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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Es rechnet sich - Einsparpotential von Präsenz- und Bewegungsmeldern bei LED-Leuchten

LED-Leuchten setzen sich immer mehr durch und werden in Zukunft in fast allen Bereichen der Standard sein.

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Mit dieser Technologie taucht der Gedanke auf, dass die sparsamen Halbleiter den Energieverbrauch so stark reduzieren, dass sich eine bewegungs- oder tageslichtabhängige Regelung nicht mehr lohnt. Doch auch bei der LED-Beleuchtung ist das Energie-Einsparpotential durch Bewegungs- und Präsensmelder nicht zu unterschätzen.

Bereits 1962 wurde die LED (light-emitting diode, lichtemittierende Diode) entwickelt, doch erst 30 Jahre später kam sie nach einer deutlichen Verbesserung der Lichtausbeute auf dem Leuchtenmarkt an. Lange galt das LED-Licht als „kalt“ und die Lichtausbeute als zu schwach, um die Leuchtstoffleuchten abzulösen. Doch die Hersteller nahmen sich dieser Herausforderung an und entwickelten Systeme, die den gängigen Modellen in nichts nachstehen. Seit einigen Jahren zeichnet sich nun deutlich der Durchbruch der LED in der Beleuchtungstechnik ab, der Markt boomt. Die Vorteile gegenüber Leuchtstofflampen sind überzeugend: LEDs sind langlebiger und benötigen weniger Strom, sie ermöglichen Leuchten in wesentlich kleineren Abmessungen und können je nach Zusammensetzung ein breites Spektrum an Farben abdecken.

Mit der verringerten Leistungsaufnahme bei der Verwendung von LED-Technik sinkt auch die mögliche Energie- und Kosteneinsparung durch Bewegungsmelder. Der Umfang der Ersparnis allein durch die Verwendung von LEDs wird jedoch deutlich überschätzt, denn die Angaben müssen in Relation gesetzt werden: Die viel beworbene mögliche Energiereduktion von 80 bis 90 % lässt sich sicherlich im Vergleich mit Glühlampen erzielen, jedoch nicht mit Leuchten, die heute im kommerziellen Bereich eingesetzt werden.

Wenn zeitgemäße und energieeffiziente Leuchtstoffleuchten mit LED-Leuchten verglichen werden, so ergeben sich sehr unterschiedliche Ergebnisse. Wichtig ist hier, LED-Leuchten mit dem identischen Lichtstrom zu vergleichen. Je nach Qualität und Preis resultieren dann große Unterschiede. Im unteren Qualitätsbereich finden sich Energieeinsparungen im einstelligen Prozentbereich – oder die LED-Verbrauchsbilanzen sind sogar schlechter. Im obersten Qualitätsbereich lassen sich Einsparungen schon im Bereich von bis zu 25 % erzielen. Bei weniger energieeffizienten Leuchtstofflampen ergeben sich noch größere Einsparungen. In der Zukunft werden sich diese Werte noch erhöhen, sie werden aber auch an ihre wirtschaftlichen und technischen Grenzen stoßen.

Amortisationszeiten

Die Ersparnis mit Präsenz-/Bewegungsmeldern ist prozentual zum Verbrauch gesehen bei allen angeschlossenen Leuchten gleich. Deswegen lohnt es sich, einen Blick auf die Amortisationszeit zu werfen, um herauszufinden, ob sich Einsatz der Melder zeitnah rechnet. Dabei ist die Kenntnis der Raumnutzung und des Nutzungsverhaltens dringend erforderlich, um eine verlässliche Prognose abgeben zu können. Denn: Die Amortisationszeiten für den Einsatz von Bewegungsmeldern sind – sowohl bei LEDs als auch bei Leuchtstofflampen – sehr von diesen Faktoren abhängig (Bild 1). In Bereichen mit viel Bewegung und wenig Tageslicht ist die Amortisationszeit deutlich länger als bei Räumen mit wenig Nutzung und vielen Fenstern. Auch ist in Arbeitsräumen das Einsparpotential oft größer als in Privaträumen, da die Menschen zu Hause mehr auf ihren Stromverbrauch achten. Bild 2 zeigt als Beispiel die tageslichtabhängige Beleuchtungssteuerung durch einen Präsenzmelder in einem Klassenzimmer; die entsprechende Amortisationsrechnung ist in Tabelle 1 aufgeführt.

Planung der optimalen Beleuchtungsregelung

Bei der Planung der optimalen Beleuchtungsregelung sind im Vorfeld viele Punkte zu beachten. Der Planer sollte die Gegebenheiten vor Ort wie zum Beispiel den Tageslichteinfall kennen sowie sich über die Nutzungsgewohnheiten, die durchschnittliche An-/Abwesenheit und die Anforderungen an die gewünschte Beleuchtungsstärke genau informieren. Abhängig von diesen und anderen Rahmenbedingungen ist der Einsatz von Meldern zu planen.
Durch den Einsatz der genau passenden Präsenz-/Bewegungsmelder an den optimalen Positionen können deren Anzahl und damit die Investitionskosten gering gehalten werden. Wie auch die LED-Technik wird die Meldertechnik ständig weiterentwickelt. Es gibt eine Vielzahl von Präsenz-/Bewegungsmeldern, die auf unterschiedliche Anforderungen optimiert sind, wie für große Höhen (optimal für Lagerhallen), mit ovalem Erfassungsbereich (passend für Flure), mit sehr sensiblem Sensor (für kleinste Bewegungen im Büroräumen), mit integriertem LED-Orientierungslicht (für kostensparende Zwischenbeleuchtung), mit Akustiksensor (passend für Toilettenräume) und viele weitere. Bei der Auswahl kann auch der Außendienst des Herstellers helfend zur Seite stehen. Durch den Einsatz von hochwertigen Präsenz-/Bewegungsmeldern mit einer großen und zuverlässigen Erfassung ist es möglich, die Investitionskosten gering zu halten, da weniger Geräte verbaut werden müssen.

Eines der wirtschaftlichsten Einsatzgebiete von Bewegungsmeldern sind große Flächen wie Lagerhallen. Dabei lassen sich oft Amortisationszeiten von einem halben Jahr und weniger realisieren, weil dort mit wenigen hochwertigen Meldern große Flächen abgedeckt werden können. Auch bei dem Einsatz der energieeffizientesten LED-Leuchten, die heute am Markt verfügbar sind, ergeben sich immer noch Amortisationszeiten von unter einem Jahr. Eine durchdachte Verteilung von Präsenzmeldern auf Haupt- und Nebengänge sorgt dafür, dass immer dort Licht erstrahlt, wo in dem Moment gearbeitet wird. Auch günstigere Slave-Präsenzmelder können den Erfassungsbereich der Master-Präsenzmelder erweitern.

Bei anderen sinnvollen Anwendungen, wie Schulklassenräumen, Fluren, WCs und ähnlichem, liegt die Amortisationszeit grob kalkuliert zwischen eineinhalb und zwei Jahren. Dabei können, abhängig von Fensterflächen, Oberlichtern, Nutzungsverhalten oder Anzahl der Arbeitsschichten, die Werte auch stark nach oben oder unten abweichen.

Zusätzliches Einsparpotential

Durch die Langlebigkeit von LEDs von 50 000 bis 100 000 h (im Gegensatz zu 10 000 bis 15 000 h bei Leuchtstoff- oder 1 000 h bei Glühlampen) sind Wartungskosten, die früher durch regelmäßige Lampenwechsel verursacht wurden, bei LEDs deutlich reduziert. Der Einsatz von Präsenzmeldern verlängert die Lebensdauer jedoch auch bei LED-Technik noch einmal. Ein weiterer großer Vorteil von LED-Lampen ist ihrer hohe Schaltfestigkeit. Auch erreichen sie sofort ihren vollen Lichtstrom. Im Gegensatz dazu brauchen Leuchtstofflampen, je nach Umgebungstemperatur, einen gewissen Zeitraum, um Ihre volle Helligkeit zu erreichen.

Die Schaltfestigkeit und der volle Lichtstrom führen zu einem zusätzlichen Einsparpotential mit Präsenzmeldern: bei Leuchtstofflampen wird empfohlen, eine Nachlaufzeit (die Zeit, die das Licht noch eingeschaltet bleibt, wenn keine Bewegung mehr erkannt wird) auf 15 bis 30 min zu setzen, um bei kurzzeitigem Verlassen des Raumes nicht verfrüht zu schalten und die Leuchten so nicht unnötig zu belasten. Bei LEDs muss keine Rücksicht auf Aufwärm- oder Abkühlphasen genommen werden. Deshalb ist es möglich, die Nachlaufzeit deutlich kürzer einzustellen.

Autor: J. Thölke

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

(Bild 1) Möglichkeiten zur Energie- und Kostenreduktion mit Präsenzmeldern (Quelle: B.E.G)

(Bild 2) Beispiel Klassenzimmer: Tageslichtabhängige Beleuchtungssteuerung durch einen Präsenzmelder (Quelle: B.E.G.)

Tafel {1} Beispielrechnung für ein Klassenzimmer

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