Bei der Zumtobel Group handelt es sich um einen börsennotierten Konzern, der international tätig ist. Neben dem Vertriebsnetz in rund 90 Ländern betreibt die Gruppe Entwicklungs- und Produktionsstandorte auf mehreren Kontinenten. Der Konzern setzt sich aus verschiedenen spezialisierten Marken zusammen: Zumtobel im Bereich der Beleuchtung für Architektur und Gebäude, Thorn Lighting zur Beleuchtung von Infrastruktur, Sportstätten und öffentlichen Plätzen sowie Tridonic als Hersteller von LED-Treibern, Sensoren, Software und Lichtsteuerungen. Mit dieser Struktur deckt die Gruppe die gesamte Wertschöpfungskette einer modernen Beleuchtung ab. Zumtobel Lighting mit Sitz in Dornbirn (Vorarlberg) gehört zu den führenden Anbietern professioneller Beleuchtungslösungen für Gebäude, Industrie, Infrastruktur und den öffentlichen Bereich. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Leuchten, Lichtmanagementsysteme sowie smarte Beleuchtung mit dem Fokus auf Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Lichtqualität. Typische Einsatzbereiche sind Büro- und Verwaltungsgebäude, Schulen und Universitäten sowie Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen. Hinzu kommen Industrie- und Produktionshallen, Hotels und Wellnessanlagen, Museen und Kulturbauten sowie der Einzelhandel und Einkaufszentren.
Weniger Umwandlungsverluste
Gleichstrom zeichnet sich gegenüber Wechselstrom vor allem durch eine höhere Energieeffizienz, die Einbindung von Photovoltaik und Batteriespeichern, niedrigere Umwandlungsverluste, eine bessere Eignung für elektronische Verbraucher sowie reduzierte Netzverluste aus. Daher gewinnt die DC-Technologie insbesondere in nachhaltigen Gebäuden, Rechenzentren und Industrieanlagen an Bedeutung. Eine Beleuchtung mit Gleichstrom ergibt dort besonders Sinn, weil heutige Lichtquellen – speziell LED-Leuchten – technisch bereits mit Gleichstrom arbeiten. In einem herkömmlichen Wechselstromnetz muss hingegen jede LED-Leuchte den Wechselstrom (AC) selbst in Gleichstrom (DC) umwandeln. Dieser zusätzliche Konvertierungsschritt verursacht Energieverluste, erhöht die Komplexität der Elektronik und kann die Lebensdauer einzelner Komponenten beeinflussen. Wird die Beleuchtung direkt mit Gleichstrom versorgt, entfallen die Umwandlungsverluste weitgehend. Dadurch steigt die Energieeffizienz des kompletten Systems. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Kombination mit erneuerbaren Energien. Photovoltaikanlagen erzeugen Gleichstrom, und Batteriespeicher arbeiten ebenfalls damit. Werden LED-Leuchten direkt an ein DC-Netz angeschlossen, kann die Solarenergie ohne zusätzliche Konvertierungsschritte genutzt werden. Das verbessert die Effizienz des Gebäudes und verringert den Energiebedarf aus dem öffentlichen Netz.
Lichtbögen und Kurzschlussströme beherrschen
Die Verwendung von LED-Beleuchtung in 700V-Gleichstromnetzen eröffnet somit Einsparpotenziale, stellt jedoch besondere Anforderungen an die Technik. Zu den wichtigsten Voraussetzungen zählen die sichere Umwandlung der hohen Gleichspannung für den LED-Betrieb, erhöhte Anforderungen an Isolation und Personenschutz sowie die Absicherung vor Überspannungen und Schaltlichtbögen. Darüber hinaus müssen die LED-Treiber hohe Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit, Energieeffizienz und elektromagnetischer Verträglichkeit erfüllen, um einen langfristig sicheren und wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen. Phoenix Contact engagiert sich als aktives Mitglied der ODCA (Open Direct Current Alliance) im Rahmen nationaler und internationaler Arbeitskreise und treibt die Nutzung industrieller Gleichstromnetze voran. Dabei liegen die Schwerpunkte in den Bereichen Verbindungstechnik, Stromversorgung sowie Schalt- und Schutztechnologie. Bei der Versorgung industrieller DC-Netze stellen die Schaltvorgänge eine spezielle Herausforderung dar. Zum einen bildet sich beim Ausschalten ein stehender Lichtbogen, der beherrscht werden muss. Zum anderen sind in DC-Netzen mehr Kapazitäten vorhanden, sodass Kurzschlussströme wesentlich schneller ansteigen als in induktionsbehafteten AC-Netzen. Ob Altbau oder Mietwohnung: Smart Home muss nicht kompliziert sein. Mit dem MDT homeXpert® Server lassen sich Jalousien kabellos automatisieren und weitere Funktionen Schritt für Schritt ergänzen – für mehr Komfort und Energieeffizienz. ‣ weiterlesen
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Überbrückung längerer Distanzen bis zum letzten Lichtpunkt
Zumtobel Lighting hat sich der schwierigen Aufgabe angenommen und ein Lichtbandsystem für 700V-DC-Netze eingeführt. Beim Lichtband Tecton DC handelt es sich um die Gleichstrom-Variante des Lichtbandsystems Tecton. Das Grundprinzip besteht darin, dass eine durchgängige Tragschiene sowohl die mechanische Struktur ebenso wie die Stromversorgung, Datenkommunikation und Steuerung übernimmt. Auf dieser Schiene können unterschiedliche Komponenten werkzeuglos montiert und bei Bedarf ausgetauscht oder ergänzt werden. Anstatt jede Leuchte einzeln zu installieren und zu verkabeln, wird im ersten Schritt ein durchgängiges Schienensystem angebracht. Anschließend lassen sich verschiedene Module flexibel integrieren. Dieses Prinzip gilt auch für Tecton DC. Die Gleichstrom-Variante weist jedoch eine höhere Effizienz gegenüber der AC-Variante auf. Zudem können längere Distanzen von der Einspeisung bis zum letzten Lichtpunkt überwunden werden. Bestehende Tecton-Installationen lassen sich einfach auf DC umrüsten, wobei die Tragschienen beibehalten werden. Tecton DC bietet mit seinen LED-Beleuchtungselementen für 700V und in Kombination mit den elektronischen Schalt- und Schutzgeräten von Phoenix Contact eine durchgängige Lösung für den sicheren und effizienten Betrieb in Hochvolt-Gleichstromnetzen. Die abgestimmten Komponenten ermöglichen eine direkte Einbindung in 700V-DC-Infrastrukturen und reduzieren Umwandlungsverluste. Gleichzeitig sorgen intelligente Schutz- und Schaltfunktionen für einen zuverlässigen Betrieb und eine schnelle Fehlererkennung im Netz.
Abschaltung in weniger als zehn Mikrosekunden
Als Schalt- und Schutzelement in Gleichstromnetzen verwendet der von Phoenix Contact entwickelte Leistungsschalter Contactron ELR HDC moderne Halbleitertechnologie, um Schaltvorgänge lichtbogenfrei zu realisieren sowie im Fehlerfall in weniger als zehn Mikrosekunden abzuschalten. Die galvanische Trennung wird durch Relais im Leistungspfad sichergestellt. Im Fall einer Unter- oder Überspannung im Eingang schaltet das Gerät ebenfalls ab. Weiterhin überwacht Contactron ELR HDC im Betrieb die wichtigsten Parameter und stellt sie für die Betriebsdatenerfassung bereit. Außerdem lädt der Leistungsschalter Kapazitäten im Ausgang auf die Eingangsspannung vor, sodass während des Einschaltens Stromspitzen vermieden werden. Phoenix Contact setzt die LED-Beleuchtung für 700V DC von Zumtobel bereits in seiner All Electric Society Factory ein. Der durch die Aufdach-PV-Anlage und einen Batteriespeicher gelieferte Gleichstrom versorgt dort die fest installierten Verbraucher. Neben der Beleuchtungslösung Tecton DC bietet Zumtobel auch maßgeschneiderte Gleichstromlösungen aus dem gesamten Produktportfolio an. Je nach Anforderungen des Gebäudes und der elektrischen Infrastruktur sind Lösungen für 350 und 700V DC erhältlich. Wie diese Technologien in der Praxis funktionieren, können Besucher in einem Showroom bei Zumtobel in Dornbirn erleben. Dort wurde ein Bürobereich mit einer DC-Infrastruktur ausgestattet, um die Optionen der Gleichstromnetze anschaulich zu demonstrieren. Ermöglicht wird die DC-Installation durch Schalt- und Schutzelemente von Phoenix Contact.
Fazit
Durch die Kombination von LED-Beleuchtungselementen und DC-Leistungsschaltern können Anwender die Gebäudetechnik in DC-Netzen noch effizienter nutzen, da es weniger elektrische Wandlungsschritte für die Beleuchtung sowie zuverlässige Schaltvorgänge und Schutzfunktionen durch Halbleitertechnologie gibt. Für das industrielle DC-Netz steht somit schon heute eine Beleuchtungslösung zur Verfügung, die sämtliche Vorteile der Gleichstromtechnologie für den energetischen und wirtschaftlichen Erfolg ausschöpft.
