Post on 14-May-2018
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Konventionelle Leuchten und Leuchtmittel
im Zeitalter der LED
Straßen- und Außenbeleuchtung / Markus Demmert
www.osram.de
Vortrag OSRAM Markus Demmert| MD
30.09.2015
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Sind die Tage von konventionellen Leuchten und
Leuchtmitteln gezählt ?
Stand 2008 waren ca. 60.000.000 traditionelle Leuchten und entsprechende Leuchtmittel
in Europa für die öffentliche Außen- und Straßenbeleuchtung in Betrieb
3 % Renovierung /a mit 70% Anteil Neuinstallation HQL – Ersatz
LED- Anteil bei verkauften Leuchten: NAV: Natriumdampf – Hochdruckentladungslampe
HQL: Quecksilberdampflampe
SOX: Natriumdampf- Niederdrucklampe
MH: Halogenmetalldampflampe z.B. HCI-TT 50W/Super 4Y
FL/CFL: Leuchtstofflampe / Komapaktleuchtstofflampe
HQL; 32%
NAV; 47%
SOX; 9%
MH; 3% FL / CFL; 8%
Anteil Technologie Bestand (Vito Studie LOT 9: 2007 )
HQL NAV SOX MH FL / CFL
HQL 20%
NAV 48%
SOX 8%
MH 6%
FL / CFL 10%
LED 7%
Sonstige 1%
Anteil Technologie Bestand (Hochrechnung bis 2014)
Ziel EU 2017: 10‘0 LED = 17%
HQL NAV SOX MH FL / CFL LED Sonstige
2012 30,00%
2013 50,00%
2014 60,00%
2015 70,00%
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30.09.2015
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Die Leuchtenproblematik Stand heute
Probleme:
Viele Beleuchtungsanlagen sind veraltet, HQL „Verbot“*
Investitionsmittel für eine Komplettsanierung fehlen
Suche nach Alternativen gestaltet sich schwierig *: HQL – Lampen dürfen im Lagerabverkauf noch geliefert werden und sind noch erhältlich
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Problematik Investitionen
€0 €100.000.000 €200.000.000 €300.000.000 €400.000.000 €500.000.000 €600.000.000 €700.000.000 €800.000.000 €900.000.000
€1.000.000.000
Notwendige Investitionen in die Straßenbeleuchtung
Notwendige Investitionen in die Straßenbeleuchtung
Investition für den Ersatz HQL 1
Deutschland 932.108.800 €
Frankreich 895.193.600 €
Türkei 867.507.200 €
Italien 740.034.400 €
Spanien 559.784.400 €
Finnland 313.490.800 €
Schweden 282.055.200 €
Investitionsbedarf in Europa ausschließlich für HQL Ersatz:
~ 6,2 Milliarden Euro1
[1] Auf Datenbasis Lighting Europe 2014 / HQL- Verkaufszahlen;
Annahmen : 70% der in Europa verkauften HQL – Lampen sind für die Außenbeleuchtung;
Preisfaktor Erneuerung von 100 Lichtpunkten 41.200€ mit nachfolgenden Technologiemix: Neue Leuchte ;
Neue Leuchte+Mast;
Systemwechsel;
Retrofit LED und Sonstiges
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Grundtenor für eine energieeffiziente Sanierung
Was ist eine ineffiziente Beleuchtung?
Eine ineffiziente Beleuchtung definiert sich im
allgemeinen Sprachgebrauch über die Energiekosten,
bedeutet je mehr Energie verbraucht wird je ineffizienter
ist die Anlage, doch was ist mit :
Normgerechte Beleuchtung ?
Gleiches Beleuchtungsniveau ?
Verbesserte Lichtqualität ?
Umbau / Neue Leuchte / Retrofit ?
Kosten / Nutzen ?
Wartung / Instandsetzung ?
Störanfälligkeit usw.
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HPD
EVG/KVG
3DIM
Bis zu 55 %
HPD
EVG (PTo)
3DIM
Bis zu 70 %
LED-Modul
EVG (OT)
3DIM und andere
Bis zu 80 %
Plug-in/HQL
KVG
nein
Bis zu 11 %*
Straßenbeleuchtung wird im Schnitt alle 35 Jahre ausgetauscht. OSRAM und Siteco
bieten Lösungen an, die sich für jedwegliche energetische Sanierungen eignen.
≤ 20 Jahre > 20 Jahre
Systemwechsel Langfristig:
Neue Leuchte
Kurzfristig:
Lampen-Retrofit
oder Bevorratung
Lösung
Lampentyp
Treiber
LMS
Energie-
einsparung
Systemalter
Bekannte Weg zur energetischen Sanierung
*: bei erhältlichen
konventionellen Plug-In Lampen
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Systemwechsel
Ein Systemwechsel findet statt, wenn ein Leuchtmittel verwendet wird, welches vom
Typenschild der Leuchte abweicht.
Somit ist der Einsatz von
LED - Retrofit- Lampen
Traditionellen Retrofit Lampen(Plug-In)
Umbau von Vorschaltgeräten
ein Systemwechsel
Der Unterschied besteht lediglich beim Aufwand der Montage beim jeweiligen Leuchtmittel.
z.B.: HQL – Ersatz 80W:
Vorschaltgerät bleibt erhalten HPD1 - Plug-In Lampe sichere Alternative2
Vorschaltgerät überbrücken Retrofit Lösung nicht empfehlenswert, da bei Verwechselung
und Einsatz eines anderen Produkts, dieses zerstört werden kann.
Systemwechsel
Beibehaltung der vorhandenen Leuchte
Entfernung des aktuellen Lampen-
/Gerätesystems
Installation eines Ersatz-Geräteträgers
mit neuem Lampen- und Vorschaltgerätesystem
[1]:Hochdruckentladungslampen z.B.: Natrium - Hochdruckentladungslampe
[2]:Bei Einsatz von Natriumdampf – Hochdruckentladungslampen bzw. platzergeschützte Halogen-Metalldampflampen
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Betriebsgeräte für Hochdruckentladungslampen
Elektromagnetische Vorschaltgeräte
- Langlebige Technologie (robuste Bauform)
- Kompakte Bauform
- Reduzierte Verlustleistung bei Verlustarmen Vorschaltgeräten
- Produkte für Hochdruckentladungslampen 35 – 600W mit A2 (ab
2017) bereits jetzt erhältlich
Elektromagnetische Vorschaltgeräte haben eine geringe Ausfallrate
über die Lebensdauer.
In der Regel verbleiben sie in der Leuchte bis zur Erneuerung der
Anlage.
Elektronische Vorschaltgeräte
- Energieeffiziente Technologie
- Kompakte Bauform
- Geringe Verlustleistung
- Produkte ErP konform
- PTo Technologie bei > 50 W mit 3DIM Funktion
- Verbessern LLMF des Leuchtmittels (NAV)
Neuste elektronische Komponenten verbessern die Lebensdauern von
elektronischen Vorschaltgeräten.
Das OSRAM PTo ist sowohl für NAV und HCI Produkte einsetzbar.
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LED – Retrofit Lösungen
Einfacher Wechsel von HQL zu LED
Lumen Effizienz(> 100 lm/W)
Mittlere Lebensdauer(> 50.000 Sunden)
Zum Teil erhebliche Änderung der LVK
Je nach Leistungsstufe größere Umbaumaßnahmen
erforderlich (z.B.: Ersatz von NAV – Lampen)
Temperaturbelastung internes Vorschaltgerät
Quelle: Alibaba.com
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Simulation LED Retrofit in SITECO SR 50
Messergebnisse / 3D Modell LVK
Nr. Lampentyp System-
leistung Phi - Lampe
System-
lichtausbeute Phi - Leuchte
Leuchten-
effizienz Leuchten-
wirkungsgrad Verluste
1 NAV-T 50W/Super 4Y 56 W 3.861 lm 69 lm/W 2.973 lm 53 lm/W 77% 23 %
2 HCI-TT 35W/830 Super 4Y 43 W 4.263 lm 100 lm/W 3.186 lm 75 lm/W 75% 25 %
3 LED Retrofit 22W 22 W 2.497 lm 116 lm/W 1.624 lm 76 lm/W 65% 35 %
4 LED Retrofit 27W 26 W 2.702 lm 104 lm/W 1.567 lm 60 lm/W 58% 40 %
NAV-T 50W/Super 4Y (Referenz) HCI-TT 35W/ 830 Super 4Y
LED – Retrofit 22 W LED – Retrofit 27 W
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Entsorgung
Installation
Montage
Anschaffung
Wartung
Instandsetzung
Energie-
verbrauch
Je nach Systemlösung variieren
die Kosten in der
Außenbeleuchtung.
Grundsätzlich kann man
nachfolgende „Kostentreiber“
definieren.
Betrachtung der Anlage über
einen Lebenszyklus von z.B.: 25
Jahre
Doch nur wenn ich alle Kosten einer Installation betrachte
Was sollte eine wirtschaftliche Betrachtung beinhalten?
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Wartung und Instandsetzung
Angaben von Herstellern über Wartungsfaktoren , Lebensdauer
/Ausfallraten etc.
B5 Wert
B50 Wert
Mittlere Lebensdauer
Wartungsintervall
Nutzlebensdauer
6 Jahres Lampe
3 Y / 4 Y / 6Y
LSF
LLMF
LMF
B5 – Wert:
Zeitspanne innerhalb der 5 % der eingesetzten Lampen /
Vorschaltgeräte in einer Lichtanlage ausfallen können.
Bei OSRAM HPD bedeutet die Bezeichnung 4Y = 16.000 h
bzw. 6Y = 24.000 h aktuell B5
Mittlere Lebensdauer ( B50 – Wert):
Zeitspanne innerhalb der 50 % der eingesetzten
Lampen/Vorschaltgeräte in einer Lichtanlage ausfallen können.
Nutzlebensdauer Lampe (wirtschaftliche Lebensdauer):
Zeitspanne innerhalb der Wartungsfaktor der Lampe zum Beispiel
noch 70 .. 80 % beträgt.
Bei OSRAM HPD bedeutet die Bezeichnung 4Y bzw. 6Y:
≥ 80%[1] Lampenwartungsfaktor
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Lebensdauer elektronische Vorschaltgeräte
Die Umgebungstemperatur ta ist abhängig von:
Außentemperatur (Einsatzgebiet)
EVG Betriebstemperatur (Verlustleistung)
Lampenleistung (Erwärmung Leuchte)
Leuchtentyp (Farbanstrich, Größe)
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Der Wartungsfaktor von Modulen
z.B.: L80B50 bei 50.000 – 100.000 h
50%55%60%65%70%75%80%85%90%95%
100%
5 20 35 50 65 80 95
Res
tlic
hts
tro
m in
%
Brenndauer x 1.000h
Lichtstrommaintenance LED
L80/B10 50.000 L80/B10 100.000
L80/B50 50.000 L80/B50 100.000
Angabe zur Lichtstrommaintenance
Angabe zur Ausfallrate Modul z.B.:
L0C1 bei 50.000 h
Kein Lichtstrom
da Totalausfall
1% Ausfall bei 50.000 h
Berechnungsbeispiel:
Betrachtungszeitraum: 50.000 h
L80B50 bei 50.000: LLMF = 0,80
L0C1 bei 50.000 h: LSF = 0,99
Modulwartungsfaktor
= LLMF (L80B50 bei 50.000) x LSF(L0C1bei 50.000)
=0,80 x 0,99
= 0,79
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Wartungsfaktor einer Beleuchtungsanlage
Leuchtenwartungsfaktor:
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2 3 4 5 6 7 8
Wart
un
gsfa
kto
r L
eu
ch
te
Wartungszeitraum in Jahren
Wartungsfaktor Leuchte gemäß CIE:154:2003 (ab 4 Jahre und IP 3 / 4 abgeschätzt) : mittlere
Verschmutzung
IP 2X IP3X IP 4X IP 5X IP 6X
Beispielrechnung:
Wartungsintervall 4 Jahre / IP 6x Leuchte
HPD – Lampe:
Wartungsfaktor
= LSF *LLMF* LMF
= 95%* 83% * 85%
= 67 %
LED – Leuchte
= LLMF (L80B50 bei 50.000) *LSF(L0C1bei 50.000) *LMF
= 80% * 99% *85%
= 67 %
Hintergrund der Berechnung:
- LED im Betrachtungszeitraum 50.000 h kein Gruppentausch notwendig
- LED – Systeme sind nicht automatisch „Wartungsfrei“
- Bei konventionellen Leuchtmittel muss ein Gruppenwechsel eingeplant werden
- Ausfall von Vorschaltgeräten wird nicht in der Wartungsfaktorberechnung berücksichtigt
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Traditionelle Leuchtmittel und Leuchte
X + 16 Jahre
Lampentausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
4 Jahres Lampe
X + 20 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
Lampentausch
X + 24 Jahre
Lampentausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X Invest
X + 4 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
Lampentausch
X + 8 Jahre
Lampentausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 12 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
Lampentausch
X + 28 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
Lampentausch
X + 32 Jahre
Lampentausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 35 Jahre
Reinvest
Quelle: Thomas Erfert SRM
10 Anfahrten
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LED – Leuchte unabgestimmte Komponenten
17
X
Invest
X + 4 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 8 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 10 Jahre
Treibertausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 15 Jahre
Tausch LED Modul
BGV A3 Prüfung
Reinigung
„ Billig „LED Leuchte
X + 20 Jahre
Treibertausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 14 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 28 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 24 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 19 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 34 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 35 Jahre
Reinvest
X + 30 Jahre
Tausch LED Modul
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 30 Jahre
Treibertausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
Quelle: Thomas Erfert SRM
13 Anfahrten
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Ein Lebenszyklus mit qualitativ hochwertiger LED -
Leuchte
LED Leuchte
X + 20 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 24 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X Invest
X + 4 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 8 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 12 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 28 Jahre
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 35 Jahre
Reinvest
BGV A3 Prüfung
X + 16 Jahre
Treibertausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 16 Jahre
Tausch LED Modul
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 32 Jahre
Tausch LED Modul
BGV A3 Prüfung
Reinigung
X + 32 Jahre
Treibertausch
BGV A3 Prüfung
Reinigung
10 Anfahrten
Quelle: Thomas Erfert SRM
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Beispiel: Wirtschaftliche Betrachtung
100 Leuchten sollen umgebaut werden
Beleuchtungsniveau gleichwertig / besser
Betrachtungsdauer 15 Jahre
(Plug-In, Systemumbau, LED – Retrofit)
Berechnungen:
1: Energiekosten + Invest
2: Steigende Energiekosten/ Invest / feste
Wartungskosten
3: Umfassende Betrachtung aller Kosten
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Beispiel: Wirtschaftliche Betrachtung
Grunddaten
Laufzeit 15 Jahre
Aktueller Strompreis 0,16 €/kWh
Strompreissteigerung 4 Prozent
Anlagendaten
Plug-In HIE 35 W LED Retrofit 36 W
Technologie Natriumdampf Metallhalogendampf LED
Leistung in Watt 80 43 36
Anzahl Lichtpunkte 100 100 100
Lampen pro Lichtpunkt 1 1 1
Durchschnittliche Betriebsstunden pro Nacht 11 11 11
Stunden mit reduzierter Leistung 0 0 0
Reduzierung auf x% Leistungsaufnahme 0 0
Anschaffungskosten Kosten pro Lichtpunkt 10 € 70 € 120 €
Installationskosten pro Lichtpunkt 30 € 50 € 30 €
Kosten pro Wartung pro Lichtpunkt 30 € 40 € 20 €
Wartungsintervall in Jahren 3 4 4
LZKl_Aussenbeleuchtung.xlsx Quelle: Dena Straßenlotse
1.Energieberechnung mit Excel.
2. Steigende Energiekosten/ Invest / feste Wartungskosten
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Beispiel: Wirtschaftliche Betrachtung OSRAM
Basisdaten Finanzkalkulation
Land Deutschland
Mehrwertsteuer no/nein Inkl. Steigerungsrate Energie und Arbeitskosten yes/ja TCO Preisauswahl Lampen und OSRAM EVG 1
Strompreis je kWh (net/netto) 0,1600 €
Strompreiserhöhung pro Jahr 4,00%
Steigerungsrate Arbeitskosten 3,00%
Mehrwertsteuer % 0,00%
Berechnungsart Budget
incl. Förderprogram yes/ja
Kreditzinssatz dynamische Amortisation 7,50%
Kreditlaufzeit 10
Systemvergleich
System 1 System 2 System 3
Technologie Austausch Austausch Austausch
Leuchten / km 100 100 100
Leuchtenauswahl HQL /HPL 80 … 400W HQL /HPL 80 … 400W HQL /HPL 80 … 400W
Lampe / Leuchte Plug-In HIE 35W LED Retrofit 36 W
Betrieb Volllast Volllast Volllast
Wartungszyklus Lampen oder Module
3 Years / Jahre 4 Years/Jahre 13 Years/Jahre
Reinigung / Sicherheitsüberprüfung Leuchten
3 Years / Jahre 4 Years/Jahre 4 Years/Jahre
€-
€20.000,00
€40.000,00
€60.000,00
€80.000,00
€100.000,00
€120.000,00
€140.000,00
€160.000,00
1 2 3 4
Wartung und Instandsetzung
Kosten Energie
Invest
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Wirtschaftliche Betrachtung (15 Jahre)
€0
€30.000
€60.000
€90.000
€120.000
€150.000
0 3 6 9 12 15
2. Steigende Energiekosten/ Invest / feste Wartungskosten
Plug-In HIE 35 W LED Retrofit 36 W
0 €
30.000 €
60.000 €
90.000 €
120.000 €
150.000 €
0 3 6 9 12 15
3. Umfassende Betrachtung aller Kosten
Plug-In HIE 35 W LED Retro 36 W
0 €
30.000 €
60.000 €
90.000 €
120.000 €
150.000 €
0 3 6 9 12 15
1:Energie + Invest
Plug-In HIE 35 W LED Retrofit 36 W
Der Vergleich der einzelnen
Diagramme veranschaulicht deutlich
wie Systeme die eigentlich
„wirtschaftlich“ Arbeiten sollten
aufgrund der Wartung- und
Instandhaltungskosten an
Kosteneffizienz verlieren.
Vortrag OSRAM Markus Demmert| MD
30.09.2015
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Resümee:
Traditionelle Leuchtmittel im Zeitalter der LED,
sind in vielen Vergleichen noch eine sehr wirtschaftliche Alternative
werden noch über Jahre benötigt und zur Verfügung stehen
LED ist die Zukunft in der Außenbeleuchtung, weswegen
ein hoher Qualitätsstandard von LED – Leuchten auch einen höheren Preis
rechtfertigt
LED- Retrofitlösungen auf die Leuchte abgestimmt werden sollten
Vortrag OSRAM Markus Demmert| MD
30.09.2015
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Ansprechpartner
Technischer Support:
Markus Demmert
Außenbeleuchtung Expert
OSRAM GmbH
CLB HPD&ECG D-HPD EM
Nonnendammallee 44
13629 Berlin, Deutschland
Tel. +49 30 3386-2486
Mobile +49 160 7461971
Fax +49 30 3386-2792
mailto:m.demmert@osram.de
OSRAM Sales:
Michael Stats
Handelsfachwirt IHK
Vertical Application Manager DACH
Transportation & Outdoor
OSRAM GmbH
CLB GI-TRA DACH VAM
Parkring 33
85748 Garching
Mobile + 49 151 58 250 520
Fax + 49 341 42 527 68
email m.stats@osram.de
Bei weiteren Fragen und Anregungen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung