Tridonic hat zusammen mit dem Außenleuchtenhersteller WE-EF und dem auf IoT Lösungen spezialisierten Unternehmen Paradox Engineering die technischen Grundlagen für eine intelligente und vernetzte Stadtbeleuchtung entwickelt und im Rahmen eines Pilotprojekts realisiert. Erstmalig kommt dort auch eine Lösung mit Tunable-White-Funktion im Außenbereich zur Anwendung. Die eingesetzte Technologie ermöglicht verschiedene Szenarien, mit deren Hilfe etwa am Morgen ein angenehm warmes Licht möglich wird. Im Verlauf des Vormittags kann sich die Wegebeleuchtung sanft auf ein komfortables Niveau erhellen und ebenso sanft wieder herunter dimmen, wenn keine Bewegung oder ausreichendes Tageslicht gemessen wird. Die Farbtemperatur kann sich im Tagesverlauf weiter anpassen und sich langsam zu einer aktivierenden Beleuchtung mit kühlerer Farbtemperatur entwickeln. Mit Hilfe der Sensorik in den Straßenleuchten lässt sich auch der Verkehrsfluss messen und vernetzt mit der Ampelsteuerung könnten Staus in der Innenstadt reduziert werden. Die leidige Parkplatzsuche kann sich ebenfalls entschärfen – denn Sensoren in den Leuchten erkennen freie Parkplätze, die dann über die Cloud an eine App übermittelt werden können.
Das Pilotprojekt umfasst eine einspurige Einfallstraße in die Kopenhagener Innenstadt im Grenzbereich zwischen Gewerbenutzung und Wohnbebauung. Die Straße wird auf einer Seite von Fuß- und Fahrradweg flankiert. Auf einer Länge von rund 800 Metern wurden insgesamt 23 Straßenleuchten Vfl540-SE-LED von WE-EF installiert. Sie sind mit Tunable-White-Technologie mit stufenloser Farbtemperaturregelung von 2.700 K bis 6.000 K und intelligenten Komponenten von Tridonic ausgestattet. Die Leuchten verfügen über drei Zhaga Book 18 Schnittstellen zur Aufnahme der Sensor- und Kommunikationsmodule. Für die Kommunikation der Leuchten untereinander ist der neue D4i- und Zhaga-kompatible RF Multimaster Controller von Tridonic verantwortlich. Die Schnittstellen an der Unterseite der Leuchtengehäuse wurden in der ersten Testphase mit PIR-Sensoren bestückt. Diese Multisensoren hat Tridonic speziell für die Straßenbeleuchtung entwickelt. Sie verfügen über zwei PIR-Elemente mit asymmetrischen Linsen, die auch die Erfassung von zwei getrennten Bereichen, wie auf der Teststrecke, möglich machen. Die nach dem D4i-Standard entwickelten Outdoor-Treiber gewährleisten die leichte Integration der Leuchten in IoT Netzwerke. Überwacht und gesteuert wird die Anlage vom "PE Smart Urban Network" von Paradox Engineering. Das auf Standards und offenen Datenmodellen basierende System erlaubt die vollständige Interoperabilität bei der Verwaltung von Geräten, Daten und Anwendungen.
Stand der Technik mit intelligentem Weitblick
In der ersten Testphase wurden drei Anwendungsfälle definiert und getestet, die bei Tridonic zu einer neuen serienreifen Lichtlösung für den Außenbereich von Städten und Gemeinden geführt haben. Die Systemlösung "Siderea - Citizen Centric Lighting" bietet ein umfassendes Portfolio auf Basis offener Standards für eine digitale und ressourcenschonende Straßenbeleuchtung in der Smart City von morgen. Sie umfasst
- Asset Management, um die Leuchten in Echtzeit zu überwachen,
- Light on Demand, um Energieverbrauch und Lichtimmissionen zu minimieren, oder
- Dynamic Lighting mit sich anpassenden Farbtemperaturen, um Aufmerksamkeit und Emotionen zu lenken.
Städte und Gemeinden haben damit die Möglichkeit, bei der Umrüstung ihrer Beleuchtung auf LED-Technologie die intelligente Steuerungstechnik in ihr urbanes Netzwerk einzubeziehen. Oder einfach schon mitzudenken, falls es die Kostensituation zum Zeitpunkt der Leuchtenmodernisierung noch nicht erlaubt. Denn die Steuerungskomponenten können auch nachträglich in all jene Leuchten integriert werden, die das D4i-Siegel tragen.
In der aktuellen Testphase geht es Tridonic um die Weiterentwicklung der Beleuchtung in Richtung einer digital vernetzten Stadt: Es wird erprobt, wie eine zukunftsfähige verkehrsabhängige Lichtregelung für Autostraßen integriert in das urbane Netzwerk aussehen könnte. Die Einbindung von Ampelanlagen – wie eingangs beschrieben – ist ebenfalls vorgesehen. Mittels moderner Sensortechnik werden der Verkehrsfluss erfasst, Verkehrsdichtemessungen durchgeführt und die Beleuchtungsstärken an die jeweilige Situation angepasst. Dabei scannt ein Sensor mit integrierter Minikamera eine fest eingestellte und definierte Straßensituation. Er schickt die Daten jedoch nicht in die Cloud, sondern verarbeitet sie dezentral am Rand des Netzwerks zu verwertbaren Informationen ohne jeglichen Personenbezug; erst dann gibt er sie weiter. Mit verkehrsflussabhängigem Dimmen lässt sich der CO₂-Fußabdruck der Straßenbeleuchtung weiter minimieren – stets unter der Prämisse, dass die Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer gewährleistet bleibt. Und noch etwas weitergedacht – würden die Sensoren mit einem selbstlernenden Algorithmus arbeiten, so könnten sie sich mit der Verarbeitung der eingehenden Datenmengen kontinuierlich weiterentwickeln und immer präzisere Ergebnisse liefern.
