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Post on 09-Oct-2019
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Lichtmanagement und mehr…Stadt Chur
Andreas Scherer B.Sc.
Entwicklung LED-Leuchten
Adolf Schuch GmbH
1
Sanierung bisher ca. 2500 LED-Leuchten mit
LIMAS (LIchtMAnagementSystem)
Lichtmanagement und mehr…Stadt Chur Andreas Scherer Adolf Schuch GmbH 2
Istzustand vor der Sanierung
Unterscheidung nach Leuchtmitteln• 2.500 Leuchten mit HQL für Quartier- / Nebenstrassen• 950 Leuchten mit NaH (gelbes Licht) für Hauptstrassen
Alter der Leuchten • 60-75 % zwischen 20-30 Jahre (ø Lebenserwartung Leuchten 25 Jahre)
Steuerung• Ganz-/Halbnachtsteuerung Rundsteuerung • (jede 2-te Leuchte wird ausgeschaltet schlechte Ausleuchtung)
Energieverbrauch und Kosten Beleuchtung (120 km beleuchtete Straßen)• 4.100 Leuchtpunkte installierte Leistung ca. 600 kW• 2.7 GWh (≙ 600 Haushalte)• Betriebskosten von rund 500.000,- CHF/a
Lichtmanagement und mehr…Stadt Chur Andreas Scherer Adolf Schuch GmbH 3
Quelle: IBC Chur
Aufteilung Leuchtmittel vor der Sanierung
1%
3%7% 2%
64%
23%
LED Glühlampen
Leuchtstofflampen Halogen-Metalldampflampen
Quecksilberdampflampen Natriumdampflampen
Lichtmanagement und mehr…Stadt Chur Andreas Scherer Adolf Schuch GmbH 4
Quelle: IBC Chur
<<1%
3%
1% 2%
59%
35%
LED Glühlampen
Leuchtstofflampen Halogen-Metalldampflampen
Quecksilberdampflampen Natriumdampflampen
Aufteilung Energieverbrauch Leuchtmittel
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Quelle: IBC Chur
Anforderungen an die LED-Leuchten
• Gute Ausleuchtung insbesondere in kritischen Zonen (Fussgänger-/Grünstreifen)
• Modularer Aufbau, gutes Temperaturmanagement• ausgereifte Steuerungstechnik / Sensorik • einfaches Leuchtenhandling und Montage• Hohe Lieferantenperformance• Akzeptanz der Leuchten in der Bevölkerung• Hohe Energieeffizienz (lm/W)• Begrenzung der Lichtverschmutzung (Streulicht, Blendwirkung)• Leuchteneignung für verschiedenste Beleuchtungsaufgaben,
Mastdurchmesser, Lichtpunkthöhen und Ausleger
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Datenbestandserhebung Chur
Koordinaten
Energieversorgung
Lichtpunkthöhen
Leuchtenbauart
Betriebsstunden
Bewegungszähler
Firmwareversion Controller
Energiedaten
Fehlermeldungen
Leuchtenbezeichnung
Seriennummer
Generation LED-Modul
Datum der Herstellung
Leuchtmittel Anzahl
Leuchtenleistung
Lichtstrom
LED-Strom
Anzahl LED Module
LED-Board Typenbezeichnung
Überspannungsschutz
Betriebsspannung
Steuerungstyp
Seriennummer Steuerung
Bezeichnung Vorschaltgerät
Optikbezeichnung
Lichtfarbe
Fertigungsauftragsnummer
GIS-Daten
Betriebswerte
LeuchtendatenBeleuchtung
Chur
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Kostenzusammenstellung Gesamtsanierung mit
LED-Leuchten und LIMAS
Positionen Gesamtkosten [CHF] Kosten/a bei 5 Jahren [CHF]
1. Leuchtenlieferung und Montage 2.860.650 572.130
2. Anpassung Ausleger 167.448 33.490
3. Kandelaber 1.208.820 241.764
4. Ergänzungen Fussgänger,- und Grünstreifen 1.196.180 239.236
Gesamtkosten 5.433.098 1.086.620
Investitionen 5.4 Mio CHF energetische Sanierung 8-12 Jahre
Lebensdauer LED-Leuchten > 20 Jahre (L80B10) Ausfall LED-Leuchten nach 20 Jahren max. 10% (EVG)
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Quelle: IBC Chur
Prognosen Sanierungseffekte mit LED-Leuchten
und LIMAS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
HQL LED (als Ersatz HQL)
Installierte Leistung [kW]
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
HQL LED (als Ersatz HQL)
Energieverbauch [kWh/a]
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
HQL LED (als Ersatz HQL)
Energiekosten [CHF/a]
Kosteneinsparspotential mit
LED ca. 210.000 CHF/a
ohne „Light on Demand“
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Quelle: IBC Chur
Aufbau einer LED-Straßenleuchte mit LIMAS
DALI
DALI
N
Netzanschlussklemme 230 VAC
Funk-Antenne
IR-
Sensor
LED-Modul mit Optik
Gehäuse
LMS-
Controller
LN´
L´
LED-Betriebsgerät
DA
LID
ALI
LED+
LED-
N L
NL
Überspannungsschutz
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Elektroblock in einer LED-Leuchte mit LIMAS
Überspannungsschutz 10kV
LIMAS-Controller
EVG
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Zugriff "im Feld" via Funk mittels Tablet-PC und USB-Stick (Dongle)
2.4 GHz Band
Automatische organisiertes Mesh-Netzwerk
Übergreifende AES 128Bit
Verschlüsselung +PIN-Code Schutz
Kommunikationsverlauf Lichtmanagement Straße
IR/Radar
IR/Radar
IR/Radar
Befehlsweitergabe
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Dynamisches Vorausleuchten100%
20%
100%
100%
20%
Leuchten dimmen auf voreingestellten Minimalwert derBeleuchtungsstärke herunter, wenn keine Bewegung erkannt wird
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• ca. 80-150m in der Stadt bis max. 300m im freien Feld pro Steuergerät
• Weiterhin hängt die Systemreichweite von der geografischen Verteilung der
einzelnen Steuergeräte ab.
Reichweitenabdeckung des Systems mit USB-Dongle
Standort PC 1 mit USB-Dongle
und „Ringtopologie“
Standort PC 2 mit USB-Dongle
und „Reihentopologie“
Mischformen der Topologien
möglich! Max. 250 Leuchten
pro USB-Dongle
steuerbar.
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• ca. 80-150m in der Stadt und 300m im freien Feld pro Steuergerät/Gateway
• Mit einem Gateway können mehrere Netzwerke kombiniert werden. Somit ist die
Reichweite und Anzahl der Leuchten theoretisch nicht begrenzt.
Reichweitenabdeckung des Systems mit Gateway
Standort Gateway 1
und „Ringtopologie“ max.
250 Leuchten pro Gateway
Standort Gateway 2 mit
„Reihentopologie“ max.
250 Leuchten pro Gateway
Bei Gatewaylösung
(Internet) können
beide Netzstandorte
verknüpft/gesteuert
werden!
Mischformen der
Topologien
möglich.
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Kommunikationsverlauf LIMAS mit Gateway
Netzwerk, Internet
Gateway Einbau in Schaltschrank
PCZentrale Steuerung, Überwachung und Kontrolle über Lichtmanagementsoftware
Ethernet o. Mobilfunk
Control (Server)• Sammelt Daten der Access
Points• Überwacht und Kontrolliert das
System
Straßen mit je max. 250 Leuchten mit SLC-Controllern pro Gateway
Ethernet o. Mobilfunk
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Anzeige Leuchtenpositionen Halle
Positionsübersicht der Leuchten in den Steuerungssoftware
Zugriff auf Geodaten von Internetdienst OpenStreetMap
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Betriebsdaten auslesen Straßenleuchten
Anzeige des Energieverbrauches,
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Betriebsdaten auslesen Straßenleuchten
Eingesparte Energie,
Anzeige des Energieverbrauches,
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Betriebsdaten auslesen Straßenleuchten
Anzeige des Energieverbrauches,
Eingesparte Energie,
Betriebszeit,
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Betriebsdaten auslesen Straßenleuchten
Anzeige des Energieverbrauches,
Eingesparte Energie,
Betriebszeit,
Strom und Spannung der LED-Module
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Darstellung der Leuchtenstandorte in Chur
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Energiedaten auswerten / anzeigen
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Leuchtenkonfiguration Betriebsmodus-Manager
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