Wind-Solar-Hybridsystem und intelligente Straßenlaternen

Kürzlich wandte sich ein Kunde aus Malaysia an uns und bat uns, bei einem Projekt zusammenzuarbeiten – der Förderung intelligenter Straßenbeleuchtung vor Ort unter gleichzeitiger Kombination mit einem Wind-Solar-Hybridsystem, um tatsächlich grüne Energie auf einer intelligenten Grundlage einzusetzen. Diese Idee ist durchaus interessant und meiner Meinung nach auch einer genaueren Betrachtung wert.

Was genau sind intelligente Straßenleuchten? Welche Vorteile ergeben sich, wenn sie mit einem Wind-Solar-Hybridsystem kombiniert werden?

Intelligente Straßenleuchten sind eine neue Art öffentlicher Einrichtungen, die sich allmählich im Zuge der Entwicklung städtischer Intelligenz und grüner Energietechnologien herausgebildet haben. Sie verwandeln die Straßenlaterne nicht mehr in eine bloße Lichtquelle, sondern heben sie zu einem System hoch, das das Internet der Dinge (IoT), 5G-Kommunikation und LED-Technologie integriert. Im Vergleich zu herkömmlichen Straßenleuchten weisen intelligente Straßenleuchten deutliche Vorteile hinsichtlich Energieeffizienz, Sicherheit, Betriebs- und Wartungseffizienz sowie Dienstleistungsfähigkeit auf.

Nach der Integration eines Hybrid-Wind-Solar-Systems können intelligente Straßenlaternen ihre Abhängigkeit vom traditionellen Stromnetz aufgeben und Energieautarkie erreichen. Bei gutem Tageslicht erzeugen die Solarmodule Strom; nachts oder an regnerischen Tagen übernimmt die Windenergie die Versorgung. Diese beiden Energiequellen ergänzen sich gegenseitig und gewährleisten so eine relativ stabile Stromversorgung rund um die Uhr. Zudem ist beim Hybrid-Wind-Solar-System kein großflächiges Ausheben von Gräben zum Verlegen von Kabeln erforderlich. Es eignet sich daher besonders für abgelegene Gebiete, Inseln, touristische Sehenswürdigkeiten oder Standorte, die überhaupt nicht an das Stromnetz angeschlossen sind – und ist zudem kostengünstiger. Außerdem ermöglicht der Controller Funktionen wie Lichtsteuerung, Zeitsteuerung sowie Überladungs- und Tiefentladeschutz und arbeitet mit der IoT-Technologie (Internet of Things) für die Fernüberwachung und Einzel-Lampen-Regelung zusammen. Das Betriebs- und Wartungspersonal muss daher nicht ständig vor Ort ausrücken, wodurch die Effizienz naturgemäß steigt.

Allerdings ergeben sich bei der gemeinsamen Nutzung intelligenter Straßenlaternen und eines Wind-Solar-Hybridsystems weitere Aspekte, die bei der Planung zu berücksichtigen sind.

Zunächst einmal ist das Wind-Solar-Hybridsystem nicht überall gleichermaßen geeignet. Entscheidend ist es, zunächst die lokalen Ressourcenbedingungen des Projektstandorts zu ermitteln – beispielsweise die Windgeschwindigkeit, ob ausreichend Sonnenlicht vorhanden ist und wie viele regnerische Tage es gibt. Sind diese grundlegenden Voraussetzungen nicht gegeben, bleibt jede spätere Planung letztlich wirkungslos.

Zweitens sollten auch das Produkt- und Strukturdesign an die lokalen Gegebenheiten angepasst werden. Küstenregionen wie Malaysia zeichnen sich durch hohe Luftfeuchtigkeit und Temperaturen sowie starken Salznebel aus; zudem müssen wir uns vor Gewittern und Taifunen schützen. Daher ist der Einsatz korrosionsbeständiger Materialien erforderlich, um eine wirksame Rauchverhütung zu gewährleisten. Die statische Befestigung von Windturbinen und Solarmodulen muss zudem die Windlast berücksichtigen. Die Hardware-Ausrüstung muss gegen hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit beständig sein, andernfalls würde sie in diesem Umfeld nicht mehrere Jahre lang halten. Gleichzeitig müssen Wirtschaftlichkeit und Auslastungsgrad ausgeglichen werden – das System muss nicht nur ausreichend zuverlässig sein, sondern die Kunden dürfen auch nicht den Eindruck gewinnen, dass die Investition zu hoch ist.

Schließlich unterscheiden sich intelligente Straßenlaternen im Vergleich zu herkömmlichen Straßenlaternen vor allem dadurch, dass sie mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden sind. Es geht also nicht nur darum, einen einfachen Mast herzustellen, sondern die Softwareentwicklung für das gesamte dahinterstehende System stellt die eigentliche Herausforderung dar. Von der Geräteanbindung und Datenerfassung über die Fernsteuerung bis hin zum Betriebs- und Wartungsmanagement, der Störmeldung und der Energiemonitoring – all diese Komponenten müssen nahtlos aufeinander abgestimmt sein. Ob die Softwareplattform gut ist, ob sie stabil läuft und ob sie sich zukünftig erweitern lässt, entscheidet häufig darüber, ob das Projekt tatsächlich umgesetzt werden kann.

Nach mehrfachen Gesprächen mit dem malaysischen Kunden sowie wiederholten internen Besprechungen unseres technischen Teams wurde schließlich ein multifunktionales, intelligentes Straßenbeleuchtungssystem auf Basis einer Wind-Solar-Hybridtechnologie für dieses Projekt entwickelt. Wir haben die lokalen landschaftlichen Gegebenheiten im Voraus berücksichtigt und eine korrosionsgeschützte Konstruktion für das feuchtheiße Küstenklima vorgesehen. Zudem wurde auf der Softwareplattform eine Erweiterungsschnittstelle integriert, um den Kunden zukünftig eine flexible Anpassung an ihre jeweiligen konkreten Anforderungen zu ermöglichen. Dieses Konzept nutzt nicht nur lokale natürliche Ressourcen, sondern erfüllt auch die Anforderungen eines intelligenten Managements und kann daher als echte Verknüpfung von grüner Energie und Smart Cities angesehen werden.