Energietechnik

Licht aus - LED an!

Mehr sehen mit weniger Aufwand im Großklärwerk Köln-Stammheim

Energieeinsparung ist ein Kernthema auf Kläranlagen. Dies gilt nicht nur für die Abwasserbehandlung mit großen Verbrauchern, sondern fängt beim Großklärwerk (GKW) Köln-Stammheim schon im Kleinen an - und zwar mit der Außenbeleuchtung.

Die Außenbeleuchtungsanlage des GKW Köln-Stammheim hat mit der Anzahl der Beleuchtungskörper annähernd das Ausmaß einer Kleinstadt!

Gemäß EU-Richtlinie werden schrittweise bestimmte, ineffiziente Leuchtmittel verboten. Im Falle des GKW Stammheim betraf dies die Ausphasung der auf dem Gelände in der Außenbeleuchtung eingesetzten Quecksilberdampflampen.

Bei der Umsetzung des neu erstellten Konzeptes zur Außenbeleuchtung mussten viele Randbedingungen berücksichtigt werden. Die historisch gewachsene Beleuchtungsanlage bestand aus unterschiedlichen Masten und Fundamenten, die teilweise keine Kabeldurchführung in den Lichtmastfundamenten hatten und teils vollständig mit Beton vergossen wurden. Eine Erdungsanlage für den Blitzschutz fehlte vollständig. Die Nutzung von Aluminiummasten in Bereichen aggressiver Umgebungsbedingungen musste mit eingeplant werden.

Laufender Betrieb wurde nicht gestört

Da sich die Baumaßnahmen über das gesamte Gelände erstreckten und die Betriebsabläufe sowie die weiteren Baumaßnahmen nicht gestört werden durften, wurden die einzelnen Bauabschnitte und die damit verbundenen Straßensperrungen detailliert geplant. Dies bezog sich ebenfalls auf die Sicherstellung einer ausreichenden Beleuchtung während der Bauphase. Die Beleuchtungsstromkreise wurden unter Berücksichtigung von Blitzstrom- und Überspannungsableitern, entsprechend des Blitzschutzkonzeptes, sowohl in bestehende als auch in neue Unterverteilungen integriert.

Auftraggeber:

Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR

Projektrealisation:

2013 - 2014

Leistungsphasen:

LP 1 - 9

Leistungsumfang:

Lichttechnische Berechnung nach der Punkt-für-Punkt-Berechnungsmethode, Berechnung des Energieeinsparpotenzials.
Festlegung der Beleuchtungsstärke nach ASR A3.4, DIN EN 12464 sowie einer Gefährdungsbeurteilung in Abstimmung mit dem Großklärwerksbetreiber.
Leuchtenabstände bei der gewählten LED-Leuchte im Raster der Beleuchtungsberechnung (optimales Raster).
Berücksichtigung von vorhandenen Leuchtenmasten, die an ihrem bisherigen Standort verbleiben oder durch Versetzen wiederverwendet werden sowie Ergänzung neuer Leuchten.
Teilweise Nutzung der vorhandenen Infrastruktur (Kabelleerrohre/Kabelzugschächte und Medienkanäle).
Kein Einsatz von Erdkabelmuffen, um mögliche zusätzliche Fehlerquellen zu minimieren.
Einsatz von Hüllrohren im Fundament, hierdurch wird ein erheblich vereinfachter Austausch der Lichtmaste bei Beschädigung ermöglicht.
Einsatz von Kabelleerrohren zum mechanischen Schutz der Kabel und um ggf. später Kabel austauschen zu können.
Erstellung eines Blitzschutzzonenkonzeptes sowie Verbesserung des vermaschten Erdungsnetzes.

Technische Informationen:

Im Rahmen der Erneuerung der Außenbeleuchtung konnten gleich mehrere Maßnahmen mit einbezogen werden. Die, wie sich bei einer Isolationsmessung herausstellte, fehlerhaften Kabel wurden saniert, die alten 2 x 125 W HQL-Leuchtköpfe wurden durch moderne Leuchten in LED-Technik ersetzt sowie das vermaschte Erdungsnetz durch in den Kabelgräben mitgeführte Erdungsleitungen verbessert.

Durch die Erneuerung der Außenbeleuchtung in LED-Technik entsteht ein deutlich geringerer Wartungsaufwand und folglich auch eine deutliche Reduzierung der Wartungskosten.

In der Automatisierung wurde ein Berechnungstool geschaffen, welches über einen Algorithmus aus CO₂-Faktor, Differenz der Stromaufnahme gegenüber der alten und neuen Beleuchtung sowie der täglichen Betriebszeit die aufsummierte Gesamtenergieersparnis bzw. die CO₂-Einsparung errechnet.

Durch die Umstellung der Leuchtmittel werden trotz des Einsatzes von zusätzlichen 123 Leuchten ca. 72 % des ursprünglichen Energiebedarfs eingespart. Die Außenbeleuchtung wird über ein zentrales Prozessleitsystem gesteuert. In diesem Rahmen findet auch die Überwachung der Leuchtkreise auf Störungen bzw. Ausfälle statt. Den Erfordernissen entsprechend kann die Schaltung der Beleuchtung auch bereichsweise bequem über das PLS erfolgen.