Sichere Straßenbeleuchtung

Auch wenn LEDs keine Wärmestrahler sind, entsteht auch bei diesen Lichtquellen Wärme, wenn Energie in Licht umgewandelt wird. Für einen sicheren und effizienten Betrieb muss diese Wärme zuverlässig über die Platine und das Leuchtengehäuse abgeführt werden. Hohe Temperaturen gehen zu Lasten der Lebensdauer und der Lichtausbeute. Herstellerangaben zu Lichtströmen und Lebensdauer beziehen sich daher stets auf einen bestimmten Betriebstemperaturbereich.

Die Temperatur der Leuchte lässt sich genau messen. (Bild: Tridonic)Einfache Lösung birgt Gefahrenpotenzial
Eine einfache Möglichkeit, LEDs ausschließlich im empfohlenen Temperaturbereich zu betreiben, bietet die Temperaturüberwachung von Treiber und LED-Modul mittels Überwachungskomponenten (NTC – Negative Temperature Coefficient). Bei Einhaltung der Betriebstemperatur lassen sich die erwartete Lebensdauer und die geforderte Beleuchtungsstärke sicherstellen. Überschreitet die Temperatur aber den Betriebsbereich, wird die Beleuchtungsstärke zum thermischen Schutz häufig automatisch durch Dimmen abgesenkt. Dabei bleibt außer Acht, dass die Leuchten für eine bestimmte Beleuchtungsstärke geplant und ausgelegt wurden und laut Norm auch ein bestimmtes Beleuchtungsniveau in der Anwendung einzuhalten ist. So führt die Temperaturüberwachung mit integrierter Rückkopplung in einen lichttechnisch unsichereren Zustand, mit Risiken für die Nutzer. Auch wenn dieser aktive Temperaturschutz in vielen Ausschreibungen gefordert wird, sollte diese einfache Lösung nicht die erste Wahl sein.

Fokus Licht für mehr Sicherheit
Hauptaufgabe der Straßenbeleuchtung ist es, alle Verkehrsteilnehmer – Fußgänger, Radfahrer und motorisierte Personen – bei Dunkelheit vor Schäden an Leib und Leben zu bewahren. Dazu leistet eine ausreichend helle und auf die Verkehrssituation abgestimmte Straßenbeleuchtung einen wichtigen Beitrag. Die europäische Norm DIN EN 13201 beschreibt Gütekriterien für die Straßenbeleuchtung, wie Beleuchtungsstärken, Blendfreiheit, Farbwiedergabe und die Verteilung der Leuchtdichte. Dabei sind die Qualitätsanforderungen an die Straßenbeleuchtung umso höher, je größer das Sicherheitsrisiko für die Verkehrsteilnehmer ist. Dies wird bestimmt durch die jeweilige Verkehrssituation und die Anzahl sowie die Geschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer. Eine unzureichende Beleuchtung erhöht die Unfallgefahr deutlich.

Straßenbeleuchtung muss höchste Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer gewährleisten. (Bild: Tridonic)Eine durchdachte Lichtplanung stellt die normgerechte Straßenbeleuchtung jederzeit sicher. Bei Dunkelheit werden die verschiedenen Verkehrsflächen bedarfsgerecht ausgeleuchtet, abgestimmt auf die unterschiedlichen Nutzer und auf das Verkehrsaufkommen. Die Lichtplanung muss auch die inzwischen häufig praktizierte Nachtabsenkung der Beleuchtung einbeziehen, die zusätzliches Einsparpotenzial erschließen kann. Dazu bedarf es einer genauen Analyse der nächtlichen Verkehrssituation, und es darf nicht zu Lasten der Sicherheit gehen.

Ein schnelles Absenken des Lichtniveaus bei thermischem Stress, ohne Rücksicht auf die Höhe des Verkehrsaufkommens, gefährdet die lichttechnisch sichere Situation und birgt ein erhöhtes Gefahrenpotenzial. Dies geht zu Lasten der Verkehrsteilnehmer und im Schadensfall auch zu Lasten der verantwortlichen Entscheider und Planer.

Alternative zum Absenken des Lichtniveaus
Beleuchtungsexperten von Tridonic sehen das Dimmen als Überhitzungsschutz bei zu hohen Betriebstemperaturen unter sicherheitstechnischen Aspekten kritisch. Sie verweisen auf die Möglichkeiten, Komponenten und das gesamte Beleuchtungssystem so auszulegen und an den Einsatzort anzupassen, dass eine Überhitzung gar nicht erst auftritt. Im europäischen Raum ist dieser Lösungsansatz dank der herrschenden moderaten Umgebungstemperaturen zu jeder Zeit möglich.

Umfangreiche Applikationsunterstützung
Leuchtenhersteller legen ihre Leuchten für entsprechende Temperaturen und Lichtintensität aus, angepasst an den geplanten Einsatzort und die dort herrschenden Einsatzbedingungen. Tridonic bietet den Herstellern für die genannten Parameter umfangreiche Testservices in hauseigenen Labors und stellt die Ergebnisse anschließend zur Verfügung. Diese Transparenz ermöglicht es, jede Beleuchtungsaufgabe exakt an die Anforderungen anzupassen und die beste Kombination aus den einzelnen Komponenten zu finden.

Dennoch lohnt es sich, elektronische Komponenten auch weiterhin mit Temperatursensoren auszustatten. Deren Hauptaufgabe besteht in der Datenerfassung. Die erfassten Daten geben Auskunft über tatsächlich herrschende Temperaturen im Leuchtenkopf und erlauben es, die Ausführungsqualität zu beurteilen und rechtzeitig Wartungsmaßnahmen zu veranlassen, damit die prognostizierte Lebensdauer auch erreicht wird.
Außerdem sind die Daten hilfreich, wenn es um Nachrüstungen in Leuchten geht – beispielsweise für die Einbindung in das Internet der Dinge. Dazu müssten noch weitere elektronische Sensoren integriert werden, die wiederum Wärme erzeugen.

Ein hoher Betriebstemperaturbereich verhindert einen Betriebsausfall der Leuchten. (Bild: Tridonic)Auch Temperaturüberschreitungen beherrschbar
Kommt es durch außergewöhnliche Umstände doch zu einer kurzzeitigen Erhöhung der Betriebstemperatur, sorgen heute der weite Betriebstemperaturbereich und die einkalkulierten Reserven elektronischer Komponenten dafür, dass es bei einer Überschreitung nicht zu einem Betriebsausfall kommt. Piotr Dudek, Segment Manager Outdoor and Industry: „Bevor wir einen lichttechnisch unsicheren Zustand riskieren, legen wir unsere Komponenten so robust aus, dass sie thermischen Stress kurzeitig vertragen. Die dabei möglichen Einbußen bei der Lebensdauer bewegen sich im einstelligen Prozentbereich. Das gesamte Beleuchtungssystem und die Nutzer des jeweiligen Verkehrsraums profitieren jedoch von einer erheblich höheren Sicherheit.“

Handlungsempfehlung
Kommunen, Stadtverwaltungen und Lichtplaner können selbst einen großen Beitrag zur Sicherheit ihres Beleuchtungssystems leisten, denn Sicherheit im öffentlichen Raum ist oberstes Gebot. Dies beginnt mit dem Vergleich der thermischen Daten von den einzelnen Leuchtenherstellern und schließt auch spezielle Wartungsroutinen ein, die je nach Situation in festen oder bedarfsorientierten Intervallen erfolgen müssen. Es empfiehlt sich, schon in den Leistungsbeschreibungen entsprechende Beleuchtungsstärken und einzuhaltende Temperaturen über die gesamte Lebensdauer zu fordern. Zukünftig sollte neben der Leistungsaufnahme oder dem Dimm-Level auch die Temperatur pro Lichtpunkt erfasst und regelmäßig ausgewertet werden.

Bilder: Tridonic