Acht Prozent der globalen Energie geht in Licht für den öffentlichen Raum auf
Österreichische Forscher entwickeln nun ein Sensorsystem, das die Straßenbeleuchtung an den Autoverkehr anpasst - und damit sehr schnell reagiert.
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22 Prozent der in den USA generierten Energie werden für Beleuchtung ausgegeben. In den restlichen Ländern ist der Wert mit rund 20 Prozent des globalen Energiegewinns ähnlich hoch. Allein die Beleuchtung des öffentlichen Raumes nimmt davon ein gutes Drittel, nämlich etwa acht Prozent, ein.
"Der öffentliche Lichtverbrauch in den USA ist enorm hoch", sagt Robert Wagner, Präsident der International Dark Sky Association (IDA) mit Sitz in Tucson (Arizona). "Auf das Jahr umgerechnet ergibt das Kosten von 2,2 Milliarden US-Dollar. Ein großer Teil davon ließe sich mit intelligenten Methoden einsparen."
Die ersten Lösungsansätze dafür kommen aus Europa. Ende 2010 lancierte der holländische Elektronikriese Philips das Produkt LumiMotion. Dieses soll dazu beitragen, die Lichtverschmutzung im öffentlichen Raum zu senken und unnötige Energiekosten einzusparen. Mithilfe von Sensoren und drahtloser Kommunikation erkennen die Straßenlaternen unabhängig voneinander, wann sich ein Fußgänger und Radfahrer nähert, und können das Licht entsprechend auf- und abdimmen. Die erste Stadt, in der LumiMotion realisiert wurde, ist Berkel-Enschot in den Niederlanden.
Nun befindet sich in Österreich ein System in Entwicklung, das sich nicht nur für langsame Verkehrsteilnehmer eignet, sondern auch für Autos. "Der Unterschied zu Fußgängern und Radfahrern ist nicht nur die Geschwindigkeit des jeweiligen Objekts, sondern auch die Tatsache, dass man den Straßenraum ganz anders ausleuchten muss", erklärt Martin Kernbichler, Geschäftsführer des Wiener Unternehmens Illuminetsys.
Illuminierter Bremsweg
Während es bei Passanten reicht, den Kegel lediglich auf den Bereich zu werfen, in dem die Sensoren eine Bewegung verzeichnen, muss man bei Autos je nach Tempo einen viel größeren Raum illuminieren. Erstens müsse man den Verlauf der Straße sichtbar machen, zweitens dürfe man den viel längeren Reaktions- und Bremsweg im Autoverkehr nicht außer Acht lassen.
So entstand das "Adaptive Street Light Control System", das nicht nur die sensorische Erfassung des Objekts beherrscht, sondern auch dessen Einordnung in ein vordefiniertes Schema. "Auf Basis eines Algorithmus, den wir selbst entwickelt haben, werden die benötigten Straßenlaternen aktiviert", sagt Premysl Vaclavik, zuständig für die technische Umsetzung. "Bei hoher Geschwindigkeit kann der Beleuchtungsradius einige hundert Meter groß sein."
Das "Adaptive Street Light Control System" ist dezentral organisiert und daher beliebig erweiterbar. Da sich der Sensor oben im Lampenkopf befindet, ist der Erfassungskegel entsprechend groß. Die Trägheit beträgt nur 60 bis 70 Millisekunden. "Trotzdem: Wenn wir das System auch im Schnellverkehr mit 80 und 100 km/h einsetzen wollen, müssen wir die Sensorik überlisten und noch schneller sein", sagt Vaclavik.
Der Clou: Anstatt das Auto bei jeder Straßenlaterne neu zu erfassen, zu erkennen, zuzuordnen und schließlich den Algorithmus für das Beleuchtungsschema anzuwenden, werden die einmal gewonnen Daten in Fahrtrichtung des Objekts von einer Laterne zur nächsten so lange weitergegeben, bis sich die Situation aufgrund einer Änderung der Fahrtrichtung oder Geschwindigkeit ändert. "So sparen wir unnötige Rechenzeit. Das ist ein großer Vorteil."
Sobald sich mehrere Autos auf einer Straße befinden, werden die einzeln berechneten Beleuchtungsprofile - auch "Light Aura Shapes" genannt - einfach überlagert. Eine Irritation durch entgegenkommende Autos und plötzlich aufflackernde Laternen befürchtet Illuminetsys-Chef Kernbichler nicht: "Man darf nicht vergessen, dass sich jeder einzelne Autofahrer permanent in einem Lichtkegel befindet. Es gibt also weder Blendung, noch Überraschung." Eine Sicherheitsstudie, mit der man demnächst eine österreichische Universität beauftragen will, soll Klarheit schaffen.
Aufgemotzte Leuchten
Der nächste Schritt ist nun, die Beleuchtungskörper, die auf Österreichs Straßen im Einsatz sind, auf ihre technische Tauglichkeit zu überprüfen. "LED-Lampen können innerhalb von Sekundenbruchteilen ihre volle Leistungsfähigkeit erzielen, sind heutzutage aber noch verhältnismäßig schwach", sagt Premysl Vaclavik. Natriumdampflampen wiederum, die heute vor allem auf Schnellstraßen und Autobahnen verwendet werden, seien aufgrund ihrer langen Aufwärmzeit von 90 Sekunden ebenso ungeeignet für dieses System. Die beste Erfahrung habe man bisher mit Fluoreszenzlampen erzielt.
Die erste Anlage mit technisch aufgemotzten Straßenleuchten ist bereits fertiggestellt und befindet sich zurzeit in der Testphase. Sollten die Prototypen im Ecoplus Wirtschaftspark Wolkersdorf so arbeiten, wie man sich das vorstellt, könnte Illuminetsys, das von der Förderbank Austria Wirtschaftsservice (AWS) eine PreSeed-Förderung in Höhe von 100.000 Euro erhielt, damit nächstes Jahr auf den Markt gehen.
Was sich jetzt schon abzeichnet: Je nach Verkehrsdichte und Geschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer belaufen sich die Energieeinsparungen auf bis zu 80 Prozent. "Es geht längst nicht mehr nur um bessere und effizientere Beleuchtungskörper", sagt Martin Kernbichler. "Man muss im Lichtverbrauch generell umdenken." Eine Studie der Sandia National Laboratories in Alburqueque (New Mexico) belegt, dass mit dem Einsatz energieeffizienter Beleuchtungskörper der Energieverbrauch langfristig sogar steigt. Je besser die Lichtquelle, desto häufiger, länger und unbedachter werde sie eingesetzt.
"Wenn wir die Beleuchtungskörper weiter optimieren, wird der Energieverbrauch ewig gleich bleiben. Einen Kurswechsel können wir nur dann erzielen, wenn wir unser Verhalten ändern", sagt Kernbichler kurz und prägnant. "Einschalten, wenn wir's brauchen, ausschalten, wenn wir's nicht brauchen. Das ist die einzige Lösung." (Wojciech Czaja/DER STANDARD, Printausgabe, 23.03.2011)
