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Energiesparen mit dem richtigen Lichtmanagement

Der Lichtspezialist EiKO-Europe GmbH hat für die Beleuchtung der Produktionshalle der Firma Junker-Filter ein Steuerungssystem auf der Basis batterieloser Funkmodule erstellt und konnte so den individuellen Beleuchtungsbedarf energieeffizient regeln.

Lichtlösungen

Ziel war es, die Effizienz zu steigern und den Energieverbrauch zu senken. Neben anderen energiereduzierenden Maßnahmen war es hierfür wichtig, die künstliche Beleuchtung zu verbessern. Diese Beleuchtung bestand bislang aus knapp 360 T8-Leuchtstoffröhren, die zusammen mit fast 120 T5-Leuchtstoffröhren und fünf HQL-Strahlern den Arbeitsbereich und die Zuwege erhellten. Sie wurden ganz traditionell über Lichtschalter an- und ausgeschaltet. Dies hatte zur Folge, dass die Beleuchtung des Raumes an manchen Tagen nicht optimal war und an anderen das Licht leuchtete, obwohl es gar nicht erforderlich gewesen wäre. Also lautete der Auftrag von EiKO, einerseits hocheffiziente Leuchten zu liefern und andererseits ein Steuerungssystem zu programmieren, das äußerst flexibel auf die Anforderungen der Produktion eingeht und so Energie spart.

Individuelle Lichtlösung

Da die Halle in einigen Bereichen eine Höhe von vier und in anderen eine Höhe von bis zu zehn Metern aufweist, schlugen die Lichtplaner zwei unterschiedliche Leuchten vor. Die STAR Disc kam für die großen Deckenhöhen zum Einsatz. Sie eignet sich für Lichtpunkthöhen von fünf bis 15 m und wird gerne verwendet, um Anlagen, in denen die herkömmlichen Metalldampf-Hallentiefstrahler verwendet wurden, auf die moderne LED-Technik umzurüsten. Dank ihrer einfachen Kettenabhängung lassen sich die vorhandenen Leuchten montagefreundlich und kostengünstig ersetzen.

Ihr Farbwiedergabeindex liegt mit CRI >80 deutlich über dem Marktdurchschnitt für Industrieleuchten von circa CRI 70, was vor allem für die Qualitätskontrolle und Textilverarbeitung eine wichtige Rolle spielt. In den niedrigeren Bereichen der Halle setzten die EiKO-Mitarbeiter die Tri-Proof ein. Diese Leuchte entspricht dem Stoßfestigkeitsgrad IK10, das heißt, sie ist besonders robust und stoßfest, weshalb sie sich für besonders stark frequentierte Industriebereiche eignet. Allein durch den Austausch der Leuchten konnte die aufzubringende Leistung um 17.676 Watt reduziert werden.

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Alle Arbeitsplätze sind dank der Beleuchtungsplanung von EiKO gut ausgeleuchtet. (Foto: Nadine Kernchen)

Steuerung und Sensorik

Für das Steuerungssystem kombinierten die Lichtplaner Lichtsensoren mit einer gut durchdachten Lichtsteuerung. Das bedeutet, sie unterteilten die Halle in 15 unterschiedliche Teilbereiche. In ihnen herrschen unterschiedliche Tageslichtbedingungen und es werden verschiedene Tätigkeiten durchgeführt. Alle Bereiche sind mit Lichtsensoren und Bewegungsmeldern ausgestattet. Die Sensoren messen individuell in jedem Bereich die Lichtsituation und geben die entsprechende Information an die Steuerungseinheit (EnOcean DALI Controller) weiter. Hierbei setzt EiKO auf die EnOcean-Funktechnologie. Diese hat den Vorteil, dass bei ihr vollständig auf Kabel und Batterien verzichtet werden kann. Stattdessen schöpfen die Sensoren die erforderliche Energie aus der Spannung, die entsteht, wenn sich in ihrer Umwelt die Energie ändert (z. B. piezoelektrische Effekte).

Die Informationen werden per Funk (868 MHz) als verschlüsselte Daten übermittelt, wodurch das System sicher gegen unerwünschte Eingriffe ist. Beispielsweise ist es vor Wiederholungs- und Lauschattacken oder gefälschten Telegrammen geschützt. Sobald die Steuerungseinheit die Information über den Istzustand der Beleuchtungssituation erhalten hat, passt sie das künstliche Licht so an, dass die gewünschte Lichtstärke erreicht wird.

In der Junker-Fertigungshalle liegt diese bei über 1.000 Lux, die Lichtfarbe ist auf 5.000 K festgelegt. Sie ist dem Tageslicht sehr ähnlich und wirkt sich positiv auf die Konzentration und Produktivität der Mitarbeiter aus, darüber hinaus hilft sie, Arbeitsunfälle zu vermeiden. Um auszuschließen, dass das Licht zu Zeiten leuchtet, in denen es nicht erforderlich ist, programmierten die EiKO-Mitarbeiter eine Steuerung, die alle gewünschten Parameter berücksichtigt. Hierzu gehören unter anderem die voneinander abweichenden Luxlevel in den unterschiedlichen Bereichen zu verschiedenen Uhrzeiten, die Länge der Nachlaufzeit, der genaue Verlauf der Tageslichtnachführung und viele weitere Funktionen.

Die Produktionshalle ist in unterschiedliche Bereiche unterteilt. Jeder Bereich hat seinen eigenen Lichtsensor. (Foto: Nadine Kernchen)

Die Produktionshalle ist in unterschiedliche Bereiche unterteilt. Jeder Bereich hat seinen eigenen Lichtsensor. (Foto: Nadine Kernchen)

Bedarfsgerechte Steuerung

Konkret bedeutet dies: An normalen Arbeitstagen schaltet sich die automatische Beleuchtungsanlage eine halbe Stunde, bevor die Arbeitsschicht beginnt, ein, und zwar auf 20 Prozent der normalen Lichtleistung, zehn Minuten vor Schichtbeginn geht die Beleuchtung auf 100 Prozent und wird während der gesamten Arbeitszeit wie oben beschrieben vollautomatisch geregelt (Tageslichtnachführung). 30 Minuten nach der letzten Schicht dimmt die Anlage automatisch das Licht auf 20 Prozent der normalen Lichtleistung herab. Eine halbe Stunde später wird das Licht komplett ausgeschaltet.

Registriert der Bewegungsmelder nach Arbeitsschluss sowie an Wochenenden und Feiertagen, dass sich jemand in der Halle befindet, gehen sofort die Lampen automatisch mit einer Lichtleistung von 20 Prozent an. Dabei ist die gesamte Beleuchtungsanlage so konzipiert, dass sie zwar vollautomatisch läuft, doch die Mitarbeiter haben die Möglichkeit, manuell einzugreifen und alle Teilbereiche nach Wunsch zu steuern. So können sie beispielsweise die Nachlaufzeit der Bewegungsmelder einstellen und deren Restlaufzeit überprüfen. Sie können in den einzelnen Bereichen die Lux-Soll-Werte der Tageslichtnachführung einstellen, sich den aktuellen Messwert aller Sensoren anzeigen lassen und vieles mehr.

Die Kombination macht’s

Die größte Herausforderung dieser Lichtplanung bestand darin, alle Besonderheiten vor Ort zu berücksichtigen. Abgesehen davon, dass die Lichtverhältnisse in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich waren, mussten auch die Anforderungen der einzelnen Tätigkeiten in der Halle zu den unterschiedlichen Tageszeiten berücksichtigt werden. Ferner hatten die Planer zu beachten, dass die Lichtstrahlen von einzelnen Maschinen blockiert werden und – wenn die Leuchten an der falschen Stelle montiert sind – einzelne Arbeitsbereiche im Schatten der Maschinen liegen.

Die Montage der Lampen und der Steuerungsmodule fand während des laufenden Betriebes statt und dauerte circa drei Wochen. Wie das Ergebnis zeigt, hat sich der Aufwand gelohnt: Nach eigenen Angaben spart die Firma Junker-Filter heute über 65 Prozent im Vergleich zur früher erforderlichen Energie – ohne die Steuerung in Betrieb zu nehmen. Mit der Steuerung lassen sich zusätzlich nach Herstellerangaben noch bis zu 20 Prozent Energie sparen.(Quelle: EiKO-Europe GmbH)

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