Effiziente und nachhaltige LED-Beleuchtungslösungen für die Industrie

Die LED-Technik ist bei nahezu jeder Beleuchtungsaufgabe herkömmlichen Leuchtenlösungen überlegen. Ihre Effizienz fällt mit ca. 35 % in Licht umgewandelter Energie etwa doppelt so hoch aus wie die von Gasentladungslampen oder Leuchtstoffröhren. Durch ihren verringerten Energieverbrauch tragen die Leuchtdioden zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei und leisten damit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Auch in puncto Langlebigkeit übertreffen LED-Leuchten die herkömmliche Lichttechnik um ein Vielfaches.

Mit Lebensdauern bis zu 100.000 Betriebsstunden erweisen sie sich als besonders nachhaltig und müssen sehr viel seltener gewartet beziehungsweise ausgetauscht werden. Im Gegensatz zu quecksilberhaltigen Lampen sind LED-Leuchten zudem frei von toxischen Stoffen und lassen sich daher weit einfacher umweltverträglich entsorgen.

Energieeffiziente Leuchtentechnik

Ein gutes Beispiel für solche industrietaugliche LED-Technik sind die neuen Exlux-Leuchten der Serie 6002/4 von R. Stahl. Diese sind mit Lichtausbeuten von 115 lm/W mit bzw. 145 lm/W ohne Diffusor besonders effizient und übertreffen nochmals deutlich die Werte der sparsamen Vorgängerversion. Gegenüber herkömmlichen Leuchtstofflampen fallen die Energiekosten um etwa 40 % geringer aus. Darüber hinaus sind die Leuchten besonders langlebig: Nach 100.000 Betriebsstunden sind noch 90 % des ursprünglichen Lichtstroms sichergestellt. Dies sorgt für eine hohe Ausfallsicherheit bei geringem Wartungsaufwand. Die Leuchten sind nach Atex sowie Iecex für den weltweiten Betrieb in Zone 1/21 und 2/22 zertifiziert und lassen sich zur Allgemeinbeleuchtung variabel als Decken-, Hänge- oder Mastansatzleuchte installieren.

Neben effizienter, energiesparender Licht- und Leuchtentechnik erfordert ein nachhaltiges Beleuchtungskonzept auch eine professionelle Lichtplanung. Diese sorgt dafür, die normkonforme Ausleuchtung der Betriebsstätten auf möglichst umweltverträgliche Weise umzusetzen.

Planvoll gegen Lichtverschmutzung

LED-Technik spart bis zu 40 % Energiekosten ein und ermöglicht ein digitales Lichtmanagement.

So lassen sich auch durch Kunstlicht verursachte Umweltbeeinträchtigungen wirkungsvoll vorbeugen. Die Industriebeleuchtung gehört mit der Straßenbeleuchtung, Leuchtreklamen und Flutlichtanlagen zu den Hauptverursachern von störenden Licht­emissionen, die als regelrechte Lichtglocken den Nachthimmel über Ballungszentren erhellen.

Von der Lichtverschmutzung – der Streuung des künstlichen Lichts in der Atmosphäre und seiner Reflexion durch Feinstaubpartikel – ist nicht allein der menschliche Biorhythmus betroffen. Sie beeinträchtigt auch Pflanzen und Tiere. So beeinflusst eine künstlich aufgehellte Umgebung etwa Pflanzen in ihrem Wachstumszyklus. Lichtemissionen mit hohem Blauanteil, die für kaltweiße LED-Beleuchtung charakteristisch sind, können den Orientierungssinn nachtaktiver Insekten und Zugvögel stören sowie das Brut- und Fressverhalten diverser Arten negativ beeinflussen.

Software optimiert Lichtwirkung

Ein nachhaltiges Beleuchtungskonzept erfordert neben effizienter Leuchtentechnik auch eine professionelle Lichtplanung.

Weil die Begrenzung der Lichtemissionen von Industrieanlagen bisher nicht verbindlich geregelt ist, obliegt es den Leuchtenherstellern und Lichtplanern, ihre Kunden für dieses wichtige Thema zu sensibilisieren. Eine ungünstige Lichtverteilung aufgrund fehlerhafter Planung, Installationsmängeln oder veralteter Leuchten wirkt sich nicht nur negativ auf Flora und Fauna aus, sondern vergeudet auch Energie und treibt damit die Betriebskosten in die Höhe. Aus planerischer Sicht muss deshalb für eine optimale Lichtwirkung gesorgt werden, die alle erforderlichen Bereiche ohne Streuverluste gleichmäßig und möglichst schattenfrei erhellt.

Mithilfe softwarebasierter Planungstools wie Ezylum lässt sich die exakte Geländegeometrie einschließlich der Berechnungsflächen, Standardobjekte und Schattenwürfe akkurat in 3D abbilden. Abgestimmt auf definierte Montageflächen können Anzahl, Position, erforderliche Lichtverteilung und der Lichtstrom der Leuchten präzise bestimmt werden. Durch Justierung des Abstrahlwinkels in allen drei Achsen lässt sich der Lichtstrom fast gänzlich auf die zu beleuchtende Fläche lenken, um störende Lichtemissionen zu unterbinden oder auf ein Minimum zu reduzieren.

LED lassen sich besser ausrichten

Im Unterschied zu herkömmlichen Leuchtmitteln, die das Licht in breitem Winkel emittieren, lässt sich die Leuchtdiode als Halbraumstrahler weit besser ausrichten. Unerwünschte Abstrahlungen, die durch Reflexionen innerhalb der Leuchte in den oberen Halbraum entstehen, lassen sich durch spezielle Leuchtenkonstruktionen vermeiden. Abgestimmt auf die Spezifika der eingesetzten Leuchtdioden werden die Lichtverteilungskurven entweder refraktiv durch Linsen und Optiken oder mittels Reflektor so modifiziert, dass das Licht nicht nach oben abstrahlt. Zudem ermöglicht die Halbleitertechnik, das Emissionsspektrum der LED zu modifizieren, um unerwünschte Farbanteile auszublenden. Abhängig vom verwendeten Halbleitermaterial und der Konvertierung lässt sich die Wellenlänge der Lichtemission gezielt auf bestimmte Spektralbereiche eingrenzen.

Verglichen mit herkömmlichen Lösungen wie gefilterten Leuchtstofflampen ist eine solche Lösung doppelt so effizient. Außerdem wird die Funktion nicht durch altersbedingte Materialermüdung von Filtern oder Folien beschränkt. Leuchten mit konvertiertem Farbspektrum kommen neben Anwendungen in der Pharmaindustrie oder zur Signalisierung von Sicherheitseinrichtungen wie Notduschen auch bei On- und Offshore-Projekten im Umfeld sensibler Ökosysteme zum Einsatz, wo nicht modifiziertes Kunstlicht das natürliche Verhalten bedrohter Tierarten negativ beeinflussen könnte.

Beitrag zum Artenschutz

Spezielle LED-Leuchten vermeiden schädliche Auswirkungen auf die Umgebung – beispielsweise eine gelbe Beleuchtung zum Schutz von Meeresschildkröten. Bilder: R. Stahl

Zur umweltverträglichen Ausleuchtung von Industrieanlagen und Förderplattformen im Umfeld von Schutzgebieten kooperiert R. Stahl mit beauftragten Umweltorganisationen. Anhand der Geographie des Einsatzgebietes wird das Vorkommen bedrohter Arten und deren Empfindlichkeit für Lichtemissionen bestimmter Farbspektren ermittelt. Insbesondere künstliches Licht mit dominantem Blauanteil wirkt auf viele Tiere attraktiv. Es animiert das mesopische Sehen und erzeugt den Eindruck von Dämmerung, die als Aktivitätsphase die Jagd-, Flucht- oder Schutzinstinkte vieler Tierarten anregt.

Dadurch werden beispielsweise auch gefährdete Meeresschildkröten in ihrem natürlichen Verhalten beeinträchtigt. Zu ihrem Schutz gibt es neuerdings eine „Turtle-Friendly“-Leuchtenvariante mit nach Gelb verschobenem Lichtspektrum, die zur Außenbeleuchtung von Bohrinseln und küstennahen Anlagen eingesetzt wird. Das besonders warmweiße Licht stellt sicher, dass frisch geschlüpfte Jungtiere nicht vom Weg ins Meer abkommen und der biologische Rhythmus der adulten Artgenossen nicht aus dem Takt gerät.

SPS 2019 Halle 7 – 170