Mission Energie-Effizienz

Technik

Steinel. - Der weltweit rasant zunehmende Energiehunger zehrt immer kräftiger an den endlichen Reserven unserer fossilen Brennstoffe. Ein wesentlicher Faktor Energie zu sparen sind effiziente Beleuchtungssysteme.

26. August 2011

Neben effizienteren Geräten und Bauelementen setzen die Planer vor allen Dingen auf intelligente Systemsteuerungen. Im Bereich der Lichttechnik rückt immer mehr der Einsatz von LED-Leuchtmitteln und sensorgesteuerter Automation ins Zentrum der Überlegungen. Damit gehört die Zukunft innovativen Innenraumleuchten wie der RS Pro LED S1 von Steinel.

Um Licht automatisch in Abhängigkeit von Anwesenheit zu schalten, werden Sensoren benötigt. Es liegt nahe, hierfür Bewegungssensoren einzusetzen. Denn wo Menschen sind, da bewegt sich was. In der Praxis kommen hierbei grundsätzlich zwei Technologien zum Einsatz: Passive Infrarotsensoren (PIR) und Hochfrequenz-Sensoren (HF).

PIR-Sensoren reagieren auf eine Veränderung der Wärmestrahlung, die sie über ein optisches System empfangen. So eine Veränderung ergibt sich beispielsweise, wenn ein Mensch den Erfassungsbereich des Sensors betritt. Infolge ihres Wirkungsprinzips ist die Empfindlichkeit eines PIR-Sensors abhängig von den Temperaturverhältnissen der Umgebung, genauer: von dem Temperaturunterschied zwischen Umgebung und dem zu erfassenden Objekt. Ferner macht es bei diesen Sensoren einen großen Unterschied, ob man ihren Erfassungsbereich quer (tangential) durchschreitet oder sich auf den Sensor zu bewegt (radial). Systembedingt ist die Empfindlichkeit und damit die Reichweite bei einer radialen Bewegung wesentlich geringer. Die genannten Einschränkungen machen es schwer, die Funktion und damit den Einsatz von PIR-Sensoren präzise zu planen. Im Außenbereich ist dies von untergeordneter Bedeutung, sodass PIR-Sensoren hier problemlos eingesetzt werden können. Anders bei Innenräumen. Innerhalb von Gebäuden ist angesichts der Begrenztheit der Räume und ihres häufig unregelmäßigen Zuschnitts eine präzise und konstante Reichweite des Sensors wünschenswert. Daher hat der Sensorspezialist Steinel bereits früh die Entwicklung von Hochfrequenz-Sensoren forciert.

HF-Sensoren senden ein Kleinstleistungssignal im Mikrowellenbereich aus und werten das von der Umgebung reflektierte Echo aus. Da jede Bewegung von Masse innerhalb der Reichweite dieser Sensoren zu einer Frequenzverschiebung des Signals führt, können Personen, aber auch jede andere Bewegung unabhängig von ihrer Wärmestrahlung sicher erkannt werden.

Diese Technik zeichnet sich durch lückenlose Abdeckung des Erfassungsbereichs, sehr schnelle Ansprechzeit und nicht zuletzt gute Integrierbarkeit aus. Denn anders als PIR-Systeme benötigen HF-Sensoren kein Fenster zur Außenwelt und können daher hinter Abdeckungen oder Leuchtengläsern verborgen bleiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Reichweite in jeder Umgebung und jeder Bewegungssituation konstant bleibt und darüber hinaus elektronisch exakt regulierbar ist. Der Anwendungsbereich von HF-Sensoren beschränkt sich allerdings auf Innenräume, da ihr Funktionsprinzip für den Außenbereich ungeeignet ist.

Innerhalb von Gebäuden sind sie jedoch die erste Wahl. Und so sorgt auch bei der Innenraumleuchte RS Pro LED S1 ein HF-Sensor für effizientes Licht just in time. Neben dem anwesenheitsgesteuerten Schalten von Licht ist die Wahl des Leuchtmittels der zweite entscheidende Faktor für die Energiebilanz einer Lichtanlage. Zurzeit werden in vielen Leuchten Energiesparlampen eingesetzt, die aber bei häufigen Schaltwechseln – wie sie bei anwesenheitsgesteuerten Leuchten zwangsläufig sind – eine spezielle Ansteuerung erfordern, um eine signifikante Reduzierung ihrer Lebensdauer zu vermeiden. Zudem sind Kompaktleuchtstofflampen bezüglich der enthaltenen Schadstoffe problematisch. Die Zukunft gehört demnach zweifellos der Leuchtdiode. Moderne Power-LEDs bringen es auf eine Lichtausbeute von bis zu 200 Lumen pro Watt (lm/W) und übertreffen damit in ihrer Effizienz selbst Natriumdampf-Hochdrucklampen.

Mit der enormen Leistungssteigerung wurden die LEDs allerdings auch ein Stück heißer. Die hohen Ströme, die bei Volllast durch das Bauelement fließen, bewirken eine Erwärmung der sogenannten Sperrschicht. Wie bei Mikroprozessoren führen hohe Temperaturen bei Halbleiterchips jedoch schnell zu einem Ausfall oder zumindest zu einer geringeren Lebenserwartung.

Die RS Pro LED S1 ist daher mit der patentierten Active-Thermo-Control Steuerung ausgestattet. Dieses intelligente Temperaturmanagement-System sorgt dafür, dass die LEDs der Leuchte, die mit insgesamt 16 W nahezu die Helligkeit einer herkömmlichen 90 W- Glühlampe erreichen, auch bei Dauerbetrieb einen kühlen Kopf bewahren.

Die Kombination von State of the Art-Sensorsteuerung und intelligenter LED-Technik führt zu einer drastischen Verbesserung der Energieeffizienz.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verbraucht die Leuchte bei gleicher Lichtleistung bis zu 90% weniger Energie. Um die Effizienz in weitläufigen Raumsituationen zu optimieren, ist die Leuchte außerdem mit einem 868 MHz-Funk-Transceiver zur Vernetzung mehrerer Leuchten ausgestattet. Er erlaubt die bidirektionale Kommunikation und damit einen intelligenten Master/Master-Betrieb, in der die Leuchten sich in Gruppen gegenseitig steuern können. Ein Vorteil: Durch den Einsatz von Funktechnik ist dazu kein zusätzlicher Installationsaufwand erforderlich.

Erschienen in Ausgabe: 05/2011