News
11. Mai 2022

»Circularity Lighting«

Lesezeit: ca. 4 Minuten
Klar definierte, intelligente Schnittstellen, wie sie z. B. in den Zhaga Books 18 und 20 spezifiziert sind, ermöglichen es, Komponenten zu ergänzen, aufzurüsten oder auszutauschen, ohne das gesamte System ersetzen zu müssen. (Quelle: Zhaga Consortium)
(Quelle: Zhaga Consortium)

Wenn es darum geht, den Klimawandel aufzuhalten, dann rennt uns die Zeit davon. Im November 2021 warnte das United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), als sich die Staats- und Regierungschefs der Weltgemeinschaft in Glasgow, Schottland, zum COP26 trafen, dass sich unsere Chancen, die 2°C-Grenze des Pariser Abkommens einzuhalten, schnell schwinden.

Den Einschätzungen von Experten zufolge, sind bemerkenswerte 45 % aller Treibhausgasemissionen das Ergebnis der Landbewirtschaftung und – was für diesen Artikel von Bedeutung ist – der Produktion von Lebensmitteln und Gütern. Um es mit den Worten von Wayne Hubbard, Chief Executive Officer bei ReLondon, zu sagen: »Es ist klar, dass die überwiegende Anwendung des Modells ‚Entnehmen, Herstellen, Entsorgen‘ durch die Gesellschaft nicht funktioniert«. Die Kreislaufwirtschaft ist unsere Chance, dies zu ändern.

»Circularity Lighting«: Eine Einführung

Die Kreislaufwirtschaft ist ein Wirtschaftssystem, das darauf abzielt, den Verbrauch von Rohstoffen und Materialien zu begrenzen und das Deponieren von Abfällen zu vermeiden. Dies geschieht zum einen durch die Förderung von Produkten, die modular aufgebaut sind und leicht repariert und nachgerüstet werden können und auf der anderen Seite durch gesetzliche Maßnahmen und die Einhaltung von etablierten Standards.

Bezogen auf die Lichtindustrie, kann dieses Marktumfeld mit dem Begriff »Circularity Lighting« bezeichnet werden. »Circularity Lighting umfasst Produkte und Systeme, die die Ziele der Kreislaufwirtschaft durch erweiterte Servicemöglichkeiten unterstützen«, sagt Reinhard Lecheler, der Vorsitzende des Zhaga Lenkungsausschusses und Autor des neuen Zhaga Grundsatzpapiers zur kreislauforientierten Beleuchtung.

Zhaga ist ein globales Konsortium der Lichtindustrie, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Schnittstellen der Komponenten von LED-Leuchten zu standardisieren. Die Zhaga Spezifikationen werden »Books« genannt, und jedes Book definiert die Schnittstelle von einer oder mehreren Komponenten einer LED-Leuchte. Laut Lecheler sind servicefähige Produkte und Systeme (z. B. LED-Leuchten, LED-Module, intelligente Sensoren und Kommunikationsmodule usw.) reparierbar, nachrüstbar, anpassungsfähig und langlebig.

Sie sind modular aufgebaut und verwenden Komponentenschnittstellen, die auf standardisierten und allgemein anerkannten Spezifikationen beruhen. »Um Beleuchtungsprodukte und -systeme wirklich zukunftssicher zu machen, müssen wir ein Ökosystem von Komponenten schaffen, die herstellerübergreifend interoperabel sind«, sagt Lecheler.

Hindernisse überwinden

Dem Grundsatzpapier zufolge sind nicht die Leuchten selbst das Problem. Tatsächlich haben viele Leuchten, die in Büros, Schulen, in der Industrie oder für die Straßenbeleuchtung eingesetzt werden, eine lange Lebensdauer von bis zu 70.000 oder sogar 100.000 Stunden. Die Herausforderung liegt in der Technologie hinter diesen Leuchten.

»Die Kommunikationsprotokolle, Sensortechnologien und Funktionen, die über die reine Beleuchtung hinausgehen, entwickeln sich während der Nutzungsdauer schnell weiter«, erklärt Lecheler. »Wenn neue technische Lösungen auf den Markt kommen und die damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten genutzt werden möchten, dann muss oft das ganze Beleuchtungssystem ersetzt werden – auch die noch funktionierenden Teile.«

Deshalb setzt sich Zhaga dafür ein, die innovationsrelevanten Teile einer langlebigen Leuchte vom Rest der Leuchte zu entkoppeln. Klar definierte, intelligente Schnittstellen, wie sie z. B. in den Zhaga Books 18 und 20 spezifiziert sind, ermöglichen es, Komponenten zu ergänzen, aufzurüsten oder auszutauschen, ohne das gesamte System ersetzen zu müssen, so Lecheler.

»Sensoren, Kommunikationsmodule und Leuchten, die entsprechend diesen Spezifikationen entwickelt und zertifiziert wurden, arbeiten zuverlässig und wie vorgesehen zusammen, selbst wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen«, meint Lecheler.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie Standardisierung und Interoperabilität dazu beitragen können, einige typische Barrieren auf dem Weg zur kreislauforientierten Beleuchtung zu überwinden. Ein weiteres Beispiel hängt damit zusammen, dass selbst hochwertige und langlebige Leuchten manchmal ausfallen.

»Der Ausfall einzelner Leuchten ist insbesondere dann ein Problem, wenn keine gleichartigen Ersatzleuchten mehr verfügbar sind«, sagt Lecheler. »Wenn dies passiert, dann muss z. B. aus ästhetischen Gründen möglicherweise eine ganze Gruppe von Leuchten ersetzt werden.«

In solchen Fällen können die aktuell in Arbeit befindlichen Zhaga Books 21 und 26 hilfreich sein. Darin werden Schnittstellen für lineare LED-Module beschrieben, die von Fachkräften in der Anlage vor Ort leicht ausgetauscht werden können.

»Zertifizierte Leuchten und LED-Module tragen entsprechende Logos, die anzeigen, dass die Komponenten interoperabel sind und wie vorgesehen zusammenarbeiten«, fügt Lecheler hinzu.

Die Lücke schließen

Eine weitere Herausforderung auf dem Weg zu einer kreislauforientierten Beleuchtung ist die sogenannte »Effizienzlücke«. »Während die Effizienz eines LED-Moduls während seiner Betriebszeit kontinuierlich abnimmt, schreitet die technologische Entwicklung und damit die Effizienzsteigerung neuer LEDs ständig voran«, erklärt Lecheler.

Ab einem bestimmten Punkt kann die Effizienzlücke zwischen dem alten, installierten LED-Modul und einem neueren, effizienteren so groß sein, dass es aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht sinnvoll ist, es zu ersetzen.

Das von den Zhaga Books 21 und 26 geschaffene Ökosystem ermöglicht die gezielte Auswahl von Modulen mit unterschiedlichen Anwendungseigenschaften, die jeweils vom Hersteller klar spezifiziert sind«, so Lecheler.

»Die Interoperabilität gewährleistet, dass das alte, ausgetauschte LED-Modul für Anwendungen wiederverwendet werden kann, die z. B. nur eine kurze tägliche Nutzung erfordern, bevor am Ende der Nutzungsdauer wertvolle Materialien recycelt werden.« Die Interoperabilität von LED-Betriebsgeräten oder LED-Treibern ist eine weitere Herausforderung bei der Einführung von kreislauforientierter Beleuchtung.

Ein schon lange bekanntes Beispiel ist die analoge LEDset-Schnittstelle, mit der der Ausgangsstrom eines Betriebsgeräts einfach und standardisiert eingestellt und damit individuell an die Anforderungen einer Beleuchtungsanwendung angepasst werden kann. Die etwas modernere Form der Stromeinstellung über einheitliche NFC-Lesegeräte wurde ebenfalls von Zhaga spezifiziert und ist in der Leuchtenherstellung bereits weit verbreitet. Neue Spezifikationen zur NFC-Programmierung über einheitliche Bluetooth-Lesegeräte ermöglichen die Aktualisierung der Betriebsgeräteparameter auch im Feld.

Am Anfang steht die Standardisierung

Das Ziel all dieser Maßnahmen ist dasselbe: die Schaffung eines Ökosystems aus langlebigen Leuchten, LED-Modulen, intelligenten Sensoren und Kommunikationsmodulen, die auf standardisierten Schnittstellen basieren. »Der Weg zu ressourceneffizienten Kreislauf-Geschäftsmodellen beginnt mit der Standardisierung«, fasst Lecheler zusammen. »Wenn wir sicherstellen, dass Leuchten und Komponenten leicht repariert, aufgerüstet, angepasst oder gewartet werden können, dann machen wir die Beleuchtung zukunftssicher und fördern die Kreislaufwirtschaft.«

www.zhagastandard.org