Auswirkungen der LED-Technik auf die Betriebs- und Instandhaltungskosten in der Straßenbeleuchtung

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1 Auswirkungen der LED-Technik auf die Betriebs- und Instandhaltungskosten in der Straßenbeleuchtung Jörg Bressem Ingenieurbüro für Stadtbeleuchtung Die Drift 1E D Rinteln Mail Mobil 0172/ Tel 05751/14525

2 Inhalt 1. Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Kontinuierliche Erneuerung Abrupte Umrüstung 2. Entstehen in Betrieb und Instandhaltung tatsächlich zusätzliche Vorteile? Kostenbestandteile einer EW-Modellstadt Störungsursachen bei konventioneller Technik LED-Störungsdefinition Störungsursachen bei LED-Technik Finanzielle Bewertung Zusammenfassung und Empfehlung 2

3 Anteil an LED-Straßenbeleuchtung 1. Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Kontinuierliche Umrüstung gemäß Substanzverzehr: 20 Jahre Betrachtungszeitraum Anteil an LED-Straßenbeleuchtung 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

4 Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Kontinuierliche Umrüstung gemäß Substanzverzehr 4

5 Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Komplette Umrüstung innerhalb von zwei Jahren 5

6 Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Komplette Umrüstung innerhalb von zwei Jahren 6

7 Wie kann unsere LED-Erneuerung zeitlich ablaufen? Komplette Umrüstung innerhalb von zwei Jahren 7

8 Ganzheitliche Betrachtung und gründliche Planung Umrüstung Investition Ablaufplanung Förderung Erneuerungsplanung Einsparpotentiale Analyse Bestand Straße Leuchtentyp Anzahl Leuchte Lampentyp Lampen Anzahl AW [W] AW gesamt [W] Energieverbrauch [kwh/a] Elbestr. PhilipsAEG Koffer HSE - 250W/E ,00 Schiffmann Chaussee PhilipsAEG Koffer HSE - 250W/E ,00 Ahornallee PhilipsAEG Koffer HSE - 250W/E ,00 Willi-Büchner-Str. PhilipsAEG Koffer HME - 125W/E ,36 Hermann-Hellweg-Str. PhilipsAEG Koffer HME - 125W/E ,68 Rheinstr. PhilipsAEG Koffer 70 6 HME - 80W/E ,44 Neue Leuchte AW neu je Leuchte W Leuchten AW Gesamt NEU Betriebsstunden h Energieverbrauch NEU [kwh/a] Einsparungen [kwh/a] Verringerung Anschlussleistung [W] Prozentuale Ersparnis Philips Luma1 60 LED's , , ,30% Philips Luma1 60 LED's , , ,30% Philips Luma1 60 LED's , , ,30% Philips MiniLuma 20 LED's , , ,34% Philips MiniLuma 20 LED's , , ,34% Philips MiniLuma 20 LED's , , ,21% 8

9 2. Entstehen in Betrieb und Instandhaltung zusätzliche Vorteile? Beispiel der Kostenbestandteile in einer Stadt Management und Organisation 20% 18% Steuerung 3% Dokumentation 29 % 11% Lager und Entsorgung Störungsaufkommen verändert sich 15% 4% Geplante Instandhaltung Lampengruppenwechsel entfällt Ungeplante Instandhaltung Unfälle, Schäden, Vandalismus Die LED-Technik hat Einfluss auf nur 34 % der Betriebs- und Instandhaltungskosten 9

10 Störungsaufkommen und Ursachen Beispiel anhand einer Einwohner-Stadt 350 Gesamt: 822 Störungen jährlich mit konventioneller Technik

11 Was ist eine Störung? Grafik: ZVEI-Leitfaden Planungssicherheit in der LED- Beleuchtung, November 2013 Akzeptable LED-Einzelausfälle Inakzeptable partielle LED- Ausfälle Totalausfälle Ursache: Ausfall des Treibers oder des LED-Moduls 11

12 Grundüberlegungen und Anhaltswerte Auch nach Komplettumrüstung wird am 4-jährigen Wartungsrhythmus nach DGUV V3 festgehalten Reinigung der Leuchten, Sichtprüfung Tragsystem, elektrische Sicherheit usw. LED-Lebensdauer bei 90 % Lichtstrom: Stunden; entspricht etwa 25 Jahren Straßenbeleuchtungsbetrieb LED-Modulwechsel aufgrund abnehmendem Lichtstroms fallen innerhalb der Nutzungszeit der Leuchte nicht an Richtwert für den Ausfall von LED-Treibern: 0,2 % bei Betriebsstunden Quelle: Dr. Slabke, U.: LED Lebensdauertag Alterung von LED-Lampen, Leuchten und Komponenten, Seminarunterlagen, 2015 Wahrscheinlichkeit für den Ausfall von LED-Modulen: 0,01 % bei Betriebsstunden Quelle: Dr. Kling, R.: LED-Straßenbeleuchtung in Einsatz Betriebssicherheit und Lebensdauer, Karlsruher Institut of Technology,

13 Störungsaufkommen und Ursachen Prognose: Störungsursachen einer Einwohner-Stadt 160 Gesamt: 532 Störungen jährlich mit LED-Technik

14 Finanzielle Bewertung der technischen Unterschiede Anzahl/a Lohn Material Gruppenwechsel konventionell entfällt Wartung bleibt Störungen in der konventionellen Technik Lampenwechsel Zündgeräte Vorschaltgeräte Summe Störungen in der LED-Technik Treiber LED-Modulwechsel Summe Kostenreduzierung aus Störungen

15 Einsparungen bei Betrieb und Instandhaltung Prognose der zukünftigen Kostenbestandteile nach kompletter LED- Umstellung Management und Organisation 20% 18% Steuerung Dokumentation 3% Lager und Entsorgung 26% 10% 4% 11% Geplante Instandhaltung Reduzierung aus geplanter Instandhaltung Reduzierung aus ungeplanter Instandhaltung Ungeplante Instandhaltung Unfälle, Schäden, Vandalismus 3 % 5 % 15

16 Zusammenfassung und Empfehlung Erneuerung und Energieeinsparung: Bei gängigen Amortisationszeiten von 5 bis 8 Jahren gibt es im Zinstief wenig Gründe, die Haushaltsstelle Straßenbeleuchtung nicht sofort zu entlasten Betrieb und Instandhaltung: Das Störungsaufkommen reduziert sich um etwa 35 Prozent Die Einsparungen in den gesamten Betriebs- und Instandhaltungskosten liegen unter zehn Prozent Zukünftig werden Treiber statt Lampen gewechselt Dem Technologierisiko kann mit einer 10-jährigen Gewährleistung für Materialersatz und ggf. Montage begegnet werden 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Jörg Bressem Ingenieurbüro für Stadtbeleuchtung Die Drift 1E D Rinteln Mail Mobil 0172/ Tel 05751/14525 Bestandsaufnahme und Analyse LED-Erneuerungsplanung Einsparpotentiale Investition und Amortisation Fördermittel Ausschreibung von Bau, Wartung und Entstörung Ausschreibung von Betrieb und Erneuerung Betriebsorganisation

18 Anhang Untersuchung in Hannover zur DIN EN Quelle: Matthias Rogalla von Bieberstein: Erstellung eines technischen und zeitlichen Planungskonzeptes zur Umstellung der Straßenbeleuchtung Hannovers auf LED-Technik, Bachelorarbeit, Fachhochschule Bielefeld, Februar