Die Steuerung der Beleuchtung durch Tageslichtsensoren und Präsenzmelder verspricht Einsparungen beim Energieverbrauch. Dr. Sebastian Knoche, Abteilung für Research und Development bei TRILUX, wollte es genau wissen und hat im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts Repro-Light ein Jahr lang die Beleuchtungsdaten in der TRILUX Lehrwerkstatt gemessen und analysiert. Die Ergebnisse: Durch Präsenzerfassung sank der Energieverbrauch hier um fünf Prozent. Tageslichtsensoren ermöglichen eine Energieeinsparung von bis zu 26 Prozent und verlängern die Lebensdauer der LED um bis zu 37.000 Betriebsstunden. Und damit sind die Potenziale längst noch nicht ausgeschöpft.

Die Leuchten in der Lehrwerkstatt in Arnsberg wurden über das Lichtmanagementsystem LiveLink vernetzt und mit Sensoren zur Präsenzerfassung und Tageslichtsteuerung ausgestattet. Um den Einfluss der Sensoren auf den Energieverbrauch und die Lebensdauer zu untersuchen, wurden die Leuchten ein Jahr lang über den TRILUX Cloud-Dienst überwacht und die Daten an insgesamt 261.000 Zeitpunkten erfasst. Das Ziel: ein mathematisches Modell entwickeln, mit dem sich die Einsparungen durch die Sensoren präzise hervorsagen bzw. quantifizieren lassen. Anhand dieser Formeln können TRILUX Kunden die Vorteile, die ihnen ein sensorgesteuertes Lichtmanagementsystem bietet, bereits im Vorfeld sehr präzise kalkulieren.

Der Energieverbrauch der Beleuchtung hängt von der Tageszeit, dem Wochentag und dem Jahresverlauf ab. Tageslichtsensoren steuern exakt die Lichtmenge zum Sonnenlicht hinzu, um ein bestimmtes Beleuchtungsniveau zu erreichen. Die Fallstudie zeigt: Die in der Lehrwerkstatt gemessene Dimmkurve korreliert mit dem Höhenwinkel der Sonne im Jahresverlauf. Beeinflusst wird das Ergebnis unter anderem von der geografischen Breite (aufgrund des abweichenden Sonnenwinkels) und der Einsatzzeit der Leuchten. Bei klassischen Office-Anwendungen in Deutschland mit einer Arbeitszeit von 9 bis 17 Uhr beträgt das Einsparpotenzial so allein durch Tageslichtsensoren bis zu 26 Prozent.

Zusätzlich schaltete der Präsenzmelder die Beleuchtung in der Lehrwerkstatt während der Arbeitszeit im Durchschnitt 21 Minuten pro Tag aus. Das entspricht einem weiteren Einsparpotenzial von fünf Prozent. In Bereichen mit einem geringeren Publikumsverkehr fallen die Einsparungen deutlich höher aus.

Lebensdauer – um bis zu 37.000 h verlängert

Weniger Leistung am LED-Vorschaltgerät bedeutet eine geringere Durchschnittstemperatur am LED-Chip. Die Fallstudie belegt, dass die Tageslichtsensoren die Lebensdauer einer LED auf diese Weise von 50.000 h auf bis zu 87.000 h steigern. Die Höhe des Effekts hängt dabei – analog zu den Energieeinsparungen – von der Einsatzzeit der Beleuchtungsanlage ab. Selbst bei einem Rund-um-die-Uhr-Betrieb verlängert sich die Lebensdauer der LED durch Tageslichtsensoren noch um 18.000 h.

Forschung für eine nachhaltigere Gesellschaft

Ein weiteres Forschungsthema, mit dem sich Dr. Sebastian Knoche derzeit innerhalb des Repro-Light Projektes beschäftigt, ist unter anderem die Verbesserung der Materialeffizienz von LED-Leuchten im Rahmen einer umfassenden Life Cycle Analyse. Neben den Energie-Ressourcen ist der verantwortungsvolle Umgang mit Material-Ressourcen ein wichtiger Ansatzpunkt für eine nachhaltigere Gesellschaft. Das Repro-light Projekt läuft noch bis September dieses Jahres.

Alle Ergebnisse der Studie zum Thema Lichtmanagement können Interessierte hier nachlesen: 

S. Knoche, Data Analytics in connected lighting systems – case study, LpS 2019 conference proceedings 

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