LED-Beleuchtung in industriellen Gleichstromnetzen

Am Sitz in Dornbirn entwickelt Zumtobel u.a. intelligente Beleuchtungslösungen mit dem Fokus auf Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Lichtqualität.
Am Sitz in Dornbirn entwickelt Zumtobel u.a. intelligente Beleuchtungslösungen mit dem Fokus auf Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Lichtqualität. – Bild: Phoenix Contact GmbH & Co. KG

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.

Überbrückung längerer Distanzen

bis zum letzten Lichtpunkt

Seiten: 1 2