FG 03 Lichtmanagement

Das »Fachgebiet 03 »Lichtmanagement« befasst sich mit dem effizienten Betrieb der Beleuchtung. Dies beinhaltet sowohl die Betriebsmittel der Beleuchtung als auch die Ansteuerung der Lichtquellen für einen optimierten, energiesparenden Betrieb der Innen- und Außenbeleuchtung.

Der wachsenden Bedeutung des Themas Energieeffizienz in der Beleuchtung trug der TWA 2013 mit der Gründung des Fachgebiets »Betriebsgeräte und Steuerungen« Rechnung, das 2017 in »Lichtmanagemente« ungenannt wurde. Zwei Aspekte spielten dabei eine wesentliche Rolle: So benötigen Lichtquellen für einen energiesparsamen Betrieb zum einen effiziente Betriebsmittel. Daher werden immer mehr elektronische Vorschaltgeräte (EVG) eingesetzt. Der permanent zunehmende Einsatz von LED-Lichtquellen sorgt darüber hinaus für eine Ausweitung dieses Trends. Zum anderen lassen sich zusätzliche Energieeinsparungen durch intelligente Licht-Managementsysteme erzielen, die teilweise schon in intelligenten elektronischen Vorschaltgeräten integriert sind. So können LED-Leuchten beispielsweise gedimmt und unterschiedliche Farborte eingestellt werden.

Arbeitsgebiete

Leuchtmittel
Gegenstand der Tätigkeiten des Fachgebiets ist zum einen der effiziente Betrieb von Leuchtmitteln. Dies umfasst konventionelle Leuchtmittel wie Leuchtstofflampen, Hochdrucklampen bis hin zu LED Light Engines, OLEDs, Laserdioden und Hybrid-Lichtlösungen. Durch den optimalen Betrieb der Leuchtmittel am EVG lassen sich deren Wirkungsgrad und Lebensdauer verbessern.

EVGs
Weiterhin beschäftigt sich das Fachgebiet mit effizienten elektronischen Vorschaltgeräten. So zeichnet sich ein modernes EVG durch hohe Energieeffizienz kombiniert mit einem hohen Leistungsfaktor bei geringem Bauvolumen aus. Über 95% der EVG-Effizienz lassen sich mit modernen hocheffizienten Verstärkermodulen erreichen. So werden beispielsweise am Lichttechnischen Institut in Karlsruhe neue Halbleiterverstärker (SiC-Module) hoher Leistung optimiert und qualifiziert. Gleichzeitig setzt sich die Miniaturisierung der Baugröße der EVGs fort.

Intelligente EVGs
EVGs, die mit einem Prozessor intern geregelt werden, heißen intelligente EVGs. Durch den Prozessor lassen sie sich einfach steuern und regeln, sparen Energie und erlauben das Gestalten von Lichtstimmungen. Ein gezieltes Schalten kann beispielsweise die Lebensdauer einer LED-Leuchte erhöhen, indem die Temperatur der Leuchte durch einen Sensor überwacht wird. Bei zu hohen Temperaturen wird die LED-Leuchte ausgeschaltet oder herunter geregelt. Auch lässt sich die Helligkeit der Leuchte kontrollieren sowie ihr Betrieb via Datenschnittstelle steuern und überwachen. Neben drahtgebundenen Lösungen wie 0-10V und Powerline werden Funklösungen zur Kommunikation immer wichtiger.

Zuverlässigkeit von EVGs
Das Fachgebiet 03 befasst sich auch mit Fragen der Zuverlässigkeit von EVGs. Untersuchungen ergaben beispielsweise, dass für den Totalausfall von LED-Straßenleuchten zu über 50% ein schadhaftes EVG verantwortlich war. Bereits beim Entwurf eines EVGs kann auf geringe Ausfallraten hin entwickelt werden. Auch muss das EVG eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen. Dabei sind leitungsgebundene und Funk-EMV-Vorschriften zu beachten, die u. a. durch die internationalen Normen IEC/EN 61547 und 61000-3-2EC/EN geregelt werden.

Schalten, Steuern, Regeln
Untersuchungsgegenstand des Fachgebiets 03 sind auch Systeme zum Schalten, Steuern und Regeln der Beleuchtung. Unter Schalten versteht man das einfache Ein- oder Ausschalten einer Leuchte ohne Rückkopplung. Lichtmanagementsysteme erlauben das Steuern und Regeln einer Beleuchtungsanlage. Die Bedienung per Tastendruck oder der Abruf zuvor eingestellter Lichtszenen fallen unter den Begriff »Steuern«. Beim »Regeln« wird die Beleuchtung im Rahmen eines Rückkopplungssystems beispielsweise in Abhängigkeit von der Helligkeit, Uhrzeit oder Anwesenheit von Personen eingestellt. Beispiele dafür sind u.a. das Einschalten der Straßenbeleuchtung durch Beleuchtungsstärke-Sensoren. Als Reaktion auf die Messergebnisse von Helligkeitssensoren oder die Büro-Beleuchtung, die auf PID-Bewegungs-Sensoren reagiert. Bei der Steuerung von Leuchten werden die Signalübertragungsarten von drahtgebunden Systemen und Funksystemen untersucht.

Energieeffizienz und Beleuchtungsqualität
Licht-Management- und Kontrollsysteme, die auch den Energieverbrauch sowie den Status von Leuchtmitteln und Leuchten überwachen, werden für den Betrieb von Beleuchtungsanlagen immer wichtiger, da sie erhebliche Energieeinsparungen ermöglichen und gleichzeitig die Beleuchtungsqualität verbessern helfen. Der Einsatz von LED-Modulen bringt Änderungen der Betriebsweise von Leuchten mit sich, die auch das Lichtmanagement und die Wartung von Beleuchtungsanlagen betreffen. In bestimmten Anwendungen lässt sich bei gesteuertem Betrieb einer LED-Beleuchtungsanlage zusätzlich Energie einsparen und damit einen zusätzlichen Beitrag für den Klimaschutz leisten.

Publikationen
»Stellungnahme: Gutes Licht und Energieeffizienz«
»Wartungsfaktoren LED-Leuchten«

Weiterhin ist in Zusammenarbeit mit dem Expertenforum Außenbeleuchtung (EFA) die LiTG-Publikation 21:2004 »Schalten von Beleuchtungsanlagen im Freien« momentan in Bearbeitung.

Sprecher

Dipl.-Ing. Jörg Minerup, Trilux GmbH, Arnsberg

Mitglieder
Dipl.-Ing. Ulf Greiner-Mai, ö. b. u. v. Sachverständiger, Halle/ Weimar
Dipl.-Ing. Jochen Riepe, Electric-Special Photronicsysteme GmbH, Oldenburg