Beleuchtungseffizienz durch Tageslichtsensoren: Was unsere Studie zeigt

Energieeffizienz ist wichtiger denn je. Angesichts steigender Energiekosten und immer strengerer Nachhaltigkeitsziele müssen Unternehmen intelligente Wege finden, um Energie zu sparen. Tageslichtsensoren in Beleuchtungssystemen bieten hier eine vielversprechende Lösung — aber wie groß ist das Einsparpotenzial wirklich?

Um diese Frage zu beantworten, haben wir eine zehnmonatige Studie mit acht Anwendungsfällen durchgeführt. Dabei wurden NOMUS-Tageslichtsensoren direkt in die einzelnen Lichtquellen integriert. Die Ergebnisse sprechen für sich: erhebliche Energieeinsparungen und wertvolle Erkenntnisse über die Schlüsselfaktoren, die die Leistung dieser Sensoren beeinflussen.

Effiziente Beleuchtungssysteme sind für die Senkung des Energieverbrauchs in Immobilien von entscheidender Bedeutung. In den letzten zehn Jahren lag der Schwerpunkt auf der Umstellung von ineffizienten Beleuchtungstechnologien, wie z. B. Leuchtstofflampen (FL), auf LEDs. LED-Leuchten enthalten nicht nur weniger Schadstoffe, sondern übertreffen auch die Energieeffizienz von Leuchtstofflampen deutlich und erzielen im Durchschnitt Energieeinsparungen von 40-60 %. Da viele Gebäude bereits mit LED-Technologie ausgestattet sind, besteht die nächste Herausforderung darin, zusätzliche Möglichkeiten zur Maximierung der Energieeinsparungen zu finden.

LED-Beleuchtung ist zwar von Natur aus effizient, aber die größte Chance liegt nun darin, die Betriebsdauer zu minimieren. Wenn man zum Beispiel die Betriebsdauer einer LED-Beleuchtung von 20 Stunden auf nur 2 Stunden reduziert, kann man 90 % Energie einsparen. Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, die Betriebsdauer von Beleuchtungssystemen zu reduzieren:

1. Bewegungssensoren

Eine bewährte Methode ist die Steuerung der Betriebszeit der Beleuchtung durch Bewegungssensoren. Diese Sensoren schalten die Leuchten in unbesetzten Räumen automatisch aus und sorgen so dafür, dass keine Energie verschwendet wird. Die Effektivität dieses Ansatzes wird maximiert, wenn die Bewegungsmelder direkt in jede Lichtquelle integriert werden, anstatt sich auf zentrale Bewegungsmelder zu verlassen. Mit solchen integrierten Lösungen lassen sich Energieeinsparungen von bis zu 80 % erzielen, wie die Fallstudie von Stampfenbach zeigt. Dieses Video zeigt, wie sensorbasierte Beleuchtung zu einer Verringerung der eingeschalteten Lichter führt, ohne den Benutzerkomfort zu beeinträchtigen.

2. Tageslichtsensoren

Eine weitere effektive Strategie ist der Einsatz von Tageslichtsensoren. Diese Sensoren passen die Helligkeit der Leuchten an die Menge des verfügbaren natürlichen Lichts an und reduzieren so die Abhängigkeit von künstlicher Beleuchtung. Dieser Ansatz spart nicht nur Energie, sondern steht auch im Einklang mit nachhaltigen Praktiken, da kostenloses, natürliches Licht genutzt wird. Tageslichtsensoren sind wie Bewegungssensoren am effektivsten, wenn sie in einzelne Leuchten integriert werden. Doch wie wirkungsvoll ist diese Technologie in der Praxis? Um diese Frage zu beantworten, sollten wir zunächst die Methodik der Studie untersuchen, bevor wir uns die Ergebnisse ansehen.

Über einen Zeitraum von zehn Monaten (Januar bis Oktober 2024) haben wir die Lichtleistung alle 15 Minuten rund um die Uhr gemessen. Ziel war es, die Energieeinsparungen durch die Kombination von Bewegungs- und Tageslichtsensoren mit den Einsparungen zu vergleichen, die durch den Einsatz von Bewegungssensoren allein erzielt worden wären — ein bereits erheblicher Beitrag.

Die momentanen Einsparungen schwankten zwischen 0 % und 100 %, abhängig vom Beleuchtungszustand (gesteuert durch die Bewegungssensoren) und den Tageslichtbedingungen, die von den Tageslichtsensoren erfasst wurden. Um diesen Effekt zu veranschaulichen, zeigen die folgenden vereinfachten Beispiele, wie sich die Einsparungen in unterschiedlichen Szenarien verändern. Dabei wird ein Beleuchtungszustand von 100 % bei Bewegung innerhalb von zwei Metern, 40 % bei Bewegung innerhalb von zehn Metern oder 0 % bei keiner Bewegung innerhalb dieses Bereichs angenommen.

Wenn eine Bewegung innerhalb von zwei Metern erkannt wird:

• Heller Sonnenschein: Das Licht schaltet sich vollständig aus, da kein künstliches Licht benötigt wird. → 100 % Energieeinsparung.
• Bewölkter Himmel: Das Licht wird auf 30 % Helligkeit gedimmt, da noch etwas Kunstlicht erforderlich ist. → 70 % Energieeinsparung.

Wenn im Umkreis von zehn Metern eine Bewegung erkannt wird:

• Strahlender Sonnenschein: Das Licht wird vollständig ausgeschaltet, da das natürliche Licht ausreicht. → 40 % Energieeinsparung.
• Bewölkter Himmel: Das Licht wird auf 30 % Helligkeit gedimmt, da noch etwas Kunstlicht benötigt wird. → 25 % Energieeinsparung.

Wenn im Umkreis von zehn Metern keine Bewegung erkannt wird:

• Strahlender Sonnenschein: Das Licht bleibt ausgeschaltet, da kein künstliches Licht benötigt wird. → 0 % Energieeinsparung (das Licht war bereits ausgeschaltet).
• Bewölkter Himmel: Das Licht bleibt ausgeschaltet, da keine Bewegung erkannt wird, die es aktivieren könnte. → 0 % Energieeinsparung.

Die Formel zur Berechnung der momentanen Energieeinsparung lautet:

(LightLevelWithoutDaylightControl – LightLevelWithDaylightControl) / LightLevelWithoutDaylightControl

Alle einzelnen Datenpunkte wurden gemittelt und mit dem Lichtniveau ohne Tageslichtsteuerung gewichtet, um ein realistisches Bild der erzielbaren Einsparungen zu erhalten.

In den acht getesteten Szenarien brachten die Tageslichtsensoren je nach Standort und Lichtverhältnissen erhebliche Einsparungen zwischen 4 % und 65 %. Nachstehend sind die wichtigsten Ergebnisse aufgeführt:

Büroräume

• Anwendungsfall 1: 8% Energieeinsparung
• Anwendungsfall 2: 5% Energieeinsparung
• Anwendungsfall 3: 4% Energieeinsparung
• Anwendungsfall 4: 15% Energieeinsparung
• Anwendungsfall 5: 23% Energieeinsparung

Korridore

• Anwendungsfall 6 (VSE Aarau): 28% Energieeinsparung (hier geht es zum vollständigen Projektbericht)

Außenbereiche

• Anwendungsfall 7: 36% Energieeinsparung
• Anwendungsfall 8 (Manegg): 65% Energieeinsparung (hier geht’s zum vollständigen Projektbericht)

Mehrere Faktoren beeinflussen, wie viel Energie Tageslichtsensoren einsparen können:

• Beleuchtungsanforderungen: In manchen Räumen, z. B. in Büros, sind für die Produktivität mindestens 500 Lux Helligkeit erforderlich. Selbst bei Tageslicht müssen die Lichtquellen möglicherweise mit niedrigeren Werten betrieben werden.
• Wetterbedingungen: Bedeckter Himmel, Stürme oder lichtarme Perioden verringern die Verfügbarkeit von natürlichem Licht und schränken die Möglichkeiten der Sensoren zum Dimmen von Leuchten ein.
• Architektur und Gebäudedesign: Die Gestaltung eines Raums spielt eine entscheidende Rolle für den Tageslichteinfall.
• Große Fenster und Oberlichter lassen den Raum mit natürlichem Licht durchfluten und maximieren so das Energiesparpotenzial.
• Helle Wände, Decken und Fußböden reflektieren das natürliche Licht, erhöhen seine Reichweite und verringern den Bedarf an künstlicher Beleuchtung.
• Externe Hindernisse: Faktoren wie Jalousien, nahe gelegene Gebäude oder Hindernisse in der Umgebung können das natürliche Tageslicht blockieren und zwingen die Leuchten dazu, auch dann aktiv zu bleiben, wenn Tageslicht vorhanden ist.
• Nutzungsgewohnheiten: Räume, die hauptsächlich während der Tageslichtstunden genutzt werden, profitieren am meisten.

Durch das Verständnis und die Optimierung dieser Faktoren können Gebäudeeigentümer sicherstellen, dass Tageslichtsensoren ihr volles Potenzial ausschöpfen und zu höheren Energieeinsparungen führen, während der Komfort der Nutzenden erhalten bleibt.

Die Ergebnisse sind eindeutig: Tageslichtsensoren bringen messbare Energieeinsparungen. Besonders in hellen Räumen, die tagsüber genutzt werden, können die Einsparungen erheblich sein. Aber auch kleine Einsparungen von 5 % können eine erhebliche finanzielle Auswirkung haben.

Betrachten wir ein Gebäude mit jährlichen Energiekosten für die Beleuchtung von 100.000 CHF. Obwohl 5 % Einsparungen nicht viel klingen, würden sie jedes Jahr eine Kosteneinsparung von 5.000 CHF bedeuten – und das nur zusätzlich zu den Einsparungen durch die Bewegungsmelder. In Kombination sind Einsparungen von 60 – 80% im Vergleich zu anderen LED-Systemen möglich.

Mit NOMUS-Tageslichtsensoren, die direkt in jede Lichtquelle integriert sind, können Unternehmen Energieeffizienz erreichen, ohne den Komfort oder die Produktivität zu beeinträchtigen. Von Bürogebäuden bis hin zu Außenbereichen ebnet diese intelligente Technologie den Weg für eine hellere, nachhaltigere Zukunft.

Möchten Sie erfahren, wie NOMUS Ihnen helfen kann, die Energiekosten und den CO2-Verbrauch Ihres Gebäudeportfolios zu optimieren?

Buchen Sie ein unverbindliches Informationsgespräch: