Lemgo. In der Stadt der Zukunft werden Straßenlaternen intelligent: Der Farbton der Lampen kann an die unterschiedlichen Lichtbedingungen bei Sonnenschein, in der Nacht, bei Regen, Nebel oder Schneefall angepasst werden. Das verbessert die Sicht und die Sicherheit. Die LED-Leuchten werden gedimmt und leuchten genau so intensiv, wie es die aktuellen Bedingungen erfordern – das spart Energie. Das Fraunhofer IOSB-INA bietet im Reallabor Lemgo Digital für Hersteller ideale Testbedingungen für diese und andere Technologien der intelligenten Beleuchtung. Mit der Omexom Service GmbH, einem Komplett-Anbieter für Energie-Infrastrukturen, kommt ein weiterer Partner zum IoT-Reallabor hinzu.
Da sie in nahezu allen Straßenzügen vorhanden sind, stellen Straßenlaternen eine flächendeckende Infrastrukturkomponente in der Stadt dar, die ideal als Träger für unterschiedliche Arten von Sensorik im Smart City Bereich dient. Bereits heute nutzen so Umweltsensoren, Parksensoren, Informations- und Hinweistafeln, Zugangsknoten für kabellose Netzwerke, Verkehrserfassung oder lokale Elektro-Ladeinfrastrukturen die Straßenlaterne als Installationsort und zur Stromversorgung. Häufig stoßen wir aber nun auf eine Besonderheit bei den bestehenden Straßenlaternen, denn Mittelstädte wie Lemgo verfügen oft über zentral geschaltete Stromversorgungen dieser, was die Nutzung für solche Zwecke auf Grund ihrer Verkabelung ausschließt.
Zuverlässige Stromversorgung durch Lösung von Omexom
Hier greift die neue und nun patentierte Lösung „WE-LIGHT OPEN“ von Omexom, die im Rahmen von Lemgo Digital gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA und mit Unterstützung der Stadtwerke Lemgo im Echtbetrieb pilotiert wurde. Zunächst wurde die Technik in einer Laterne auf dem Gelände der Stadtwerke ausgiebig getestet, anschließend stand die Erprobung unter realen Bedingungen in einem größeren Straßenabschnitt an. Dabei wurden anspruchsvolle Parksensoren und Gateways an den Laternen installiert. Mithilfe dieses Vorgehens konnte die Lösung ausgereift und in den robusten Betrieb gebracht werden: Seit Anfang April läuft das System erfolgreich und problemlos im Realbetrieb. Für die Stadtwerke Lemgo ändert sich dadurch nichts am bisherigen Ein- und Ausschaltprozess – weiterhin werden die Straßenlaternen mit Rundsteuertechnik zentral geschaltet.
Tobias Hugo, Leiter der Omexom Business-Unit Köln und Spezialist für Smart City-Lösungen, erläutert, wie die Umrüstung vorgenommen wurde und welche Vorteile sich dadurch ergeben: „Omexom durfte in der Alten Hansestadt Lemgo auf der Echternstraße die Straßenbeleuchtung mit unserem patentierten Produkt „WE-LIGHT OPEN“ ausstatten. Verbaut wurde ein Master im zentralen Stromverteilerkasten sowie 12 Clients in den Sockeln von Laternenpfählen. Hierdurch schaffen wir den Grundstein für die dauerhafte Spannungsversorgung von Smart City-Komponenten an einem Straßenbeleuchtungsmast." Zusätzlich zu dem Nutzen der Stromversorgung für Smart City-Komponenten könnten die umgerüsteten Lampen nun auch intelligent gesteuert werden, so Tobias Hugo weiter. Es sei möglich, die Leuchten verschiedenen Gruppen zuzuordnen, sodass beispielsweise lediglich jede zweite Straßenlaterne angeschaltet oder die Leuchtstärke entsprechend der Lichtverhältnisse gedimmt werden könne.
Intelligente Straßenbeleuchtung mit LoRaWAN von Phoenix Contact
Ein anderes System für die intelligente Straßenbeleuchtung wurde von Phoenix Contact entwickelt. Hierbei wird die Straßenbeleuchtung drahtlos über die Funktechnologie LoRaWAN geschaltet. Diese ermöglicht es ebenfalls, die Straßenlaternen unterschiedlich und unabhängig zu schalten oder auch zu dimmen. So können den Straßenlaternen für unterschiedliche Einsatzfälle (z.B. am Fußgängerüberweg, im Wohngebiet, in der Innenstadt, u. ä.) passende Schaltprogramme zugeordnet werden. Es ist somit keine kabelbauliche Trennung der Straßenlaternen in einem Straßenzug mehr notwendig, wenn z.B. ein neuer Fußgängerüberweg gebaut wird. Zusätzlich sorgt die Lösung von Phoenix Contact dafür, dass eine dauerhafte Stromversorgung an der Straßenlaterne sichergestellt wird. So besteht auch hier die Möglichkeit, die Straßenlaterne als Installationsort für Sensorik zu nutzen. Aufgrund der Kommunikation über LoRaWAN kann ergänzend der aktuelle Zustand des Beleuchtungsnetzes der Stadt ausgelesen und der Status jeder einzelnen Straßenlaterne abgefragt werden.
Von dieser Lösung können auch ältere Straßenlaternen, die noch nicht auf LED umgerüstet sind, profitieren. Für die Kommunikation wird lediglich ein LoRaWAN-Gateway in Funkreichweite benötigt.
Im Rahmen von Lemgo Digital ist in den kommenden Monaten zusätzlich zur Umsetzung mit Omexom die Umrüstung eines Straßenzugs mit der Lösung von Phoenix Contact geplant. „So können wir im Rahmen von Lemgo Digital den Nutzen und die Anwendungsfelder beider Lösungen erproben und zeigen – zum einen mit Erhalt der Rundsteuertechnik und zum anderen mit neuer Kommunikation über LoRaWAN,“ fasst Fraunhofer-Ingenieurin Kornelia Schuba zusammen. „Ein Reallabor, in dem sich Bürger, Forscher, Stadtväter und Unternehmen gemeinsam neuen Lösungen widmen, ist ein wertvolles Instrument für die digitale Transformation.“