Status Quo der LED-Technologie

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1 Status Quo der LED-Technologie Silvio Benninghoff Segment Account Manager November 2012

2 Aspekte der 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

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

4 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

5 LED-Durchdringung je Segment/Applikation LL-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, 2011

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

7 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 8

8 LED in der Außenbeleuchtung LED Quecksilberdampfhochdruck Effizienzvergleich HQL - Beleuchtungstechnik veraltet LED - Beleuchtungstechnik aktuell Quecksilberdampfhochdruck LED HQL 50W (60W) / 1.800lm 20W / 2.000lm HQL 50W (60W) / 1.800lm 20W / 2.000lm - 66,7% HQL 80W (90W) / 3.800lm HQL 125W (137W) / 6.300lm (2xHQL 125W (274W) / lm) 29W / 2.900lm 41W / 4.300lm (57W / 5.900lm) - 67,8% - 70,1% - 79,2% Energie-Einsparung EUR p.a. Amortisation ca. 7-8 Jahre bei 25ct/kWh 4.000h p.a.

9 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

10 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

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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 Produktqualität Zukunftssicherheit LED-Modulen (Beispiel Mini Plattform) Spart Bis update Ab % 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

17 Nachhaltigkeit = geringe Lichtverschmutzung Lichtlenkung: Vergleich konventionell & LED

18 Individuen / Nacht Nachhaltigkeit = reduzierter Insektenanflug Feldstudie zum Vergleich moderner Leuchtmittel ,1 309, ,3 162, ,7 45,8 HQI-TS HCI-TT HCIEIP NAV-T70W LED 6000K LED 3000K Lampentyp Quelle: Ergebnisse einer Feldstudie in Tirol Dez Tiroler Landesumweltanwaltschaft & Tiroler Landesmuseen Betriebsgesellschaft m.b.h. 19

19 Städte lebenswerter machen Wo fühlen wir uns wohl und warum? Wo würden Sie sich lieber aufhalten? 20

20 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 LED in der Außenbeleuchtung Innovation Bewegtes Licht mit Lumimotion Licht nur dann wenn es gebraucht wird

22 LED in der Außenbeleuchtung Innovation Bewegtes Licht mit Lumimotion

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 Ambiente mit LED durch innovative Lösungen - von klassisch 25

25 Ambiente mit LED durch innovative Lösungen - bis modern 26

26 Die Evolution / LEDolution LED Leuchten sind dekorativ und effizient

27 Praxisbeispiel Ilsenburg Leuchtendaten: Alte Leuchte Mini Iridium LED Projekt: Leuchtenanzahl 100 Stück / Beleuchtungsdauer pro Jahr 4.050h Bestückung HPL 80W 16 LEDs 2.000lm Vorschaltgerät KVG EVG (CLOU) durchschnittlicher syst. Anschlusswert Beleuchtungsdauer pro Jahr 4.050h Energiebilanz: Energieverbrauch der Gesamtanlage Energieeinsparung 92 W 18 W Beleuchtungsklasse S kwh/jahr kwh/jahr 80% > 16t CO 2 p.a. (bei 550gCO 2 /kwh) Stromkostenersparnis pro Jahr

28 Praxisbeispiel LED Dingelstädt

29 Praxisbeispiel LED Nordhausen

30 Praxisbeispiel Kieselbronn Anlieger und Sammelstraßen mit LED Alternative 2012 Einbeck

31 LED Fußgängerüberweg DIN-gerechte Fußgängerüberweg mit LED in Hannover Einbeck

32 10 zentrale Punkte zur Beurteilung von LED- Lösungen 1. Stromverbrauch des Systems 2. Nutzlebensdauer des Systems 3. CO 2 -Ausstoß über die gesamte Lebensdauer 4. Montagefreundlichkeit und Modernisierbarkeit 5. Rückgang des Lichtstroms während der vorgegebenen Lebensdauer des Systems (Lösung: konstante Lichtabstrahlung) 6. Erzielbarer Mastabstand bei DIN-Beleuchtungsklassen S / ME usw. 7. Zusätzliche Funktionen wie Dimmen und Regelsysteme 8. Zuverlässigkeit der Partner 9. Lichfarbe & Farbwiedergabe 10. Subjektive Anmutung der Beleuchtung - Blendung 33

33 Kommunale Förderung Was wird gefördert? LED Außen- und Straßenbeleuchtung => Mindestens 60% CO ² Einsparung zur Altanlage LED Innen- und Hallenbeleuchtung => Mindestens 50% CO ² Einsparung zur Altanlage Wer wird gefördert? Kommunen und Verbände (100% kommunal) Betriebe und Einrichtungen (100% kommunal) Anlagen im Eigentum des Antragstellers Wie wird gefördert? Außenbeleuchtung Zuschuss: 20% (Materialwert, Installation) Mindestbetrag: => Mindestvolumen: Innen- und Hallenbeleuchtung Zuschuss: 40% (Materialwert, Installation) Mindestbetrag: => Mindestvolumen: Kumulierung von Fördermitteln ist zulässig (z. B. KfW), Eigenbeteiligung von mindestens 20% (Ausnahmen für finanzschwache Kommunen möglich) Antragsverfahren Laufzeit: Bearbeitung und Genehmigung: Projektträger Jülich PTJ

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