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Freiherr-vom-Stein-Gymnasium

Intelligente Straßenlaternen – Energieeinsparung durch gezieltes Steuern mit dem Mikroprozessor Arduino

Projektbetreuer:                    
Sven Friedrich

Projektteilnehmer:                 
Georg Trede, 17, Q2, Erik Holzhäuser, 17, Q2

 

 

 

 

Projektbeschreibung

Straßenlaternen stellen große Energiekosten für Städte und Kommunen dar, weil diese oftmals die ganze Nacht leuchten, obwohl sie nur teilweise benötigt werden oder eine geringere Leuchtkraft für den Großteil der Nacht ausreichen würde. Somit war das Ziel des Projektes die Entwicklung von „intelligenten Straßen­laternen“, die sich mithilfe von Sensoren und dem Mikrocontroller Arduino an die Umgebungsbedingungen anpassen. Dabei sollten sich die Laternen im ersten Schritt an das Umgebungslicht anpassen, indem mithilfe von Lichtsensoren die Helligkeit unter der Laterne gemessen und die Leuchtkraft der LED so geregelt wird, dass eine ausreichende Ausleuchtung erreicht wird. Des Weiteren verfügen die Laternen über eine Bewegungserfassung, welche im Modell mit Lichtschranken realisiert wurde, um Bewegungen zu registrieren. Entsprechend der Bewegung werden die Laternen in Fahrtrichtung hochgedimmt und die rückwärtigen nicht benötigten Laternen auf eine geringe Leuchtkraft (ca. 25 %) heruntergeregelt. Um die mögliche Energieeinsparung durch die intelligenten Straßenlaternen zu bestimmen, wurde die Einsparung am Beispiel der Stadt Münster berechnet. Dabei wurde die Einsparung durch Umrüstung auf LED-Leuchtmittel berechnet und zudem durch gezielte Steuerung. Das Ergebnis zeigte, dass sich durch die Kombination von LEDs und gezielter Steuerung ca. 88 % Energie im Gegensatz zu herkömmlichen Straßenlaternen einsparen lassen; dabei werden 37,5 % Energie durch die gezielte Steuerung eingespart. Wir nahmen an, dass die Laternen die Hälfte der Nacht mit einer Leistung von 25 % leuchten und die andere Hälfte mit voller Leuchtstärke. Durch den reduzierten Energieverbrauch und die geringeren Wartungskosten der Leuchtmittel können die Betreiber erhebliche Kosten sparen. Auch wenn sich das System nicht direkt auf echte Straßenlaternen adaptieren lässt, zeigt das Projekt, dass sich ein System von intelligenten Straßenlaternen auch mit einfacher Elektronik realisieren lässt.

 

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