Bezoekers van Innovation Origins kennen smart-lighting vooral van projecten als “Jouw Licht op 040“, de vele LED-producten van Signify en de projecten die Eindhoven daarnaast nog op Strijp-S en wijken als Gijzenrooi en  Woenselse Heide. “Er kan zoveel meer met een lantaarnpaal“, was hier al vanaf de start het devies. Ook in München zijn ze daar achter gekomen; als een van de steden binnen het EU-project “Smarter Together”, dat loopt van 2016 tot 2021, heeft ze al een aantal intelligente lichtmasten met energiebesparende LED-verlichting geïnstalleerd.

Onderzoek naar het besparen van meer energie op straatverlichting op de lange termijn is in volle gang, en wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben nu een nieuwe, nog zuinigere LED-straatverlichting ontwikkeld. De onderzoekers zijn erin geslaagd om het stroomverbruik met nog eens 20 procent te verminderen door het gebruik van een speciale samenstelling van zwakkere LED’s in plaats van de conventionele krachtige lichtdioden. Niet alleen zal de CO2-uitstoot worden verminderd, maar ook kunnen lokale overheden miljoenen besparen op elektriciteitskosten. De eerste praktijktest van de nieuwe LED’s is reeds begonnen in Maxdorf, Rijnland-Palts, waar Pfalzwerke Netz AG voor het eerst straatlantaarns met de nieuwe lichtkoppen heeft uitgerust.

“We zijn erin geslaagd om het rendement en de levensduur van de lampen opnieuw aanzienlijk te verhogen in vergelijking met conventionele LED-armaturen”, zegt Michael Heidinger van het Lichttechnisch Instituut (LTI) van het KIT. Hij ontwikkelde een schakeling die het verouderen en uitvallen van individuele LED’s tegenhoudt. Heidinger legt uit dat het ingewikkeld is om een groot aantal LED’s parallel te schakelen omdat het uitvallen van een enkele diode leidt tot het uitvallen van het hele systeem of een deel van het systeem. Dit is een probleem dat veel mensen uit eigen ervaring maar al te goed kennen. Als één van de lichtjes in de kerstboom het begeeft, dan gaat het hele lichtsnoer uit.

Om dit probleem te voorkomen, kunnen LED’s nu ook in serie worden geschakeld. Dit heeft echter ook nadelen, aangezien in dit geval bij een toenemend aantal diodes zeer hoge spanningen nodig zijn. Tot nu toe konden dan ook slechts 40 LED’s in serie worden aangesloten, omdat de grens voor aanraakspanning die niet als levensbedreigend wordt beschouwd bij 120 volt ligt. Nu is het echter mogelijk om tot 48 lichtmodules op één paneel te monteren. Omdat het nieuwe schakelconcept van Heidinger het mogelijk maakt om te werken met spanningen van 20 volt, waar anders meer dan 120 volt nodig is, bespaart dit niet alleen kosten, maar zijn de armaturen ook veiliger in gebruik.

© Khusen Rustamov/Pixabay

DALING VAN ELEKTRICITEITSVERBRUIK EN KOSTEN

Al deze redenen, in het bijzonder de kostenbesparing, hebben ertoe geleid dat veel steden en gemeenten in Duitsland nu al aan het overschakelen zijn van conventionele energieverslindende straatverlichting naar LED-technologie. Volgens gegevens van gemeentelijke nutsbedrijven bestaat de stadsverlichting van een middelgrote stad met ongeveer 320.000 inwoners, zoals Karlsruhe, uit meer dan 55.000 lampen, waarvan ongeveer 35 procent uit LED’s. Het elektriciteitsverbruik in 2018 bedroeg ongeveer 10.800 megawattuur. De jaarlijkse elektriciteits- en onderhoudskosten bedragen ongeveer drie miljoen euro. “Met een volledige omschakeling naar de nieuwe LED’s zijn verdere financiële besparingen tot 30 procent mogelijk”, zegt Stefan Lang, verantwoordelijk voor Technologie en Innovatie bij Pfalzwerke.

Naast hun goede energiezuinige eigenschappen zijn de nieuwe lampen ook goedkoper in aanschaf, omdat LED’s met een laag vermogen minder kosten dan LED’s met een hoog vermogen. Daardoor kan het nieuwe systeem ondanks het grotere aantal armaturen toch rendabeler worden geproduceerd.

Een ander voordeel volgens Klaus Müller, directeur van Gratz Luminance GmbH, die de nieuwe buitenarmaturen in Weinsberg, Baden-Württemberg, produceert, is dat ze aangenamer zijn voor het oog. “Veel kleine LED’s worden van een afstand waargenomen als breedstralers. Daardoor verblinden ze minder dan krachtige LED’s, die als puntlichtbronnen worden ervaren”, zegt hij. De overstap naar de nieuwe lichttechnologie is gemakkelijk en dus goedkoop: “Onze lampkop kan eenvoudig op bestaande lantaarns worden gemonteerd.”

De armaturen worden momenteel in Maxdorf in de praktijk getest. De voorbereidingen voor de serieproductie zijn echter al aan de gang, omdat ook andere gemeenten geïnteresseerd zijn in de technologie. “We hopen de armatuur in de tweede helft van 2019 te kunnen aanbieden aan een aantal geselecteerde pilot-klanten”, zegt Müller.