Um genaue Aussagen über Einsparungen und Einsparpotentiale zu erhalten, bietet sich die Möglichkeit an, verschiedene Anlagensituationen mit einem Berechnungsprogramm zu berechnen und die Ergebnisse gegenüber zu stellen. Vorteil: Die Berechnung sind schnell durchgeführt und ein Ergebnis liegt schnell vor. Nachteil: Es liegen keine messtechnischen Daten der Altanlagen vor. Somit ist das Einsparpotential gegenüber einer Altanlage schwer zu ermitteln. In der Regel behilft man sich mit einem Lichtstromvergleich. Dieser Vergleich ergibt ein Einsparpotential von ca. 30% beim Austausch von Quecksilberdampfhochdrucklampen (HME) auf Natriumdampfhochdrucklampen (HSE/T). Nur ist diese Betrachtung richtig? Unserer Ansicht nach Nein, den der Minderungsfaktor durch das Alter der Altleuchten und die veraltete Lichttechnik werden nicht berücksichtigt. Das gleiche gilt für den Einsatz von LED-Leuchten.
Die bessere Lösung ist, Messungen durchzuführen. Genau das haben wir gemacht und sind zu erstaunlichen Ergebnissen gekommen. Aber der Reihe nach:
Die ursprüngliche Altanlage besteht aus einem Straßenstück von 160m Länge. Die Straßenbreite beträgt  10m, Parkstreifen auf beiden Seiten von je 2,5m und ein Gehweg beidseitig von 2m.
Acht Lichtmasten mit je 8m Lichtpunkthöhe (LPH) und einer Altleuchte mit einer Bestückung von 2x125W beleuchteten die Straße. Die Leuchten wurden gereinigt und mit neuen Leuchtmitteln versehen. Die Leuchtmittel wurden rund 300 Stunden eingebrannt. Auf der Straßenfahrbahn und auf dem Gehweg  wurden Messpunkte festgelegt und dauerhaft mit Markierungsfarbe markiert.

Bild 1, alte Leuchte 2 x 125W HME

 

Eine Messung der Altanlage ergab einen Mittelwert auf der Straße von exakt 11 Lux(lx). Da die gemessene Beleuchtungsstärke für die Ausleuchtung unserer Musterstraße als ausreichend betrachtet wurde, waren für uns diese 11lx ein Wert, der von allen neuen Leuchten mindestens zu erreichen war.

 

HME   Em= 11lx

 

Der Streckenabschnitt mit 8 Leuchten wurde aufgeteilt in zwei Abschnitte mit je  4 Leuchten. Der erste Abschnitt mit 4 Leuchten sollte mit LED-Leuchten ausgestattet werden, der zweite Abschnitt mit einer konventionellen Lampentechnik.
Wenn man einen Lichtstromvergleich angestellt hätte, müsste man im Bereich der konventionellen Bestückung ein Leuchtmittel mit ähnlichem Lichtstrom zur alten Beleuchtung wählen.
2x125W HME = 6.300lm x 2 = 12.600 lm
1x 150W HST = 15.000 lm
1x 100W HST = 10.000 lm

 

Bild 2, neue Leuchte, HST 100/70W, später HCI-T 100W


Die Wahl müsste auf die Natriumdampflampe 150W fallen. Hier läge die Einsparung in der Anschlussleistung bereits bei (274W/170W) 38%. Die fachmännische Abschätzung der Vorort-Situation zeigte jedoch, dass eine Bestückung mit HST 100W vollkommen ausreichend sein müsste.  Einsparung (274W/115W) 58%. Als Leuchte dient eine neue SR100 der Firma Siteco. Um annähernd gleiche Beleuchtungsverhältnisse zu schaffen, wählten wir für den zweiten Straßenabschnitt eine  LED-Leuchte mit hoher Lichtausbeute und einer Anschlussleistung von 67W bei 7.500lm Lichtstrom. Als Leuchten wählten wir die Leuchte Futurlux Head der Firma Swarco, die uns die Firma Swarco freundlicherweise für die Messungen zur

 

    Bild 3+4, LED-Leuchten Futurlux, Swarco 67W

 

Verfügung gestellt hat. Einsparung (274W/67W) 75%. Die Messergebnisse waren sehr überraschend.
Im Bereich der LED-Leuchtenstrecke lag der Mittelwert bei 12,6lx.


LED  Em= 12,6lx


Im Bereich der Leuchten mit Natriumdampflampen-Bestückung ergab sich ein Mittelwert von rund 30lx. Dieser hohe Wert im Vergleich zur alten Straßenbeleuchtung ist damit zu erklären, dass moderne Leuchten heute mit sehr effektiv arbeitenden Spiegeln das Licht direkt auf die Straße lenken. Die alten Leuchten mit HME-Lampen streuten das erzeugte Licht sehr stark.


HST 100W Em=30lx


Die hohen Messwert ließen und mutig werden.  Wir tauschten das Leuchtmittel HST 100W gegen eine HST 70W aus. Der Lichtstrom lag nunmehr bei 6.500lm. Selbst mit HST 70W lag der Mittelwert bei rund 20lx. Die Anschlussleistung betrug nur noch 83W. Einsparung (274W/83W) 70%.


HST 70W Em=20lx


Erstes Erkenntnis: Die theoretischen Einsparpotentiale sind in der Regel falsch, wenn man nur die Lichtstromwerte miteinander vergleicht. Bei Straßenbeleuchtungsanlagen der ME-Beleuchtungsklassen sind sehr hohe Einsparwerte mit LED-Leuchten als auch mit Leuchten mit Natriumdampflampenbestückung zu erzielen. Die Einsparungen können hier bis zu 70-75% betragen.
Zweite Erkenntnis: LED-Leuchten haben einen besonderen Vorteil. LED-Leuchten können auf einfache Art gedimmt werden. Das bedeutet in unserem Fall, dass wir den höheren Mittelwert der LED-beleuchtung auf den ursprünglichen Wert der alten Beleuchtung linear herunterdimmen kann. Die zusätzlichen Einsparungen sind annähernd linear zu Reduzierung. In unserem Fall könnte die LED-Leuchte um weitere 13% abgedimmt werden um den ursprünglichen Wert von 11lx zu erreichen. Die Anschlussleistung reduziert sich dadurch auf 59 Watt. Das bedeutet, dass das Einsparpotential mit der Beleuchtungsanpassung durch Dimmung bei (274W/59W) 79% liegt. Man beachte, dass diese Einsparwerte erzielt werden, ohne die ursprüngliche Beleuchtung zu reduzieren.   

 

Bild 5, die ersten drei Leuchten HCI 100W, danach 4 LED-Leuchten 67W


Auf eine Dimmung der Natriumdampflampen haben wir verzichtet, da der finanzielle Aufwand in keinen Verhältnis zum Ergebnis gestanden hätte. Statt dessen kam statt einer HST100W-Lampe eine HCI-T 100W-Lampe (Keramikbrennerlampe) zum Einsatz. Diese Lampe ist direkt am HSE-Vorschaltgerät betreibbar. Diese Lampe der Firma Iwasaki wurde uns von der Firma Hauber+Graf, Steinheim freundlicherweise zur Verfügung gestellt. Die Messergebnisse lagen sogar über der Natriumdampflampe. Als Mittelwert wurden 35lx ermittelt.


HCI-T 100W Em=35lx


Die Lampe ist somit eine Alternative zur Natriumdampflampe, aber mit weißem Licht. Vorteil der Natriumdampflampe ist dagegen die hohe Lebensdauer und gute Lichtstromstabilität.

 


Bild 6, Leuchte 1-4 LED, 5-8 HST, später HCI-T

 


Weitere Messungen werden folgen. Als nächste LED-Leuchten kommen Siteco, SL10 zum Einsatz, die uns von Siteco für unsere Messung zur Verfügung gestellt wurden.