Deshalb testen wir im Rahmen des Pilotprojekts im Quartier Schöller-Dornap die Mehrwerte, welche diese Technik mit sich bringt. Aber welche Vorteile ergeben sich aus der neuen Technik für unsere Straßenbeleuchtung? Man könnte ja meinen, „Leuchten leuchten“ und das war es dann. Aber weit gefehlt! Die Steuerung der Straßenbeleuchtung über LoRaWAN stellt eine vielversprechende Lösung für die Zukunft dar. Um die Vorteile noch besser darstellen zu können, machen wir vorher einen kleinen technischen Exkurs in den Steuerungsprozess.
So funktioniert die LoRaWAN-Steuerung
Mit moderner Lichttechnik und zusätzlicher Sensorik kann die intelligente Straßenbeleuchtung einen bedarfs- und situationsgerechten Betrieb ermöglichen. So kann theoretisch jede einzelne Leuchte unserer Straßenbeleuchtung gesteuert werden. Hierzu muss der alte Empfänger der Rundsteuerung durch einen neuen LoRa-Controller ersetzt werden. Mehr Informationen zur Rundsteuerung finden Sie hier. Die Steuerung erfolgt dann (technisch) wie folgt: Über eine Anwendung können wir den Befehl zum Anschalten der Beleuchtung an den LoRa Network Server senden. Der Befehl wird dann von dem Server an das für die Beleuchtung zuständige LoRaWAN-Gateway versandt und von dort in die Fläche verteilt. Damit erhält dann der entsprechende LoRa-Controller sein Signal und schaltet das Relais und damit die Leuchte an. Hier gibt es zwei Varianten der Steuerung, je nachdem, wo sich der jeweilige LoRa-Controller befindet:
Strangsteuerung: Der LoRa-Controller befindet sich im Verteilerschrank. Nach Erhalt des Signals werden mehrere Leuchten in einem Strang geschaltet.
Einzelsteuerung: Der LoRa-Controller befindet sich auf der Leuchte. So lassen sich die einzelnen Leuchten individuell ansteuern.
Gleichzeitig bekommen wir über den Rückkanal noch weiterführende Informationen zum Stromnetz, wie z.B. die anliegende Spannung, die Netzfrequenz oder auch die Leistung. Anhand dieser Informationen können wir Rückschlüsse ziehen, ob die Leuchte ihren normalen Betrieb aufgenommen hat oder defekt ist. Das ist auch der große Vorteil gegenüber den bisher eingesetzten Tonfrequenzrundsteuerempfängern. Denn die Rundsteuerung kann z. B. den geforderten Rückkanal zur Übermittlung von Daten nicht bereitstellen und ist damit für viele künftige Anwendungen nur noch eingeschränkt geeignet.
Anwendungsmöglichkeiten für die Straßenbeleuchtung
Nicht jedes Licht auf Straßen, Plätzen oder in Parks muss andauernd brennen. Aber wie können wir für das optimale Licht in jeder Zeit, bei jedem Wetter und an jedem einzelnen Ort im öffentlichen Raum in Wuppertal sorgen? Aus den zwei Steuerungsvarianten ergeben sich großartige Möglichkeiten, eine bedarfs- und situationsgerechte Beleuchtung zu initialisieren.
Dimmprofile: Die Steuerung der Leuchten erfolgt über einen festen Kalender. Es wird vorab anhand der Uhrzeit festgelegt, wann die Leuchten eingeschaltet (z.B. 5 Minuten vor Sonnenuntergang), wann sie gedimmt (z.B. um Mitternacht) und wann sie ausgeschaltet werden (z.B. 10 Minuten nach Sonnenaufgang).
Helligkeitssteuerung: Mal regnet es auf den Südhöhen und in der Nordstadt scheint die Sonne. Lokale Wetterunterschiede gibt es in Wuppertal oft. Dementsprechend können auch lokale Wetterphänomene die Einschaltung der Beleuchtung für bestimmte Gebiete notwendig machen. Aktuell gibt es einen zentralen Helligkeitssensor, von dem die Beleuchtung in Wuppertal gesteuert wird. Dieser würde individualisiert und z.B. lokale Unterschiede in Quartieren berücksichtigen können. So wäre die Beleuchtung genau auf die örtlichen Gegebenheiten angepasst.
Bedarfssteuerung: Die Beleuchtung muss dann „aufleuchten“, wenn sie gebraucht wird. So kann beispielsweise die Beleuchtung der Fußgängerüberwege in einem Gebiet früher eingeschaltet werden, wenn es dort zu dunkel ist
Bewegungssteuerung: Noch besser ist es natürlich, wenn die Straßenlaterne von allein registriert, dass sich ein Spaziergänger*in nähert und die Beleuchtung hochfährt. Durch Bewegungssensoren werden an einem Straßenzug Fußgänger identifiziert und der Straßenzug wird für einen gewissen Zeitraum stärker beleuchtet, bevor die Beleuchtung wieder gedimmt wird.
Unsere Straßenbeleuchtung kann also nicht mehr nur „einfach leuchten“, sondern bedarfsgerecht auf die Bürger und die Umwelt reagieren.
