Pilotprojekt Schöller-Dornap: Intelligente Straßenbeleuchtung und smarte Lösungen für Wuppertal
Das erste Pilotprojekt startet im Wuppertaler Westen im Quartier Schöller-Dornap. Die WSW sind in diesem Gebiet Betreiber und Eigentümer der Straßenbeleuchtung, welche an ein eigenes Beleuchtungsnetz angeschlossen ist.
Mit intelligenter Sensorik und Steuerung wollen wir hier zukünftig nicht nur Energie sparen, das Klima schützen und Gehwege sicherer machen, sondern auch den Beleuchtungsmast in die smarte Welt einbinden und über Sensorik dem Bürger Umwelt- und Verkehrsdaten vor Ort zur Verfügung stellen.
Es werden unter anderem die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit ermittelt, denn das Wetter in Wuppertal kann oftmals große Unterschiede zwischen den Nord- und Südhöhen aufweisen. Aber auch eine Messung der Feinstaubbelastung oder Lautstärke ist möglich, wodurch sich ein Rückschluss auf die Verkehrsbelastung ziehen lässt. Und damit nicht genug: Auch das Thema Müllentsorgung kann digitalisiert und damit optimiert werden. Hinter dem Begriff Smart Waste verbirgt sich Füllstands-Sensorik als Technologie.
Beleuchtung:
- 330 Leuchten gibt es insgesamt in Schöller-Dornap.
- Vor Beginn des Pilotprojekts waren 151 Leuchten mit LED ausgestattet.
- Nach Umsetzung des Pilotprojekts und weiteren Modernisierungsmaßnahmen sind nun 251 Leuchten mit LED ausgestattet.
Steuerung der Beleuchtung:
- Die Beleuchtung im Projektgebiet wurde zuvor über die Rundsteuertechnik geschaltet, welche perspektivisch abgelöst werden soll.
- Nach der Umrüstungsphase werden nun alle 330 Leuchten über LoRaWAN gesteuert.
- 100 Leuchten werden direkt über einen einzeln verbauten Controller geschaltet
- Die restlichen 230 Leuchten werden über in den Schaltstellen verbaute Controller gesteuert
- Insgesamt gibt es 19 Schaltstellen mit Zählern und 14 verbaute LoRaWAN-Controllern, von denen manche mehrere Schaltstellen schalten.
Hinweis:
Weitere aktuelle Live-Daten zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Feinstaubbelastung und dem Füllstand des Glascontainers erhalten Sie auf der Seite „Aktuelle Messdaten in Schöller Dornap”.
Ziele des Pilotprojekt Schöller-Dornap:
- Modernisierung und Optimierung der öffentlichen Beleuchtung im Rahmen einer effektiven und effizienten Beleuchtung durch intelligente LED Straßenbeleuchtung und Steuerung über LoRaWAN
- den Mehrwert der Straßenbeleuchtung als Infrastrukturträger zu ermitteln und aufzuzeigen
- die Verwendung bestehender Infrastruktur zur Umsetzung von möglichen individuellen und lokalen Smart City-Lösungen aufzuzeigen und unter modularer Zusammensetzung der Komponenten (z. B. Sensorik, Steuerungshardware) zu testen.
- LoRaWAN als mögliche Alternative zur Rundsteuertechnik für die Steuerung einer einheitlichen intelligenten LED-Straßenbeleuchtung in Wuppertal zu prüfen
- Anwendungsfälle zu entwickeln und diese auf Wuppertal zu übertragen
Das Pilotprojekt findet in Kooperation mit der strategischen Partnerin ENGIE statt
Unser strategischer Partner ENGIE
Für das Reallabor nutzt WSW das Konzept und die Technik ihres langjährigen Partners ENGIE. Das Unternehmen begleitet Städte und Unternehmen beim Übergang zur Klimaneutralität. Speziell für Städte, die ein wichtiger Hebel für das Gelingen der Energiewende sind, arbeitet die ENGIE-Gruppe seit Jahrzehnten an Hard- und Softwarelösungen für ein intelligentes Lichtmanagement und darauf aufbauende sensorbasierte Services. Sie verbessern den CO2-Fußabdruck ebenso wie die Lebensqualität. Mit 170.000 smarten Leuchtpunkten weltweit gehört ENGIE, seit 2009 Partner der WSW Energie und Wasser, zu den führenden Unternehmen bei Smart City Anwendungen.
Energieeffizienz | Energieoptimierung:
Einsatz moderner energiesparender LED Straßenbeleuchtung. Situations- und bedarfsgerechte Beleuchtung, die über Sensorik auf Bewegungen reagiert und die Beleuchtung innerhalb der Norm hoch- oder runterreguliert. Außerdem kann eine steuerbare Beleuchtung bedarfsgerecht an unterschiedliche Zeitfenster und Aktivitäten angepasst werden. Hierbei spielt ein zentrales Lichtmanagement eine wichtige Rolle.
Sicherheit:
Eine durchgehende und gleichmäßige Beleuchtung für ein besseres Sicherheitsgefühl auf Straßen und Wegen – vor allem in abgelegenen Gebieten. Darüber hinaus können lichttechnische Akzente spezielle Gefahrenzonen (Fußgängerübergänge, Kreuzungen) besonders hervorheben.
Nachhaltigkeit:
Reduzierung des Energie- und Wartungsbedarfs durch Optimierung des gesamten Systems. Einsatz von energiesparenden und langlebigen LEDs, optimierte Ausnutzung der Lichtquelle durch Anpassung der Mastabstände und vorausschauende Wartung. Bei der Nachhaltigkeit der Straßenbeleuchtung spielt zudem die Akzeptanz der Einwohner und der Wunsch nach einer angenehmen Lichtatmosphäre eine bedeutsame Rolle, welche schon bei der Lichtplanung berücksichtigt wird.
Umwelt- und Naturschutz:
Eine ineffektive Straßenbeleuchtung verwehrt in vielen Gebieten den Blick auf den nächtlichen Sternenhimmel und sorgt für einen gestörten Tag- und Nacht-Rhythmus von Tieren. Durch einen optimierten Lichtwurf können beispielsweise unnötige Abstrahlungen in den Nachthimmel verhindert werden. Gleichzeitig tragen LED-Leuchten dazu bei, dass weniger Insekten sterben.
Beleuchtung mit LoRaWAN
Da die alte Rundsteuertechnik perspektivisch abgelöst werden soll, stellt die Steuerung über LoRaWAN eine vielversprechende Lösung für die Zukunft dar. Hierzu müssen zwei Grundvoraussetzungen erfüllt werden, die sich in einer flächendeckenden Netzabdeckung in Wuppertal sowie der Umrüstung der Steuereinheiten in den Leuchten (Ersatz Rundsteuerempfänger und Einbau LoRa-Controller) darstellen. Durch die bidirektionale Steuerung können über LoRaWAN – je nach Ausrüstung der Straßenleuchte – zwei Ziele erreicht werden:
- Steuerung der Beleuchtung
Hierbei ist zwischen einer Strangsteuerung (mehrere Leuchten in einem Strang werden auf einmal geschaltet), der Steuerung einer einzelnen Leuchte ohne oder mit individueller Dimmung, was sehr stark von der Leuchte und dem verbauten Controller sowie dem Ziel abhängig ist. Die Steuerung kann entweder durch eine kalendarische Funktion durchgeführt werden oder über einzelne Parameter, welche eine kurzfristige Anpassungen notwendig machen. Darunter fallen die Helligkeits-, Bewegungs- sowie Bedarfssteuerung
- Statusinformationen der Beleuchtung
Die Leuchten erhalten nicht nur Signale zum Ein- und Ausschalten, sondern können auch selber Informationen übermitteln. So ist bereits aus der Ferne ersichtlich, ob eine einzelne Leuchte oder ein Strang gewisse Abweichungen aufzeigt und sich mögliche Probleme zielgerichtet entstören lassen.
Umwelt- und Verkehrsmonitoring
Über verschiedene Umweltsensoren und Wetterstationen werden u.a. die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit ermittelt. Aber auch eine Messung der Feinstaubbelastung oder Lautstärke ist möglich, wodurch sich Rückschlüsse auf die Verkehrsbelastung ziehen lassen. Dies wird ergänzt und unterstützt von verschiedenen Technologien zur Frequenzmessungen, womit z.B. fahrende Autos bis zu 40 km/h erfasst werden können und mit der eine Transparenz über die Fahrzeugbelastung auf dem Schulweg geschaffen werden kann.
Smart Waste
Hinter dem Begriff Smart Waste verbirgt sich die clevere Lösung der Entsorgung durch die AWG Abfallwirtschaftsgesellschaft mbH Wuppertal (AWG). Zur digitalen Erfassung von Füllständen öffentlicher Wertstoff-Depotcontainer im Stadtgebiet werden die Depotcontainer (Start mit Glascontainern) durch die AWG mit Füllstandssensoren ausgestattet. Die übertragenen Füllstandsdaten werden dann aufbereitet, visualisiert sowie perspektivisch zur Routenoptimierung bereitgestellt, sodass die Sammeltouren auf Basis der erhobenen Füllstände ermittelt werden können. Durch diese smarte Lösung werden durch optimierte Routen und damit einhergehender reduzierter Laufleistung sowie weniger Kraftstoffverbrauch eine Einsparung der Emissionen der Sammelfahrzeuge sowie eine Optimierung der internen Prozesse erzielt.
Hinweis:
Aktuelle Live-Daten zu Beleuchtungsstärke, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Feinstaubbelastung und dem Füllstand des Glascontainers erhalten Sie auf der Seite „Aktuelle Messdaten in Schöller Dornap”.
Infrastrukturträger:
Die Straßenbeleuchtung ist als städtische Infrastruktur im gesamten Stadtgebiet verbreitet. Dadurch ergeben sich neue Potenziale für die Umsetzung von Anwendungsfällen und die flächendeckende Abdeckung mit Kommunikationsinfrastrukturen
Kommunikationsinfrastrukturen:
Für eine vollständige Abdeckung mit LoRaWAN oder eine dezentrale WLAN-Abdeckung in Wuppertal werden Standorte benötigt, welche überall in der Fläche verfügbar sind. Der Mast kann hierfür ein geeigneter Träger sein, um eine Funkabdeckung im städtischen Raum zu ermöglichen
Smart City-Anwendungsfälle:
Modularer Einsatz von Sensoren am Mast, um weitere Dienstleistungen (wie beispielsweise Wetter-/ Umweltinformationen) bereitstellen zu können
Perspektiven:
Weitergehende Prüfung weiterer Einsatzmöglichkeiten je nach Gebiet und existierender Infrastruktur
Die intelligente Funktechnik LoRaWAN funktioniert über eine Vielzahl von Sensoren, welche Daten energieeffizient und mit hoher Reichweite versenden. WSW hat in Wuppertal bereits ein stadtweites LoRaWAN aufgebaut, welches die Daten überträgt und dem Anwender über die WSW IoT-Plattform beispielsweise visualisiert zur Verfügung stellt. Die Technologie wird beispielsweise zur Visualisierung der Luftqualität, Übertragen von Zählerdaten oder Übertragung von Statusinformationen im Mittelspannungsnetz angewendet.
Mit Hilfe von IoT (Internet of Things) kann dieser Vorgang der Anzeige über die Sensoren vollautomatisiert ablaufen.
