Überdachungssysteme

Schluss mit der Dunkelheit: Moderne LED-Beleuchtung in Überdachungssystemen

Haltestelle mit innovativer LED-Beleuchtung
Geschrieben von Redaktion

Die dunkle Jahreszeit naht mit großen Schritten – und mit ihr die schlechten Sichtverhältnisse. Helles Licht und eine gute Ausleuchtung sind gerade in Wartebereichen, an vielbefahrenen Straßen oder direkt an den Gleisen zur Straßenbahn ein Muss. Unfälle, die auf einen Mangel an Licht zurückzuführen sind, stehen an der Tagesordnung. Das müsste und sollte nicht sein. Mit moderner und effizienter Beleuchtung mit LEDs wollen wir für mehr Sicherheit im Straßenverkehr sorgen. Das ist insbesondere in der Gemeinde Reichshof ein aktuelles Thema. Hier gibt es rund 200 Bushaltestellen, viele davon in der offenen Landschaft. Keine Straßenleuchte, kein Stromanschluss – das bedeutet vor allem in der dunklen Jahreszeit schlechte Sichtbarkeit und Gefahr. Studenten vom Gummersbacher Campus der Technischen Hochschule Köln haben sich dieser Problematik angenommen und kürzlich ihre Projektarbeit „Autarke solare Beleuchtungseinheit“ im Reichshof-Mittelagger vorgestellt. Die Pilotanlage rückt das dortige Buswartehäuschen ins rechte Licht.

Das Labor für Analog- und Optoelektronik der Technischen Hochschule Köln, Campus Gummersbach, kooperiert seit vielen Jahren erfolgreich mit der Firma WSM in Waldbröl, die Wartehallen, Wohncontainer, Schaukästen und viele andere Produkte herstellt. So konnten schon zusammen LED-beleuchtete Schaukästen entwickelt werden. Diese Zusammenarbeit kann nun auch auf den Bereich der Beleuchtung von Wartehallen oder allgemeiner ausgedrückt auf Überdachungssysteme ausgeweitet werden.
Die gesamte autarke solare Straßenleuchte wurde durch die TH konzeptioniert, installiert und messtechnisch überprüft. Unbeleuchtete Bushaltestellen stellen, wie schon erwähnt, ein erhöhtes Gefahrenrisiko dar. In der Gemeinde Reichshof ereignete sich in der Vergangenheit ein schwerer Verkehrsunfall mit einem Schulkind. Aufgrund dieses Ereignisses entstand die Idee einer vom öffentlichen Stromnetz unabhängigen (autarken) Beleuchtung von Bushaltestellen. Die Vorarbeit für dieses Projekt begann bereits 2014 durch eine lichttechnische Vermessung von Bushaltestellen im Reichshof. Im Jahre 2015 wurde dann alles installiert und abgeschlossen. Die von uns beleuchtete Bushaltestelle befindet sich in Reichshof-Mittelagger, Eckenhagener Straße 4, in 51580 Reichshof.

Aufgabenstellung und Konzept

Im Rahmen des Wahlpflichtfachs „Optoelektronik“ wurde unter Anleitung von Herrn Professor Dr. Bärwolff das Projekt durch Studenten bearbeitet. Zunächst bestand die Hauptaufgabe darin durch Recherche, Simulationen und Berechnungen die geeigneten Komponenten für das Projekt einer autarken, solaren Straßenbeleuchtung herauszufinden. Im Anschluss wurden dann die ausgewählten Komponenten bestellt. Das entsprechende Blockschaltbild zeigt Abbildung 1.

Die Arbeiten erfolgten in Zusammenarbeit mit der Firma „Aggerenergie“, welche sich bereit erklärt hatte die Kosten der Anlage als Pilotprojekt zu tragen. Die Montage der Materialien, wurde in Zusammenarbeit mit der Firma „Alternative Energiesysteme Oberberg GmbH“ (AEO) aus Bergneustadt, durchgeführt.

Installation

Für den Aufbau des Systems im Jahre 2015 wurden zuerst zwei Solarmodule mit ca. 300 W Leistung auf das Dach der Scheune gebracht und dort mit einer zusätzlichen Halterung für Solarmodule befestigt. In der Scheune wurden im Schaltschrank der Laderegler, die Zeitschaltuhr, eine Schaltschranksteckdose und der Calcium-Silber-Akku (120 Ah) durch die Studenten eingebaut. Zudem wurden zusätzliche Sicherungen installiert. Des Weiteren wurde ein Dämmerungsschalter an der Außenseite der Scheune angebracht. Die Bushaltestelle selbst und das angrenzende Umfeld werden mit 2 LED-Leuchten von jeweils 900 Lumen Lichtstrom gut beleuchtet. Die Fahrpläne werden mit der Zeitschaltuhr programmiert, so daß sich 5 min. vor Ankunft des Busses das Licht einschaltet und später wieder automatisch abschaltet. Hier soll noch zusätzlich ein Präsenzsensor eingebaut werden. Mitte November 2015 wurde ein erster Testlauf der Anlage unter Aufsicht von Professor Dr. Bärwolff durchgeführt. Kurz nach den ersten Testläufen konnte das System durch den Dorfverein und den Bürgermeister der Gemeinde Herrn Gennies offiziell eingeweiht werden und läuft seit Ende November 2015 autark. Das nachfolgende Foto zeigt die Haltestelle mit dem Geschäftsführer von WSM Herrn Schenk, weiteren Kollegen und Prof. Dr. Bärwolff.

Abschließend wurde mit Hilfe eines Datenloggers, der von der TH Köln – Campus Gummersbach zur Verfügung gestellt wurde, Daten der Anlage geloggt, um somit eine Aussage darüber treffen zu können, ob die Anlage vollständig funktioniert.
Die ermittelten Daten zeigen, dass die Anlage auch für die dunkle Jahreszeit ausreichend dimensioniert ist und stets funktioniert hat. Dieses innovative und zukunftsorientierte Projekt hat veranschaulicht, dass es mit begrenztem Aufwand möglich ist, Bushaltestellen ohne nahgelegenes Stromnetz über Energie aus Solarmodulen zu versorgen und durch LEDs zu beleuchten. LEDs waren die logische Option für die Beleuchtung, da sie einen geringeren Verbrauch sowie eine längere Lebensdauer haben und viel leistungsfähiger sind als herkömmliche Leuchtmittel. Ferner war es sehr interessant, da mit der Anlage tatsächlich etwas in der Gemeinde Reichshof, Ortsteil Mittelagger bewegt wurde, die Anwohner sehr interessiert waren und die Schüler morgens nun eine beleuchtete Bushaltestelle und somit mehr Sicherheit auf ihrem Schulweg vorfinden.

Ausblick

Das System lässt sich beliebig erweitern oder verkleinern. Es kann auch mastgestützt aufgebaut werden. Dazu muss es natürlich den am Montageort herrschenden Umgebungsverhältnissen angepasst werden. Ist an dem Ort zum Beispiel die durchschnittliche Sonnenstrahlung sehr gering, so muss bei den Solarmodulen auf hohe Effizienz geachtet werden und eventuell auch die Anzahl der Module selbst erhöht werden. Wenn eine LED mit 10 Watt ausreicht, so kann je nach Sonnenlage auch die Anzahl der Module verringert werden und trotzdem ein ausreichender Solarertrag eingebracht werden. Es gibt auch Haltestellen wo die Verschattung durch Bäume oder Büsche so groß ist das eine solare Lösung nicht sinnvoll ist. Das ganze System muß standortabhängig sorgfältig berechnet und ausgelegt werden.

In Überlegungen und Anregungen durch den Dorfverein kam unter anderem der Gedanke auf, einen Bewegungssensor zu installieren, welcher im Zusammenspiel mit dem Dämmerungssensor und den programmierten Fahrplänen, die Steuerung der LEDs übernimmt. Die Positionierung eines solchen Bewegungssensors sollte unterhalb der Montagevorrichtung der LEDs bzw. innerhalb der Bushaltestelle erfolgen, um zum einen die Auslösung durch vorbeifahrende Kraftfahrzeuge zu minimieren und zum anderen die Wahrscheinlichkeit der Auslösung durch Bewegungen von wartenden Personen unter bzw. an der Bushaltestelle zu maximieren.

Inzwischen haben auch andere Gemeinden Interesse an solaren Beleuchtungskonzepten für Haltestellen und Wartehäuschen bekundet. Hier können sich interessante Kooperationen, wie schon erwähnt, zwischen der Technischen Hochschule Campus Gummersbach und der Fa. WSM anbahnen. Die Einbeziehung einer professionellen Firma mit dem Schwerpunkt LED und Beleuchtung ist geplant. Hierzu haben schon Gespräche mit der Fa. “Wir sind heller” (WSH) aus Bergneustadt, der TH und der Fa. WSM stattgefunden.

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