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Intelligente Straßenlampen für die smarte Stadt

60 Millionen Straßenlaternen, davon 75 Prozent älter als 25 Jahre – das schreit danach, den anstehende Lampentausch als Wegbereiter der smarten Stadt zu nutzen. Eine offene Plattform und eine intelligente Straßenlampe sollen die Umsetzung erleichtern.

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Bei 45 Millionen alten Straßenlaternen könne man getrost von Sanierungsstau sprechen, erklärte Dr. Lutz Heuser. Der CTO des Urban Institute (ui) aus Chemnitz hofft, dass Städte und Gemeinden den anstehenden Lampenwechsel nutzen und mit ihm einen großen Schritt in Richtung Smart Cities gehen. Um den Prozess zu unterstützen, hat sich das ui mit namhaften Partnern aus der Industrie sowie dem deutschen Normungsinstitut DIN aus Berlin zusammengetan.

Herausgekommen ist eine urbane Plattform mit dem etwas sperrigen Namen "Referenzarchitekturmodell Offene Urbane Plattform (OUP)", die mit Hilfe des DIN als Normenerweiterung DIN SPEC 91357 festgeschrieben wurde. An der Entwicklung des Referenzmodells beteiligten sich auch namhafte Unternehmen wie Continental, SAP, die Deutsche Telekom, EnBW und Microsoft.

Die Standardisierung soll sicherstellen, dass die technischen Komponenten des einen Herstellers mit denen eines weiteren Anbieters zusammenspielen.So können Städte und Gemeinden in ihren Ausschreibungen auf die Urbane Plattform verweisen und zur SPEC kompatible Produkte von konkurrierenden Unternehmen beziehen. Bislang sind die nicht selten auf einen einzigen Hersteller festgelegt, sobald das erste System installiert wurde.

Damit die Plattform nicht zu einem trockenen Normenwerk verkümmert, wurde in der SPEC eine Straßenbeleuchtung klassifiziert: imHLa heißt das gute Stück, die integrierte multifunktionale Straßenlampe. Die sei eigentlich gar keine Straßenlaterne mehr, sie gebe halt auch Licht, merkte Heuser an.

Intelligente Straßenlampe imLHA (3 Bilder)

Auszeichnungen an der intelligenten Straßenlaterne sollen kenntlich machen, welche Funktionen sie unterstützt.

Die Wahl auf die Beleuchtung als idealer Zugang zur smarten Stadt fiel nicht zufällig: Da in Städten alle 50 bis 80 Meter eine Straßenlampe steht, bilden sie die dichteste bestehende Infrastruktur.

Für das imHLa-Projekt hat die Gruppe 14 mögliche Anwendungsszenarien durchgespielt. Das naheliegendste ist die intelligente Lichtsteuerung, bei der die vernetzten Straßenlampen nur dann in voller Helligkeit erstrahlen, wenn Menschen oder Fahrzeuge in unmittelbarer Nähe sind. Damit einher geht die Möglichkeit zur Fernwartung der Lichtsäulen.

Als weiterer Anwendungsfall liegt öffentliches WLAN auf der Hand. So könnten WLAN-Router in den smarten Lampen weite Bereiche der Innenstädte mit Internet versorgen. Davon würden Bewohner wie Besucher profitieren – und auch der Handel: Intelligente Analysefunktionen in den WLAN-Geräten könnten anhand der erhobenen Nutzerdaten gezieltes Marketing betreiben.

Zusätzlich könnten die intelligenten Lampensäulen Umweltdaten erfassen. So ließe sich beispielsweise die Feinstaub- oder die Lärmbelastung deutlich kleinräumiger als bisher messen. Aktuell haben größere Städte allenfalls zwei oder drei Messstellen an viel befahrenen Straßen.

Angedacht ist für imHLa auch eine gezielte Parkraumerfassung für die Parkplatzsuche und weitergehende Szenarien, darunter eine technische Infrastruktur zum Aufladen von Drohnen.

Theoretisch könne man viele der angedachten smarten Erweiterungen auch in bestehende Lampenmasten integrieren, erklärte Matthias Wes von EnBW. Die würden dann wie die neu geplanten Säulen abends mit Lampenstrom versorgt, tagsüber müsse man stattdessen Pufferbatterien einsetzen.

Die Straßenlampen in Deutschland hängen in den meisten Städten in einem vom restlichen Stromnetz getrennten separaten Netz, berichtete der EnBW-Direktor heise online. Die Leitungen seien allerdings dünner als im Versorgungsnetz üblich, warnte Weis. Deshalb müsse man für hohe Lasten eventuell neue Leitungen ziehen.

Vor zig Jahren hat man eben noch nicht über eine mögliche Erweiterungen der Lampen als öffentlicher Hotspot oder gar Ladesäule für E-Fahrzeuge nachgedacht. Im aktuellen Entwurf gehört dagegen auch Photovoltaik oder Windräder zur autarken Stromgewinnung zu den möglichen Ausbaustufen der smarten Straßenlaternen. Zugleich könnten die Akkus in den Lampenmasten als dezentrale Puffer für Versorgungs- oder Lastspitzen der Energieunternehmen dienen, erklärte Weiß.

Die Entwickler der urbanen Plattformen haben für die verschiedenen Ausbaustufen fünf Klassen definiert: von der recht einfachen Lampe mit internetgestützter Fernwartung (Klasse 1) über die mit Sensoren und Kamera ausgestattete smarte Säule (Klasse 3) bis zur vollausgebauten Lampe mit alternativer Energieversorgung, Ladesäule für Elektrofahrzeuge oder Drohnen-Ladeelektronik (Klasse 5).

Die Städte könnten dann beispielsweise nur alle drei Lampen eine Kamera einbauen und nur in jedem Straßenzug eine einzelne Säule mit Messsensoren bestücken. Falls später doch mehr Funktionen gewünscht wären, könne man die Säulen nachrüsten.

Die intelligente Straßenlaterne imLHA gibt es in diversen Ausbaustufen, spezifiziert wurden fünf Klassen.

Die Kosten für die intelligenten Straßenlampen hängen natürlich von der jeweiligen Ausbaustufe ab. Angesichts der eher klammen Finanzsituation von Städten und Gemeinden kam die Frage auf, wer den smarten Umstieg denn bezahlen könne oder solle. Das Problem sei den Beteiligten bewusst, signalisierte Dr. Heuser. Es gebe die 1-Millionen-imHLa-Initiative zur Förderung und er rechne damit, dass die ersten 100.000 Lampen gefördert werden könnten. Die Rahmenbedingungen für die Förderung seien jedoch noch nicht genau definiert.

Damit die urbane Plattform kein rein deutsches Projekt bleibt, soll das nach dem PAS-Verfahren des DIN erstellte Normenwerk in den internationalen Normungsprozess einfließen. Außerdem soll die SPEC auch an die Europäische Innovationspartnerschaft "Smart Cities and Communities", an die pan-europäische Leitinitiative "Torwards Open Urban Platforms" sowie an den G20-Prozess zum Thema Digitalisierung weitergegeben werden.

Bis aus der DIN SPEC 91357 eine internationale Norm wird, werden noch mindestens zwei Jahre ins Land gehen. So lange braucht es üblicherweise, bis sämtliche Gremien durchlaufen sind und eine finale Fassung vorliegt, erklärte Heuser. Immerhin wurde die deutsche SPEC bereits in deutscher und in englischer Sprache verfasst, was den Prozess beschleunigen dürfte. (uk)