1: WIBERA, Benchmark Analyse zur Umfrage Straßenbeleuchtung eine kommunale Aufgabe im Wandel; 2010 Datenquelle 2: S.A.F.E. Schaffhauserstrasse Zürich

10 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden Stadt A Stadt B Stadt C Einwohner Lichtpunkte Installierte Leistung (W) 85 (92) 76 (92) 90 (80) pro Lichtpunkt Energieverbrauch (kwh) 234 (350) 202 (350) 306!! (323) pro Lichtpunkt Energieverbrauch (kwh) 25 (41) 28 (41) 40 (44) pro Einwohner

11 A) Effizienzvergleich von Städten und Gemeinden große Abweichungen noch oben hohes Beleuchtungsniveau hohe Verkehrsdichte/ Konfliktzonen keine/ geringe Nachtabsenkung frühes Einschalten/ spätes Ausschalten geringe Effizienz der Beleuchtung große Abweichungen noch unten geringes Beleuchtungsniveau starke Nachtabsenkung/ teilweise Ganzabschaltung spätes Einschalten/ frühes Ausschalten/ Sonntag früh kein Zuschalten aus Nachtabsenkung hohe Effizienz der Beleuchtung

12 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Kernfrage: Wie viel elektrische Leistung muss/sollte höchstens bereit gestellt werden, um ein bestimmtes Beleuchtungsniveau an einem bestimmten Ort (z.b. definierten Fläche Straße) zu erzeugen

13 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) Energieeffizienz-Indikator D P P E i A i i Systemleistung [mw] (berechneter) Wartungswert der mittleren horizontale Beleuchtungsstärke [lx] Größe der Teilfläche [m²] Anzahl der Teilflächen

14 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) Jahresenergieverbrauchs-Indikator D E P t j A m Systemleistung im Zeitabschnitt j [kw] Zeitabschnitt j, [h] pro Jahr beleuchtete Fläche [m²] Anzahl der Zeitabschnitte, in denen die Leistungen variieren

15 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) D P = 36W 2,14lx 2m 41m + 5,6lx 6,5m 41m mw = 21,6 lx m² 6 m 41 m E m = 5,6 lx E m = 2,14 lx 6,5 m 2 m

B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN 13201 Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) 36W *4200h kwh D E = = 0,43 2m 41m + 6,5m 41m m² 36W

16 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) 36W *4200h kwh D E = = 0,43 2m 41m + 6,5m 41m m² 36W 1700h + 18W 2500h kwh D E = = 0,35 2m 41m + 6,5m 41m m² pro Jahr pro Jahr mit Nachtabsenkung auf 50 % Leistung 6 m 41 m E m = 5,6 lx E m = 2,14 lx 6,5 m 2 m

17 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte DIN EN Teil 5(2015): Energieeffizienz (Stand März 2015) Es werden keine Werte der Indikatoren angegeben, die nach jetzigen technischen Stand erreichbar sind. Wie effizient ist eine bestehende oder neue Anlage? nein Vergleich Altanlage und Neuanlage nach Modernisierung ja Variantenvergleich verschiedener Modernisierungsmöglichkeiten ja

B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Leistungsgrenzwert und Leistungszielwert Beispiel: Grenz- und Zielwertkennlinie

18 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Leistungsgrenzwert und Leistungszielwert Beispiel: Grenz- und Zielwertkennlinie bei einer Straßenbreite zwischen 4 und 5 m für die streckenspezifische Anschlussleistung Leuchtdichte Referenzbeleuchtungsstärke Verhältnis 1 :

B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Verbrauchsgrenzwert und Verbrauchszielwert Broschüre

19 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Verbrauchsgrenzwert und Verbrauchszielwert Broschüre Energieeffiziente Straßenbeleuchtung Empfehlung Energiekennwerte: Grenz- und Zielwerte für Anschlussleistung und Energieverbrauch

20 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Beispiel Projekt 1 Projekt 2 Lichtpunkthöhe [m] 6 6 Lichtpunktabstand [m] Straßenbreite [m] 5 5 Installierte Leistung [W] Dimmung nein ja Em [lx] 5,07 5,14 Emin [lx] 1,53 1,25 IST Leistungswert [W/m] 0,88 2,17 zulässiger Leistungsgrenzwert [W/m] 2,00 2,02 Leistungszielwert [W/m] 1,44 1,46 IST Verbrauchswert [kwh/m *a] 3,70 6,38 zulässiger Leistungsgrenzwert [kwh/m *a] 6,87 6,94 Leistungszielwert [kwh/m *a] 4,94 5,

21 B) Bewertung der Energieeffizienz einzelner Projekte Effizienzkennzahlen Saena Wie effizient ist eine bestehende oder neue Anlage? ja Vergleich Altanlage und Neuanlage nach Modernisierung ja Variantenvergleich verschiedener Modernisierungsmöglichkeiten ja

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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