Der einfache Weg

Bei vielen Kundenanlagen erkennt man deutlich, dass der Hauptfokus bei der Beratung auf dem Kamerasystem selbst lag. Die Betrachtung der peripheren Anlagenteile wie z.B. die Beleuchtung wurden meist weniger gründlich bearbeitet. Das lässt sich an dem einfachsten aller Beleuchtungskonzepte erkennen und das heißt,"Licht dauernd an". Manche gehen noch einen Schritt weiter, da heißt das Konzept, "Licht dauernd an", auch wenn die Sonne scheint. Letzteres findet man hauptsächlich mit Infrarotstrahlern, denn was man nicht sieht ist auch nicht an. Für den Stromverbrauch macht das jedoch keinen Unterschied. Ob sichtbar oder nicht 1 00 Watt sind 1 00 Watt und kosten Geld. Letztgenannte Methode ist schlichtweg fahrlässig. Das Verfahren "Licht bei nicht ausreichender Helligkeit dauernd ein", kann jedoch in manchen Situationen sinnvoll sein. Dies trifft meist auf Industrieanlagen zu, bei denen auch im Außenbereich, rund um die Uhr gearbeitet wird und somit die Beleuchtung ohnehin notwendig ist. Selbst bei solchen Anlagen entdeckt man bei näherer Betrachtung wirtschaftliche Einsparpotentiale. Um ein Gefühl für die Beleuchtungskosten zu bekommen, rechnen wir diese an einem realen Beispiel mal nach.

Die Geschichte

Wie schon im Text erwähnt, sollen unserer Berechnung Werte eines realen Projekts zugrunde liegen. Es handelt sich hierbei um einen Kunden, der besondere Schüttgüter herstellt und damit handelt. Es liegt bei diesem Schüttgut in der Natur des Produkts, dass die Lagerung im Freien stattfindet. Das hat zur Folge, dass die wertvolle Ware nur durch einen Zaun vor unberechtigtem Zugriff gelagert wird. Meistens wurde besagter Zaun des Nachts entweder zerschnitten und das Material anhängerweise vom Hof gefahren oder eimerweise über diesen befördert. Durch die großen Mengen in der Lagerstätte konnten solche Verluste meist erst recht spät entdeckt werden oder waren nur an dem schon wieder zerstörten Zaun sichtbar. Im Urzustand wurde das Gelände mit normalen Leuchtstofflampen, die wir alle von der typischen Straßenbeleuchtung her kennen, erhellt. Für eine gute Ausleuchtung wurden zusätzlich vom Inhaber noch Halogenstrahler montiert, jeder dieser Strahler mit einer Leistung von 500 Watt. Zur Zeit werden 6 von diesen Strahlern auf dem Gelände eingesetzt. Das ergibt eine Gesamtleistung von 3000W. Da das Gelände sehr groß und unübersichtlich ist, mit einer Tendenz zu noch mehr Beleuchtung. Sicher hinzu kommen noch 4 weitere Strahler.

Die Berechnung

Um jetzt den Bedarf in kWh zu berechnen, benötigen wir noch die Zeit der Einschaltdauer. Bei einer lichtgesteuerten Anlage mit einem Dämmerungsschalter kann man von 7 Stunden Betrieb ausgehen. In den Sommermonaten ist es recht lange hell und in den Wintermonaten wird es dagegen sehr schnell dunkel. Berechnen wir jetzt nach der oben angegebenen Formel den Verbrauch, erhalten wir ein Ergebnis von 21 kWh pro Tag. Multiplizieren wir diesen Wert mit 365 Tagen und den Kosten von ca. 1 9 Cent pro kWh, ergibt das die stolze Summe von 1 456,35 Euro. Die Realität sieht aber noch besser aus, da die Anlage manuell geschaltet wird. Um 1 8:00 ist Feierabend. Der letzte Mitarbeiter macht das Licht an und das ist meist gegen 1 9:00 Uhr. Ausgeschaltet wird die Beleuchtung erst wieder am nächsten Morgen gegen 08:00Uhr. Im Winter wird sogar noch früher ein- und später ausgeschaltet. Lassen wir das jetzt aber für unsere Berechnung außer acht. Wir haben es bei dieser Anlage, vor dem Umbau, also mit minimum 1 3 Stunden Einschaltdauer zu tun. Rechnen wir jetzt mit der Formel oben, ergibt sich ein Wert von 39 kWh pro Tag. Für ein Jahr bedeutet das einen Verbrauch von 1 4235 kWh. Ein beachtlicher Wert! In Euro sind das dann 2704,65€ im Jahr bei 0,1 9€ pro kWh. Würde man in die Berechnung noch die vier kommenden Strahler einrechnen, ist ein Ausbau mit einer vernünftigen Steuerung, für jeden Unternehmer nur noch Formsache.

Einsparung ja, aber...

Wie man an unserer Berechnung schön erkennen kann, gibt es nicht viele Faktoren, an denen wir drehen können. An der Leistungsaufnahme und an der Anzahl der Strahler können wir nichts ändern, denn die Beleuchtung wird bei Dunkelheit genauso wie sie ist gebraucht. Bleibt nur die Einschaltdauer, mit der wirklich gespart werden kann. Aber so einfach ist das auch nicht, denn der Inhaber oder der Wachdienst wollen nachts über die Kamera-Anlage sehen, was auf dem Firmengelände los ist. Ebenso steht es mit der Aufzeichnung der Kameras. Selbst die beste Kamera zeigt bei zuwenig Licht nur graue Schatten. Dann gibt es Bereiche, die aus Sicherheitsgründen immer hell erleuchtet sein müssen, aber bei ausreichendem Tageslicht nicht eingeschaltet sein dürfen. Anforderungen, die erfüllbar sind, wenn man auf eine passende und flexible Steuerung zurückgreifen kann. Sofort kommt das Thema SPS und der Begriff Kleinsteuerung zum Tragen. Diese Steuerungen würden zwar für diesen Zweck verwendbar sein, sind aber nicht für Kameraüberwachungssysteme gemacht. Der Anpassungsaufwand und der Platzbedarf sind einfach zu groß. Auch die Kosten sind für diese Aufgabe nicht angemessen. Abhilfe schafft hier die frei programmierbare Steuerung (fpS) MegaCON Station. Diese fpS bietet mehr als gebraucht wird, ohne den teuren Balast einer SPS mitzubringen, was sehr deutlich an den Kosten bemerkbar ist. MegaCON Station ist über LAN vernetzbar, wenn die Notwendigkeit besteht. Es sind fast beliebig viele Schwerlast-Stromkreise möglich. Der Kunde bekommt aber nur die Anzahl, die für seine Anwendung wirklich erforderlich ist. Die fpS beherrscht jegliche denkbare Sensorik. Vom einfachen Taster, der Lichtschranke, zum Bewegungsmelder bis hin zur Temperatur oder Luftfeuchte und natürlich einem Tageslichtsensor. Es bleibt kein Wunsch offen. Selbstverständlich unterstützt die fpS auch direkt die Ein- und Ausgänge der Kameras. Mit diesen Funktionalitäten wird nun die Lücke zwischen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und der statisch verdrahteten Steuerung geschlossen. Eine weitere Problematik stellt die Tatsache dar, dass fast jeder Strahler auf einem eigenen Stromkreis hängt und somit eine Zentralfunktion ausgeschlossen wird. Bisher musste die Beleuchtung von verschiedenen Stellen geschaltet werden. Besonders schlechte Voraussetzungen bieten die Strahler, die frei auf dem Gelände stehen. Hier gibt es nur die Stromversorgung und einen Schalter.

Die Lösung

Eine Menge Parameter, die zu beachten sind und damit viele kleine Detailprobleme, die es zu lösen gilt. Fangen wir mit etwas Philosophie an. Jeder Strahler stellt gedanklich ein insich geschlossenes Gerät dar, das bestimmte Eigenschaften besitzt. Unterteilen wir nun diese Eigenschaften in allgegültige Eigenschaften und Sondereigenschaften. Um hier einen Überblick zu bekommen, schreiben wir eine Liste mit den Eigenschaften, die wir benötigen. Dann zeichnen wir uns ein Rechteck für jeden Strahler und unterteilen dies in zwei Bereiche. Jetzt können wir mit unserer Liste jedem Strahler seine Allgemeinen- und seine Sondereigenschaften zuweisen. Exemplarisch ist das weiter unten im blauen Kasten dargestellt. Wer sich etwas mit objektorientierter Programmierung beschäftigt hat, kennt diese Darstellung auch als Objekt-Kontainer. Natürlich müsste dieser noch genauer unterteilt

werden, hier soll es zur Übersicht genügen. Jede Steuerung besitzt einen Lichtsensor, der die Information bereitstellt, ob künstliches Licht benötigt wird oder nicht. Ein versehentliches Einschalten bei Tageslicht ist somit ausgeschlossen. Um eine Zentraleinschaltung möglich zu machen, werden die fpS per LAN vernetzt. Hierzu wird die bestehende Infrastruktur über LAN oder WLAN genutzt. Dadurch müssen keine endlosen zusätzlichen Leitungen auf dem großen Gelände verlegt werden. Auch die unterschiedlichen Stromkreise haben damit ihren Schrecken verloren. Nach einer manuellen Einschaltung sorgt die Uhrzeit-Abschaltung dafür, dass nach Feierabend nur noch die Strahler an bleiben, die auf Grund des Kundenwunsches an sein sollen. Ein versehentliches Vergessen, diese Beleuchtungskörper einzuschalten ist somit auch ausgeschlossen. Der Inhaber oder der Wachdienst können die einzelnen Strahler über das WEB-Interface der Kamera schalten. Gleichzeitig wird auch die Aufnahme gestartet. Sollte vergessen werden wieder auszuschalten, wird der Strahler von der Einschaltzeit-Überwachung wieder ausgeschaltet. Kommt es zu einer Überschreitung in einem Bereich, wird nur die benötigte Beleuchtung eingeschaltet und die Aufzeichnung gestartet. Erkennen die Sensoren im gleichen oder in einem anderen Bereich keine weiteren Übergriffe, wird die Bleuchtung von der Einschaltzeit-Überwachung wieder ausgeschaltet. Ebenso wird auch die Aufnahme wieder gestoppt. Wurden jedoch weitere Regelverletzungen erkannt, verlängert sich die Einschaltdauer automatisch um einen vorher definierten Wert (retrigger). Wird für eine gute Ausleuchtung ein Freifeldstrahler benötigt, wird dieser über ein Funkmodul aus der Hausautomation gesteuert als ob er direkt an der fpS angeschlossen wäre. Kommen weitere Beleuchtungskörper zur bestehenden Anlage hinzu, ist eine Erweiterung leicht machbar. Hat der Betreiber auf Grund von Erfahrung oder veränderten Betriebsabläufen Änderungswünsche, muss nur die Software geändert werden. Eine Neuverdrahtung der Anlage
ist nicht notwendig. Da die Steuergeräte genau wissen, wann und wie lange die Beleuchtung eingeschaltet war, besteht zu all diesen Funktionen auch noch die Funktion der Protokollierung und Auswertung des Strombedarfs der Beleuchtungsanlage. Weil fast jegliche Sensorik unterstützt wird, kann auch die netzunabhängige Funk-Sensorik aus der Hausautomation eingesetzt werden und somit ist die Erfassung der unzugänglichsten Bereiche ohne ein Kabel zu verlegen, machbar. Die Fähigkeiten dieser Anlage sind unglaublich. Das Beste jedoch sind die mehr als deutlichen Einsparungen um die es ja in der Hauptsache geht. Die Höhe der Einsparungen wollen wir jetzt einmal nachrechnen, um einen Überblick über die zukünftigen Kosten zu bekommen. zweiten Jahr. Ein weiterer Aspekt, der zu berücksichtigen ist, sind die zur Zeit ständig steigenden Energiekosten. Diese Tatsache lässt sich nicht genau berechnen, es ist aber sicher der Strom wird teurer. Hierzu verwenden wir wieder unsere Formel. Nur diesmal müssen wir zuerst die Werte der einzelnen Strahler berechnen.

Die Ersparnis

Der Torbereich soll auf Kundenwunsch permanent ausgeleuchtet werden. Hier wird während der Nacht ständig aufgezeichnet. Somit gibt es einen Strahler, der jeden Tag im Jahresschnitt 7 Stunden 365 Tage eingeschaltet ist. Das schlägt bei unserer Energiebilanz mit 1 277,5kWh zu Buche. Im vorderen Gelände werden drei Strahler außerhalb der Öffnungszeiten im Jahresmittel nur noch eine Stunde pro Tag benötigt. Für diese Strahler ergibt sich ein Jahresverbrauch von 547,5kWh. Die beiden letzten Beleuchtungseinheiten sind wieder im Jahresschnitt gerechnet, gerade noch eine halbe Stunde pro Tag an. Die abgenommene Energie im Jahr beträgt damit 1 82,5 kWh. Jetzt können wir den Jahresverbrauch für die ganze Anlage berechnen. Hierzu werden die einzelnen Werte addiert. Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Es werden im Jahr nur noch 2007,5kWh abgenommen. Wir erinnern uns vor dem Umbau hat die Anlage 1 4235kWh verschlungen. Die Werte sind so deutlich, dass man sie erst gar nicht glauben kann und es zur Sicherheit gleich zweimal rechnet. An dem erstaunlichen Ergebnis ändert das jedoch nichts. Die Ersparnis beläuft sich damit auf 2323€ pro Jahr. Stellt man die Umbaukosten von rund 4000€ gegenüber, amortisiert sich der Einsatz der Technik schon im zweiten Jahr. Ein weiterer Aspekt, der zu berücksichtigen ist, sind die zur Zeit ständig steigenden Energiekosten. Diese Tatsache lässt sich nicht genau berechnen, es ist aber sicher der Strom wird teurer.

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