Lichtblicke am Straßenrand
Schon mal im Stockdunkeln nach Hause gegangen? Sicher nicht, denn die Straßenbeleuchtung gehört so selbstverständlich zu unserem Alltag dazu, dass sich kaum jemand Gedanken über sie macht. Dabei lässt sich mit dem Einsatz der richtigen Technik auch an dieser Stelle jede Menge Energie und Geld sparen.
(3. Juli 2010) Die Straßenbeleuchtung in den Gemeinden und Städten liegt im Rahmen der Verkehrssicherungspflicht in erster Linie in der Verantwortung den Kommunen und ist aus technischer Sicht in mehreren europäischen Normen, zum Beispiel DIN EN 13201, geregelt. Darin ist beschrieben, bei welcher Anzahl und Art der Verkehrsteilnehmer welche Beleuchtungsklasse zu erfüllen ist. Die Kommune kann ihre Verpflichtung für den Betrieb der Straßenbeleuchtung einem Dritten übertragen.
Meistens leistet zwar die Kommune selbst oder der örtliche Energieversorger den Betrieb der Straßenbeleuchtung. Doch immer häufiger erfolgt der Betrieb über eine Public Private Partnership (PPP): Ein externer privater Dienstleister übernimmt den Betrieb und die Wartung, während der Bestand im Eigentum der Kommune oder im Besitz des Stadtwerks verbleibt.
Solche PPP-Verträge haben den Vorteil, das sie den Haushalt der Kommunen entlasten: Diese zahlen einen festen Betrag pro Jahr an den Dienstleister, der dafür die Koordination und Finanzierung von Maßnahmen übernimmt.
PPP ermöglicht Modernisierungen und Einsparungen
Für die Kommune bietet das PPP-Modell:
- Zugriff auf Know-how und Innovationen
- Entlastung von Aufgaben bei voller Kontrolle und Mitwirkungsmöglichkeit
- langfristige Sicherheit über Kostenentwicklung
- Einsparungen durch frühzeitige -Modernisierung
Leuchtende Tochtergesellschaft
Die Stadt Rüsselsheim hat ihre Straßenbeleuchtung ab Januar 2009 komplett neu organisiert: Das Eigentum an der Straßenbeleuchtung ging an die Stadtwerke Rüsselsheim über. Den Betrieb übernahm deren Tochtergesellschaft, die Energieservice Rhein-Main GmbH. Diese wiederum hat sich im Rahmen einer europäischen Ausschreibung einen privaten Partner, die Alliander Stadtlicht GmbH, als Dienstleister für das operative Tagesgeschäft geholt.
Der Vertrag läuft bis 2019 und enthält Vereinbarungen für umfangreiche Modernisierungen sowie ein ehrgeiziges Energieeinsparprogramm. Das senkte die Kosten für die Kommune deutlich gegenüber dem alten Vertrag. Rüsselsheim vergütet nun die Straßenbeleuchtung inklusive aller Leistungen und Energiebezug mit einer Pauschale. Als Benchmark sollte diese Pauschale in einer Größenordnung zwischen 110 und 130 Euro pro Lichtpunkt und Jahr liegen.
Modernisierung des Bestands
Zu den Vereinbarungen gehört, dass die Vielzahl von etwa 95 Leuchttypen, die hohe Anzahl der Hersteller (derzeit noch 16) und Bauformen in den kommenden Jahren deutlich sinkt. Kofferleuchten, die gezielt die Gehwege und Straßen beleuchten, sollen die weit verbreiteten Pilzleuchten ersetzen, die Hauswände und Vorgärten mit bestrahlen.
Darüber hinaus wird die Beleuchtung der Rüsselsheimer Straßen in den kommenden fünf Jahren 25 Prozent weniger Strom verbrauchen. Das entspricht 800 Megawattstunden und damit so viel wie der Verbrauch von 2.300 durchschnittlichen Drei-Personen-Haushalten. Auch das Klima profitiert von 500 Tonnen weniger Kohlendioxid- Emissionen.
Neue LED-Leuchten (links) und ältere Leuchten (rechts) in Rüsselsheim
Um dieses Ziel zu erreichen, werden von den 7.600 Leuchtpunkten im Stadtgebiet mehr als 2.500 auf neueste Technik umgerüstet. Zugleich werden in den nächsten fünf Jahren über 700 Laternenmasten erneuert, die im Schnitt 27,7 Jahre alt sind. Zusätzlich erfolgt testweise die Installation von LED-Leuchten.
Die Stadtwerke sehen sich dabei federführend in der Region: Während andernorts Energieversorger die alten Quecksilberdampflampen gegen Natriumhochdrucklampen austauschen, schickt Rüsselsheim genau diese in Rente und ersetzt sie durch energiesparende Kompaktlampen oder Metallhochdruckdampflampen mit optimierter Spiegeltechnik. Dabei ist es erforderlich, den gesamten Leuchtenkörper zu ersetzen.
Energiesparen am Gehsteig
Die neue Generation verbraucht bei gleicher Leistung deutlich weniger Energie und bietet zudem ein weißes Licht, das dem menschlichen Sehempfinden mehr entspricht als das gelbliche Licht der Natriumhochdrucklampen. Es sind Energieeinsparungen von bis zu 55 Prozent möglich. Ein Beispiel: In einer Straße betrug die Systemleistung pro Mast mit gelblichen Natriumhochdrucklampen ursprünglich 210 Watt. Nach dem Austausch reduzierte sich der Wert auf 95 Watt Systemleistung.
Fazit
Eine komplette Neuorganisation der Straßenbeleuchtung in Kooperation mit privaten Dienstleistern und ohne den üblichen Vertrag mit dem bisherigen Stromnetzbetreiber ermöglicht es Städten und Kommunen, innerhalb kürzester Zeit eine moderne, energieeffiziente und kostengünstige Straßenbeleuchtung zu erreichen. Langfristig werden sich zwar auch in diesem Segment LED durchsetzen, doch zuvor müssen die Hersteller noch Entwicklungsarbeit leisten.
Lampen und Leuchten unter der Lupe
Es gibt ganz unterschiedliche Leuchtmittel, die unsere Straßen erleuchten:
Glühlampen haben zwar eine hohe Lichtqualität. Andererseits sind Lebensdauer, Energieeffizienz und Lichtausbeute sehr begrenzt, so dass dieser Lampentyp in der Außenbeleuchtung keine Rolle spielt. Aufgrund der Ökodesignrichtlinie der EU werden Glühlampen spätestens 2011 vom Markt verschwinden.
Bei Gasentladungslampen unterscheidet man zwei Typen: Niederdruckentladungslampen und Hochdruckentladungslampen. Niederdruckentladungslampen finden sich vor allem innerhalb von Gebäuden, etwa als Leuchtstoffröhren. Weil ihr Lichtstrom temperaturabhängig ist, muss man besondere Vorkehrungen ergreifen, wenn man sie draußen einsetzen möchte. Hochdruckentladungslampen finden sich bereits seit den 1970er-Jahren im Außenbereich, vor allem Quecksilberlampen. Charakteristisch ist ihr weißes Licht. Wegen ihrer geringen Energieeffizienz und der mäßigen Farbwiedergabeeigenschaften dürfen sie aufgrund der Ökodesignrichtlinie der EU ab 2015 nicht mehr verkauft werden.
Daneben werden vor allem Natriumdampflampen eingesetzt, obwohl sie in einem unnatürlich gelblichen Licht und mit mäßiger Farbwiedergabe strahlen. Dafür stellen Natriumdampflampen in Röhrenform derzeit die Lichtquelle mit der günstigsten Lichtausbeute (Energieeffizienz) dar.
Eine Weiterentwicklung der Quecksilberlampen stellen die Metalldampflampen dar. Neben ihrer hohen Energieeffizienz haben sie eine gute Farbwiedergabe. Diese Leuchtmittel sind aus der Schaufensterbeleuchtung bekannt. Außerdem beleuchten sie Plätze. Metalldampflampen sind jedoch relativ teuer und störanfällig im Betriebsverhalten.
Licht emittierende Dioden (LED) haben in den vergangenen Jahren einen rasanten Aufschwung erfahren. Weil sie geringe Leistungsstufen haben, kann man sie individuell auf die geforderten Werte konfektionieren. LEDs können deshalb auch sehr geringe Leistungsstufen erreichen, die mit anderen, konventionellen Systemen nicht erzielt werden. Dank ihrer stufenlosen Regelbarkeit eignen sich LED-Module sehr gut für Lichtsteuersysteme, die auf situations- und bedarfsbezogene Anforderungen abgestimmt werden, zum Beispiel wenn sie mit Bewegungsmeldern ausgestattet sind. Zwar erreichen LED noch nicht die Lichtausbeuten der Natriumlampen beziehungsweise Metalldampflampen, sind aber in punkto Energieeffizienz auf einem guten Weg.
Gute Leuchten, schlechte Leuchten
Analog zu den Lampen haben sich auch die Leuchten weiterentwickelt: In Zeiten der großvolumigen Kolbenlampen wurden sogenannte Kofferleuchten entwickelt. Vergrößerte Leuchtenoberfläche und Prismensystemen in den Wannen sollen diese Blendung vermeiden. Deshalb müssen diese Leuchten großvolumig konstruiert sein, was einen hohen Materialeinsatz bedeutet.
Die neusten Generationen der Röhrenlampen sind minimiert und finden in Kompaktlampen Platz. Ihre Entblendung erfolgt nicht mehr über große Lichtflächen, sondern über Reflektoren, die ab einem bestimmten Winkel kein Licht mehr nach außen dringen lassen. Dadurch lässt sich die Lichtabstrahlung in den Himmel völlig vermeiden: Das zieht weniger Insekten an, die sich auf die Lampe setzen und diese verschmutzen.
Da sich die Augenempfindlichkeiten von Insekten und Menschen überlagern, wird jedes Licht, das wir sehen, auch für Insekten sichtbar bleiben. Um die Anziehungskraft auf Insekten zu minimieren, sollte man daher den Lichtkegel gezielt auf die Straße richten und die Leuchten insektendicht konstruieren.
Die Verbreitung der LED hebt die bisherige Trennung in Leuchte und Leuchtmittel vorerst auf, denn Leuchten sind mit der LED fest verbunden. Deshalb müssen diese an deren Lebensdauerende nach circa zwölf Jahren mit ausgetauscht werden, obwohl die Leuchten normalerweise doppelt so lange halten. Allerdings ist die Industrie bestrebt, Lösungen zu finden, wie man die LED-Einsätze nach zwölf Jahren wechseln kann, ohne dabei die Leuchte mit auszutauschen.
Darüber hinaus gilt, dass eine Straßenleuchte unbedingt vandalismusbeständig hergestellt sein muss. Häufig finden sich gestalterisch optimierte Modelle, die diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Hohe Reparaturkosten sind die Folge.
Dipl.-Ing.Matthias -Schweitzer (Foto): Prokurist der Stadtwerke Rüsselsheim GmbH und Geschäftsführer der Energieservice Rhein-Main GmbH
Hans-J. Rathmann: Lichtanwendung Alliander Stadtlicht GmbH