Mit Lichttechnik zur optimalen Arbeitsplatzbeleuchtung

Gutes Lichtmanagement lohnt sich mehrfach

In der Produktionshalle der Firma Junker-Filter wurde das Licht bislang ganz traditionell über einen Schalter an- und ausgeschaltet. Dabei waren die Lichtverhältnisse an einigen Arbeitsplätzen gut und an anderen nicht ausreichend. Um die Beleuchtung bedarfsgerecht und kostenreduziert zu realisieren, wurde das Unternehmen Eiko-Europe ins Boot geholt. Dieser erstellte ein durchdachtes Steuerungssystem auf der Basis batterieloser Funkmodule und konnte so den individuellen Beleuchtungsbedarf energieeffizient nachkommen.

(Bild: Fotografie Nadine Kernchen)

Seit den 50er-Jahren stellt die Firma Junker-Filter unterschiedliche Filtermedien für die Staubabscheidung und Fest-Flüssig-Trennung her. Dabei legt das Unternehmen Wert darauf, seine Produkte unter umweltfreundlichen und energieschonenden Bedingungen zu produzieren. Um dies umzusetzen, beauftragte das Unternehmen die AVR Energie GmbH. Diese bietet ein breit gefächertes Angebot im Bereich der regenerativen Energien an und übernahm die Energieoptimierung, -beschaffung und -steuerung. In diesem Zusammenhang stellte der Spezialist fest, dass eine Produktionshalle sowie daran angrenzende Bereiche energetisch optimiert werden mussten. Ziel war es, die Effizienz zu steigern und den Energieverbrauch zu senken. Neben anderen energiereduzierenden Maßnahmen war es hierfür äußerst wichtig, die künstliche Beleuchtung zu verbessern.

Partner für Lichtlösungen

(Bild: Fotografie Nadine Kernchen)

Diese Beleuchtung bestand bislang aus knapp 360 T8-Leuchtstoffröhren, die zusammen mit fast 120 T5-Leuchtstoffröhren und 5 HQL-Strahlern den Arbeitsbereich und die Zuwege erhellten. Sie wurden ganz traditionell über Lichtschalter an- und ausgeschaltet. Dies hatte zur Folge, dass die Beleuchtung des Raumes an manchen Tagen nicht optimal war und an anderen das Licht leuchtete, obwohl es gar nicht erforderlich gewesen wäre. Um das zu verbessern, beauftragte AVR Energie wiederum die Firma EiKO-Europe. Sie fertigt nicht nur Lampen und Leuchten für die Industrie, den Elektrohandel und den Elektroniksektor, sondern erstellt auch qualifizierte Beleuchtungsplanungen nach DIN EN12464 Teil I (Innenbeleuchtung). Dabei ist es dem Unternehmen wichtig, bedarfsgerechte Lichtlösungen anzubieten. Bei der Produktionshalle bedeutete dies, dass EiKO einerseits hocheffiziente Leuchten lieferte und andererseits ein Steuerungssystem programmierte, das flexibel auf die Anforderungen der Produktion eingeht und so Energie spart.

Individuelle Lichtlösung

Da die Halle in einigen Bereichen eine Höhe von vier und in anderen eine Höhe von bis zu zehn Metern aufweist, schlugen die Lichtplaner zwei unterschiedliche Leuchten vor. Die Star Disc kam für die großen Deckenhöhen zum Einsatz. Sie eignet sich für Lichtpunkthöhen von 5 bis 15m und wird gerne verwendet, um Anlagen, in denen die herkömmlichen Metalldampf-Hallentiefstrahler verwendet wurden, auf moderne LED-Technik umzurüsten. Dank der einfachen Kettenabhängung lassen sich die vorhandenen Leuchten montagefreundlich und kostengünstig ersetzen. Ihr Farbwiedergabeindex liegt mit CRI >80 über dem Marktdurchschnitt für Industrieleuchten von ca. CRI 70, was vor allem für die Qualitätskontrolle und Textilverarbeitung eine Rolle spielt. In den niedrigeren Bereichen der Halle wurden die Leuchten Tri-Proof eingesetzt. Diese Leuchte entspricht dem Stoßfestigkeitsgrad IK10, sie ist damit besonders robust und stoßfest, weshalb sie sich für besonders stark frequentierte Industriebereiche eignet. Allein durch den Austausch der Leuchten konnte die aufzubringende Leistung um 17.676W reduziert werden.

Steuerung und Sensorik

Per Touchscreen Fingertipp lässt sich die Beleuchtung in der Produktionshalle steuern. (Bild: Fotografie Nadine Kernchen)

Zusätzlich sorgen die Lichtplaner mit einem Steuerungssystem dafür, dass die Halle an allen Stellen zu jeder Tageszeit und bei jeder Witterung optimal beleuchtet ist. Hierfür wurde die Halle in 15 unterschiedliche Teilbereiche gegliedert. In ihnen herrschen unterschiedliche Tageslichtbedingungen und es werden verschiedene Tätigkeiten durchgeführt. Alle Bereiche sind mit Lichtsensoren und Bewegungsmeldern ausgestattet. Die Sensoren messen individuell in jedem Bereich die Lichtsituation und geben die entsprechende Information an die Steuerungseinheit (EnOcean Dali Controller) weiter. Hierbei setzt Eiko auf die EnOcean-Funktechnologie. Diese hat den Vorteil, dass vollständig auf Kabel und Batterien verzichtet werden kann. Stattdessen schöpfen die Sensoren die erforderliche Energie aus der Spannung, die entsteht, wenn sich in ihrer Umwelt die Energie ändert (z.B. piezoelektrische Effekte). Die Informationen werden per Funk (868MHz) als verschlüsselte Daten übermittelt, wodurch das System sicher gegen unerwünschte Eingriffe ist. Sobald die Steuerungseinheit die Information über den Istzustand der Beleuchtungssituation erhalten hat, passt sie das künstliche Licht so an, dass die gewünschte Lichtstärke erreicht wird. In der Fertigungshalle liegt diese bei über 1.000 Lux, die Lichtfarbe ist auf 5.000K festgelegt. Sie ist dem Tageslicht sehr ähnlich und wirkt sich positiv auf die Konzentration der Mitarbeiter aus, was u.a. dabei hilft, Arbeitsunfälle zu vermeiden. Um auszuschließen, dass das Licht zu Zeiten leuchtet, in denen es nicht erforderlich ist, wurde eine Steuerung programmiert, die alle gewünschten Parameter berücksichtigt. Hierzu gehören u.a. die voneinander abweichenden Luxlevel in den Bereichen zu verschiedenen Uhrzeiten, die Länge der Nachlaufzeit, der Verlauf der Tageslichtnachführung und weitere Funktionen.

Bedarfsgerechte Steuerung

Konkret bedeutet dies: An normalen Arbeitstagen schaltet sich die automatische Beleuchtungsanlage eine halbe Stunde, bevor die Arbeitsschicht beginnt, ein, und zwar auf 20 Prozent der normalen Lichtleistung, 10 Minuten vor Schichtbeginn geht die Beleuchtung auf 100 Prozent und wird während der gesamten Arbeitszeit wie beschrieben vollautomatisch geregelt. 30 Minuten nach der letzten Schicht dimmt die Anlage automatisch das Licht auf 20 Prozent der normalen Lichtleistung herab. Eine halbe Stunde später wird das Licht komplett ausgeschaltet. Registriert der Bewegungsmelder nach Arbeitsschluss sowie an Wochenenden und Feiertagen, dass sich jemand in der Halle befindet, gehen sofort die Lampen automatisch mit einer Lichtleistung von 20 Prozent an. Dabei ist die gesamte Beleuchtungsanlage so konzipiert, dass sie zwar vollautomatisch läuft, die Mitarbeiter aber die Möglichkeit haben, manuell einzugreifen und alle Teilbereiche nach Wunsch zu steuern. So können sie z.B. die Nachlaufzeit der Bewegungsmelder einstellen und deren Restlaufzeit überprüfen.

Die Kombination macht’s

Die größte Herausforderung der Lichtplanung bestand darin, alle Besonderheiten vor Ort zu berücksichtigen. Abgesehen davon, dass die Lichtverhältnisse in den verschiedenen Bereichen unterschiedlich waren, mussten auch die Anforderungen der einzelnen Tätigkeiten zu unterschiedlichen Tageszeiten berücksichtigt werden. Ferner hatten die Planer zu beachten, dass die Lichtstrahlen von einzelnen Maschinen blockiert werden und einzelne Arbeitsbereiche im Schatten der Maschinen liegen. Wie das Ergebnis zeigt, hat sich der Aufwand gelohnt: Nach eigenen Angaben spart die Firma Junker-Filter heute über 65 Prozent im Vergleich zur früher erforderlichen Energie – ohne die Steuerung in Betrieb zu nehmen. Mit der Steuerung lassen sich zusätzlich noch bis zu 20 Prozent Energie sparen. Der Firmeninhaber Jürgen Junker kommentiert: „Für uns war ein flexibles Steuerungssystem sehr wichtig. Unser Ziel war es, je nach Auslastungsgrad der Halle einen Teil der Produktionsanlage gezielt und bedarfsgerecht beleuchten zu können. Genau das haben wir erhalten.“