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LED-Technologie: die neue zuverlässige Straßenbeleuchtung

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Zu einer zuverlässigen Lichtquelle, die gerade auch die traditionellen Lichtquellen in der Straßenbeleuchtung ersetzen soll, werden LEDs. Viele Vorteile sprechen dafür, wie eine hohe Effizienz bei geringem Strombedarf, eine Möglichkeit zur Helligkeitsregelung, hohe Lichtausbeute und vor allem eine lange Lebensdauer. Wie wir an dieser Stelle bereits mehrfach berichtet haben und auch noch berichten werden, stellen immer mehr Städte und Gemeinden in Deutschland auf eine LED-Straßenbeleuchtung um.

Genormt nach EN 13201 ist die Straßenbeleuchtung in Europa, die auf der Norm DIN 5044 im Wesentlichen basiert. Wichtige Parameter werden einerseits dadurch definiert wie die Blendungsbegrenzung, Beleuchtungsstärke, Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte, sowie die Leuchtdichte auf der Fahrbahn oder dem Fußweg. Weitgehend überlassen wird den Behörden andererseits die Auswahl der Lichtfarbe. Natriumdampflampen, Halogen-Metalldampflampen, Quecksilberdampflampen oder Leuchtstofflampen befinden sich daher noch größtenteils im Einsatz.

Doch für die Erkennung von Objekten oder Personen, aber auch für die Orientierung der Fußgänger und Fahrzeugführer ist die Lichtfarbe bedeutsam, wie neue Erkenntnisse beweisen. Die Abhängigkeit der Farbtemperatur des Lichtes und die spektrale Zusammensetzung sind für die Wahrnehmbarkeit entscheidend. Etwa 1 bis 1,5 Sekunden früher erkannt werden können beispielsweise mit weißem LED-Licht im Straßenverkehr Personen oder Objekte. Wenn sich Lichtfarbe und Helligkeit deutlich verändert haben, werden herkömmliche Leuchtmittel während der Betriebszeit ausgetauscht, um im Straßenverkehr die Sicherheit zu gewährleisten. Spezialfahrzeuge und geschultes Personal werden dafür benötigt, deshalb ist dieser Austausch sehr kostspielig und aufwendig. Eine hohe Lebensdauer von mehreren zehntausend Stunden haben dagegen LEDs, wenn sie richtig betrieben werden. Mehrere hunderttausend Euro pro Jahr kann eine Kommune sparen, wenn sie auf LED-Straßenlampen umstellt. In wenigen Jahren amortisieren sich dadurch dann die höheren Kosten für die Anschaffung.

Die Helligkeit und Betriebsdauer kann um Energie zu sparen der Verkehrssituation angepasst werden, beispielsweise bei LED-Lampen in weniger belebten Straßen oder in Parkanlagen. Auch Bewegungsmelder können eingesetzt werden, die eine weitere Energieeinsparung ermöglichen.

Chinesische Schnellstraße: über eine Million LEDs

In der Stadt Shenzhen in China wurde kürzlich in Sachen Schnellstraßen-Beleuchtung die bisher größte Modernisierung ausgeführt. Zum Einsatz kam von Cree LEDs der Typen XLamp XP-G und XP-E mit mehr als einer Million High Efficiency White (HEW) für die 10.000 Straßenlaternen. Auf fast 75 Straßenkilometer wurden in der südchinesischen Stadt an vier Schnellstraßen und in einem Tunnel die LED-Leuchten installiert. Ein führendes Unternehmen in China auf dem Gebiet der LED-Beleuchtung, die Firma Kingsun Optoelectronic, wurde mit dem Beleuchtungsprojekt beauftragt. LED-Leuchten des Typs RL2R Apollo mit 300 und 270 Watt, welche mit XLamp-LEDs von Cree ausgerüstet sind, wurde von Kingsun an den Straßen verbaut, die in jeder Richtung einen Standstreifen und drei Fahrbahnen haben. Für eine Beleuchtungsstärke von 20 Lux, das damit der nationalen Norm für die Beleuchtungen an den Hauptstraßen entspricht, ist die Installation ausgelegt.

Eine hohe Lichtausbeute, die verbunden ist mit einem großen Wirkungsgrad und kleinen Abmessungen, ergibt die Kombination der LEDs XLamp XP-G und XP-E. Gegenüber den zuvor eingebauten Natriumhochdrucklampen soll der Energieverbrauch um 60 Prozent geringer sein, laut dem LED-Beleuchtungs-Unternehmen. Die Investition der LED-Leuchten soll sich schätzungsweise nach vier Jahren aufrechnen durch die mit dem Shenzhen-Projekt eingesparten Energiekosten im Vergleich zu den Einstandskosten der Installation.

LEDs sind die ideale Lösung, wenn hohe Lichtleistungen mit einem großen Wirkungsgrad notwendig sind, wie in der enormen Beleuchtungsinstallation des Schnellstraßen-Projekt von Shenzhen, erklärte der General Manager von Cree China Sales, Tang Guoqing. Die XLamp-LEDs besitzen eine hohe Effizienz, die bereits ihre Fähigkeit zur Senkung der Gesamt-Systemkosten unter Beweis gestellt haben, deshalb sind für das anspruchsvolle Vorhaben diese LEDs ausgewählt worden.

Kommunale Lösungen für Straßenbeleuchtung in Reinbek

Ganz dringend müssen sich viele Städte und Gemeinde Gedanken machen wegen ihrer Straßenbeleuchtung, damit bald die Lichter nicht ausgehen. Denn die sogenannten Quecksilber-Hochdruckdampflampen dürfen laut einer EU-Richtlinie ab dem 01. Januar 2015 nicht mehr zum Einsatz kommen. Obwohl diese Lampen so richtige Energiefresser sind, leuchten sie leider noch in sehr vielen Kommunen. Mit der Umrüstung auf neue LED-Lampen hinken halt viele noch nach, weil die Anschaffung zunächst einmal viel Geld kostet. Um den von der EU auferlegten Wechsel noch hinauszuzögern, planen einige Orte bereits mit Hamsterkäufen.

Damit die Bürger von Reinbek aber nicht im Dunkeln tappen müssen, muss nun die Stadtverwaltung und Politik rasch handeln. Noch immer 2.100 Quecksilberlampen leuchten in den Straßen in der Stadt im Süden von Stormarns. Der Bürgermeister Axel Bärendorf meinte, es wäre eine sinnvolle Überlegung, noch vor 2015 auf Vorrat viele der Quecksilberdampflampen zu kaufen. Denn mit einem hohen finanziellen Aufwand verbunden ist für die Stadt Reinbek die Umrüstung auf die LED-Technik auf einmal.

Die Kosten für den Wechsel würden sich auf eine Million Euro für Reinbek belaufen. Denn an allen Lampen müssen die Lampenköpfe und die Vorschaltgeräte ausgetauscht werden. Im November wird sich der Bau- und Planungsausschuss mit einem Vorschlag auseinandersetzen, den die Verwaltung erarbeitet hat. Nach und nach auf LED-Technik soll die Straßenbeleuchtung ab 2012 umgestellt werden. Für den Tausch der ersten Leuchten sollen 200.000 Euro bereitgestellt werden. Sicherlich ist die Anschaffung der LED-Technik gegenüber den Natriumhochdruckentladungslampen teurer, aber mit bis zu 40 Prozent Bundesförderungsmitteln rechnet die Gemeinde. Mit einer großen Energieeinsparung rechnet aber die Stadtverwaltung nach der Umrüstung, denn auf 58.000 Euro kommen die Kosten bei LED-Technik. Die Betriebskosten der Natriumhochdruckentladungslampen würden bei 78.500 Euro liegen. Auch mit einer längeren Lebensdauer können die neuen LED-Lampen aufwarten.

Moos und Iznang setzen auf neue LED-Straßenbeleuchtung

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Im kommenden Jahr werden die Orte Moos und Iznang auf modernes Licht umgerüstet. Gegen Straßenlampen mit LED-Technik werden die bestehenden Quecksilberdampflampen (HQL) ausgetauscht. Deutlich bessere Lichtverhältnisse für die Autofahrer, die vor allem auch die Einwohner nicht beeinträchtigen, versprechen ein zuständiger Mitarbeiter des Elektrizitätswerks des Kantons Schaffhausen und der Hersteller der Beleuchtung. Das Licht kann viel besser ausgerichtet werden, mit der neuen LED-Technik, mit dem Ergebnis, dass die Privatbereiche weniger erhellt werden, gleichzeitig aber die Fahrbahn heller wird. Der verminderte Energiehunger der Leuchten ist sehr wahrscheinlich der positivste Effekt. In der Gemeinderatsitzung erklärte Patrick Frutig vom EKS, dass mit einer Energieersparnis von über 70 Prozent gegenüber den bisherigen HQL-Leuchten zu rechnen ist.

In den Genuss von Fördermittel durch das Ministerium für Umwelt hofft die Gemeinde Moos auch aus diesem Grund. Bereits nach wenigen Jahren lohnt sich aber auch sonst diese Investition. Frutig rechnete vor, dass nach rund sechs Jahren sich die Anschaffungskosten von 1000 bis 1200 Euro pro Leuchte ausgleichen. Sehr große Einsparungen ergeben sich über die Jahre, da die übliche Nutzungsdauer für derartige LED-Beleuchtungskörper bei rund 30 Jahren liegt. Eine Summe von 4000 Euro im Jahr wird an Energie für die 40 geplanten LED-Lampen eingespart. Für die Neuanschaffung der Straßenlampen im kommenden Jahr stimmte nun der Gemeinderat Moos bei der letzten Sitzung, nachdem sich dieser im Juli dieses Jahres eher noch abwartend gegenüber der neuen LED-Technik gezeigt hatte.

Die Lichtfarbe ist unter anderem ein Hauptgrund dieser Entwicklung. Mittlerweile praktisch alle Farbtöne können mit der äußerst schnell weiter entwickelten LED-Technik gewünscht werden. Im Verkauf sind nun auch deutliche wärmere Farbtöne, während noch vor wenigen Jahren nur kaltweiße Lampen erhältlich waren. Viel heller und dadurch auch kälter wahrgenommen werden die neuen LED-Lampen, obwohl rein technisch gesehen ein kälteres Licht die bisherigen HQL-Leuchten abgeben. Den besten Kompromiss zwischen angenehmer Lichtfarbe und Energieeinsparung stellt ein Weißwarmton dar, und dafür hat sich der Gemeinrat entschieden. Nicht nur für die Menschen ist die Technik eine positive Entwicklung. Deutlich geringer reagieren auch Insekten auf das LED-Licht, denn durch die starke Bündelung wird es weniger Lichtemmision geben.

Kassel: weniger Strom, viel Licht dank LED-Beleuchtung

In einer Zusammenarbeit zwischen den Städtischen Werken Netz + Service GmbH und der Baunataler Firma Herkules-Resotec ist ein LED-Umrüstsatz entwickelt worden, der in der Straßenbeleuchtung von Kassel eingesetzt wird. Das alte Gehäuse der Leuchten zu erhalten und zu nutzen wird dadurch möglich – zudem wird mindestens 50 Prozent an Energie eingespart. Rund 250 Euro pro Lampe beträgt die Ersparnis. Verbessert wird außerdem die Ausleuchtung der Lampen mit diesem Umrüstsatz.

Das vorhandene Gehäuse der Lampe wird zuerst entkernt und gereinigt bei dieser Umrüstung, der Einbausatz wird dann wieder in die Lampe integriert und dann wird das Modul überprüft. Von den LED-Lampen überzeugt ist der Geschäftsführer Andreas Kreher von den Städtischen Werken Netz + Service GmbH. Ein wartungsarmer Betrieb, eine lange Lebensdauer und die gute Lichtausbeute sind die Vorteile der LED-Leuchte, meinte Kreher. Ohne Einbußen bei der Beleuchtung in Kauf nehmen zu müssen, werde Energie gespart, sagt er zu diesem Umrüstsatz. Besser als unter einer starken herkömmlichen Beleuchtung könne die Zeitung sogar unter einer schwachen LED-Lampe gelesen werden. Weniger Kohlendioxid (CO2) werde außerdem produziert, denn es wird ja weniger elektrische Energie gebraucht. Dies ist natürlich auch ein sehr wichtiger Aspekt.

Für diese Umrüstung der Straßenbeleuchtung hat die Stadt Kassel derzeit keinen festen Topf, aus dem das Geld genommen werden kann. Ein Konzept wird aber entwickelt, um zu sehen, was eingespart wird durch das neue LED-Licht, und was dann zur Verfügung bleibt für die Lampen mit der neuen Technik. Nur einen kleinen Teil der öffentlichen Beleuchtung stellen die Straßenlampen in Kassel dar, die umgerüstet wurden und noch erneuert werden. Für insgesamt 21.769 Leuchten und 20.024 Masten, die verbunden sind mit 876 Kilometer langen Kabeln, sind die Städtischen Werke Netz + Service GmbH verantwortlich. Rasant verlaufe außerdem die technische Entwicklung, heißt es weiterhin. Neue Straßenlampen mit Bewegungsmelder, die um Strom zu sparen, nur wenn es nötig ist, leuchten, schauen sich in Göttingen die Experten von Kassel an.

Stadt Herford setzt auch auf LED-Technik

Um Energiekosten zu sparen hat die Stadt Herford an einigen Straßen begonnen, LED-Technik einzubauen. Außerdem werden seit einem Jahr die Lichter bei Nacht ausgemacht. Stromkosten von 30.000 Euro wollte die Stadt im Einstiegsjahr 2010 einsparen, das auch erreicht worden ist. Für die Umstellung war ein Gesamtaufwand von 80.000 Euro veranschlagt, aber die Kosten beliefen sich nur auf 56.000 Euro. Eine Kosteneinsparung von 120.000 Euro möchte ab diesem Jahr die Stadt erzielen.

Werner Mohrmann ist im Bauamt zuständig für die Beleuchtung. Ein Leuchtenverzeichnis hat er erarbeitet, in Zusammenarbeit mit dem Energieversorger Eon. Den Stromverbrauch je Leuchte, die Mast- und Leuchtentypen der 7.600 Straßenlaternen und deren Standorte sind darin verzeichnet. Dass die alten Leuchten mit Quecksilberdampflampen hauptsächlich saniert werden müssten, war schnell klar. Bei 14 Prozent lag 2009 der Anteil in Herford. Bei 45% liegt noch der Bundesdurchschnitt. Auf unterschiedliche Art geht die Stadt vor bei der Sanierung. Umgerüstet wurden mit einfachen Mitteln: 480 noch gebrauchsfähige Leuchten wurden auf LED-Module oder hocheffiziente Lampen im Zuge der turnusmäßigen Wartung umgestellt. Abgeschaltet wird eine Lampe zwischen 20 und 6 Uhr bei Leuchten mit zwei Lampen. Die kompletten Leuchtenköpfe sind in 260 Fällen getauscht, weil zu unwirtschaftlich deren Umrüstung war. Diese können mit LED-Einsätzen bestückt werden. Insgesamt rund 36.000 Euro pro Jahr bringt diese Energieeinsparung. Fördermittel beantragt und bekommt die Stadt immer wieder. In dreieinhalb bis neun Jahren gleicht die Kostenersparnis den Eigenanteil aus.

Zunehmend setzt die Stadt LED-Leuchten ein, denn diese sind seit Anfang dieses Jahres technisch so ausgereift und günstig. Bei der Neugestaltung bekam der Magdeburger Platz LED-Licht und in der Innenstadt wurden 94 Altberliner Leuchten ausgetauscht. Mit LED-Leuchten ausgestattet wurden in Erschließungsgebieten neue Wohnstraßen, das in Zukunft immer so gemacht werden soll. Durch LED-Leuchten ersetzt wurden schließlich 146 Quecksilberdampflampen. Rund 74 Prozent beträgt die Energieeinsparung.

Hausach rüstet auf LED-Straßenbeleuchtung um

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Auch in Hausach im Schwarzwald hat man sich nun entschlossen, auf LED-Straßenbeleuchtung umzustellen. Demnächst werden in der Stadt im Kinzigtal 37 Straßenlampen durch LED-Leuchten ersetzt. Hierfür gab es nun das OK des Gemeinderates. Die Kosten hierfür belaufen sich für die Stadt im Ortenaukreis auf rund 25.500 Euro. Allerdings kann Hausach dabei mit einem Zuschuss von etwa 10.200 Euro aus Bundesmitteln hoffen. Den Planungen der Stadt zufolge kommen dabei 37 Straßenlampen zum Zuge, die schon beschädigt sind und sowieso demnächst mit einem Austausch an der Reihe gewesen wären.

Die neuen LED-Lampen in Hausach kommen im Normalbetrieb mit je 51 Watt daher. Bislang lag die Leistung dieser Leuchten bei 196 Watt. Dadurch lassen sich laut der Stadtverwaltung satte 70 Prozent der Stromkosten einsparen. Darüber hinaus können die neuen LED-Leuchten in der Stadt im Kinzigtal in der Nacht auf 21 Watt abgesenkt werden. Ein wenig Unklarheit herrscht noch über die Wahl der Farbe der LED-Lampen. Denn die Verwaltung der Stadt im Ortenaukreis hat empfohlen, nicht von weißer Beleuchtung auf gelbe Beleuchtung innerhalb eines Wohngebietes zu wechseln. Allerdings gibt es Stimmen im Stadtrat, die eben genau auf gelbe Leuchten setzen wollen – aus Artenschutzgründen. Denn gelbes Licht ist insektenfreundlicher, was insbesondere im Außenbereich für manch einen von Bedeutung ist.

Ebenso gibt es in Hausach im Schwarzwald auch Diskussionen über die Ausleuchtung des Kinzigdammes, der nach Ansicht von Vertretern der Stadt durchaus auch besser ausgeleuchtet werden könnte. Hier aber sind die LED-Lampen zunächst nicht vorgesehen. Allerdings dürfte sich dieses Thema in der Zukunft sowieso von selbst erledigen, dürften doch auch in Hausach in Baden-Württemberg in einigen Jahren schon nur noch LED-Straßenbeleuchtung zum Einsatz kommen.

LED-Leuchten: Pilotprojekt in Grevenbroich

Auch in Grevenbroich im Rhein-Kreis Neuss in Nordrhein-Westfalen ist die LED-Technologie angekommen. Denn das dortige Gas- und Wasserwerk (GWG) hat nun ein Pilotprojekt in Betrieb genommen. Neue Lampen mit moderner LED-Technik sollen dort die Laternen in der Lindenstraße ersetzen.

Für die GWG ist diese Straße die erste Wahl, weil diese laut dem Geschäftsführer Willi Peitz zur Innenstadt von Grevenbroich die Zufahrt ist. Diese Hauptverkehrsader ist auch lichttechnisch gesehen auf einem sehr alten Stand. Mit 22 Quecksilber-Dampflampen wurde die Lindenstraße zuletzt vor 36 Jahren ausgerüstet. Laternen, die mit lichtemittierenden Dioden (LED) bestückt sind, sollen diese in den nächsten Monaten ersetzen. Dafür wählte die GWG eine futurisch anmutende Leuchte aus Aluminium aus. Für die Wahl dieser LED war nicht der Look entscheidend, sondern dass der Preis stimmt und mit dieser Lampe schon andere Städte gute Erfahrungen gemacht haben. Beleuchtung mit LED-Technik ist Zukunft und für diesen ersten Schritt investiert das Grevenbroicher GWG rund 10.000Euro.

Momentan auf 6050 Watt bringen es die 22 alten Laternen – die neuen werden mit einer Gesamtleistung von 3718 Watt auskommen. Etwa 38 Prozent des Stromverbrauchs wird durch den Austausch gegen LED-Technik gespart. Das bedeutet jährlich eine Kostenersparnis von 1.786 Euro und 9.500 Kilowatt werden weniger verbraucht.

Komplett anders als heute wird die neue Beleuchtung sein und eine Art Teststrecke soll die Lindenstraße werden, wenn die neuen LED-Laternen erstrahlen. Heller angestrahlt werde künftig die Fahrbahn und für die GWG ist wichtig, wie die Anlieger, Fußgänger und Autofahrer damit zurechtkommen und darauf reagieren. Deutlich weißer wird das neue Licht und im weiteren Verlauf der Grevenbroicher Lindenstraße zum Ostwall leuchten noch in gelber Farbe die alten Natriumdampf-Hochdrucklampen. Wie der Verkehrsteilnehmer diesen Übergang der Farben wahrnimmt, wird auch getestet.

Es gibt noch keinen Termin für die Montage der LED-Lampen, aber dem Bauausschuss wird in der nächsten Woche das Projekt vorgestellt. Beleuchtet werden sollen aber noch in diesem Jahr die Lindenstraße mit den neuen Lampen, nach den Planungen der GWG. Über den Ausbau der LED-Technik in Grevenbroich führt die GWG mit der Stadtverwaltung weitere Gespräche und die Nordstraße steht als nächste auf dem Programm.

Boizenburg künftig auch mit LED-Straßenbeleuchtung

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Immer mal wieder greifen wir hier im LED-Blog von bige die Städte und Gemeinden auf, die künftig auf LED-Straßenbeleuchtung setzen, die langfristig die deutschen Straßen erobern werden. Aktuell ist dies nun in Boizenburg in Mecklenburg-Vorpommern der Fall. Hier will die Stadt nun unter Einsatz von Fördermitteln rund 650.000 Euro in ein Sanierungsprojekt in einem Wohngebiet stecken. In dem Wohngebiet Siedlung nämlich ist die Straßenbeleuchtung sehr marode, so dass hier nun bei der Sanierung gleich auf LED-Straßenbeleuchtung gesetzt wird.

Als Folge der maroden Beleuchtung in dem Wohngebiet hat die Stadt Boizenburg mit hohen Wartungskosten zu kämpfen. Denn in diesem Gebiet sorgen die rund 250 Lampen für enorme Kosten, wie es aus der Stadtverwaltung heißt. Das Land Mecklenburg-Vorpommern zeigt den Informationen zufolge großes Interesse an der Umrüstung auf LED-Straßenbeleuchtung und wird das Projekt mit 40 Prozent der Kosten bezuschussen, die förderfähig sind. Dabei erfolgt die Umrüstung in drei Teilen. Bei einigen Lampen werden nur die Lampenköpfe durch eine neue LED-Beleuchtung ausgetauscht. Hier sind nämliche zuvor schon neue Kabel verlegt worden. An anderen Stellen des Wohngebietes in Boizenburg werden die Lampen und Masten ausgetauscht und die Kabel neu verlegt. Die Straßen- und Kanalbauarbeiten sollen noch in diesem Jahr beginnen. Wie aus Boizenburg heißt, sollen die Kosten für die Umrüstung auf LED-Straßenbeleuchtung in dem Wohngebiet in fünf bis sieben Jahren amortisiert sein.

Fachtagung zu LED-Technologien in Düsseldorf

In Düsseldorf wird am 23. und 24. November dieses Jahres die 9. VDI-Fachtagung „Innovative Beleuchtung mit LED“ stattfinden. Dann werden in der Landeshauptstadt Nordrhein-Westfalens die LED-Technologien im Vordergrund stehen. Hierbei wird ein aktueller Überblick über Technologien, aber auch über Märkte, Wirtschaftlichkeit und Applikationen von LED-Lichtquellen gegeben, wie die Veranstalter mitteilten. Bei dem etablierten Branchentreff stehen Entwicklungsansätze, Innovationsmanagement und Geschäftsmodelle für neue Produktlösungen in Sachen LED-Technologien auf dem Programm. Zudem soll es Diskussionen über technische Aspekte zur LED-Steuerung und Lichtlenkung wie effiziente Lichtlenkung und Glasoptiken für Hochleistungs-LED geben.

Darüber hinaus stehen bei der 9. VDI-Fachtagung auch Vorträge über LED-Binning, Retrofit und Package-Entwicklungen auf dem Programm. Zudem stellen bekannte Lichtplaner neue Gestaltungsmöglichkeiten im öffentlichen Raum vor. Darüber hinaus präsentieren sie auch LED-Produkt-und Designentwicklungen. Zudem wird auch die Bedeutung der LED-Technologie für die Pflanzenbestrahlung diskutiert. Wie die Macher ebenso informierten, wird auch über die Möglichkeiten der zukünftig erwarteten OLED-Features und Performances diskutiert. In einem Spezialseminar am 22. November in Düsseldorf können sich die Teilnehmer auch vertiefend damit beschäftigen, wie die Situation der LED-Technik bei der Straßenbeleuchtung ist. Hierzu zählen die normgerechte Berechnung und Planung von Straßenbeleuchtungsanlagen durch den Einsatz verschiedener Technologien und Lichtquellen. Für die Teilnehmer der Fachtagung gibt es Infos zum aktuellen Stand der LED-Technik, zu den Richtlinien und Normen der Straßenbeleuchtung und zu den Benchmark-Kennziffern.