Mit neuen technischen Lösungen wird der öffentliche Raum reif für Smart Cities. Gefragt sind vor allem autonome Systeme. (Titelbild Quelle: Strabag)

Die Vielfalt von LED-Technologien nimmt weiter zu. LCT nutzt eine Mischung aus LED, Kunststoffen und Beton. Lightstones, Betonbodenplatten mit integrierten LED-Bauteilen, tragen zur Gestaltung des Aussenraumes bei. Die LED-Leuchtmittel akzentuieren verschiedenfarbig private Flächen wie Terrassen und eignen sich auch zur Wegeführung an öffentlichen Orten wie Fusswegen, Messegelände oder Parkhäusern. Je nach Situation und Einsatzort können sie verschiedenfarbig leuchten und neben gestalterischen Akzenten auch zur Sicherheit beitragen. Durch Sensoren und Steuerungen sind die Leuchten bedarfsweise aktivierbar, um beispielsweise einen Fussweg erst bei Nutzung durch Passanten zu beleuchten. Kreativ zeigt man sich auch in Wien, wo die Farbgebung der Lightstones mit der Ampelschaltung harmoniert.

Die in beliebigen Grössen erhältlichen Lichtplatten sind zudem beständig gegen winterliche Niederschläge wie Frost und in der Schweiz bei Creabeton Matériaux erhältlich.

Radwegbeleuchtung mit Luminophoren

Ein Radweg beim polnischen Lidzbark Warmiński (siehe Titelbild / Quelle: Strabag) gewährleistet auch im Dunkeln Sicherheit für Velofahrer und zeigt auf, wie der Aussenraum auch ohne zusätzlichen Energiebedarf inszeniert werden kann. Der Fahrbahnbelag speichert Licht über den Tag und gibt diese in dunklen Stunden wieder ab. Verantwortlich dafür sind die in der Materialmischung enthaltenen synthetischen Substanzen. Durch sogenannte Luminophoren erhält die Fahrbahn auch ihre blaue Farbe. In Abhängigkeit der Lichtintensität ist laut Herstellerangaben eine Fahrbahnbeleuchtung bis zu 10 Stunden und ohne zusätzlichen Strombedarf möglich.

Intelligente Strassenbeleuchtung

Ein von EKZ und Schréder Swiss SA initiiertes Projekt zu intelligenter Strassenbeleuchtung wurde kürzlich mit dem Watt d’Or 2018 ausgezeichnet. Die in Urdorf auf einer rund 1000 m langen Ortsdurchfahrt installierten Leuchten mindern das Lichtniveau fliessend in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens. Die von einer Strassenlaterne mit optischem Sensor erfassten Daten zur Verkehrsintensität werden an eine zentrale Steuereinheit übertragen. Per Signal wird das Licht der übrigen 27 Leuchten zwischen einer Stärke von 40 bis 100 Prozent angepasst.

30 Prozent Energieeinsparungen waren das Ergebnis der erfolgreichen einjährigen Pilotphase.

Folglich steht nun die Markttauglichkeit der Technologie im Fokus.

Darüber hinaus wurde 2017 mit Unterstützung von EKZ ein multifunktionaler Lichtmast in Wädenswil fertiggestellt. Der Smart City Tower versorgt Elektroautos mit Strom, sammelt Daten zu Lärm- und Feinstaubbelastung sowie zur Verkehrsintensität.

Strassen mit drucksensitiven Sensoren

Am Georgia Tech Research Institute setzen die Forscher bei der Suche nach Smart-City-Lösungen auf Piezoelektrizität. Werden piezoelektrische Materialien komprimiert oder gebogen, entsteht eine elektrische Ladung. Die stärkste Reaktion weist Blei-Zirkonat-Titanat auf. Zusammen mit der NASA haben die Forscher deshalb Kacheln mit einer dünnen Scheibe aus jenem Material entwickelt, die beim Betreten Energie erzeugen und zusätzlich über kleine Solar-Paneele verfügen. Eine Testfläche von 3700 m2 soll am Kennedy-Raumfahrtzentrum in Cape Canaveral in Florida entstehen. «So wie ein Schwamm Wasser auspresst, drückt das Piezoelement unter Druck Strom aus, der geerntet und gespeichert werden kann», erklärt Ilan Stern, leitender Wissenschaftler des Georgia Tech Research Institute. Der erzeugte Strom soll gespeichert werden, um beispielsweise nachts die 125 LED in den Kacheln zu betreiben. Dafür entwarfen die Forscher einen speziellen Boden aus dünnem ultrahochfestem Beton, in dem neben Lithium-Ionen-Batterie, LED und dem piezoelektrischem Element auch die übrige Elektronik enthalten ist. Eine Glasplatte dient zur Abdeckung. Eine einzelne Piezokachel erzeugt zwar nur eine geringe Menge an Energie, doch in hochfrequentierten Gebieten liesse sich ausreichend Strom für umgebende Strassenschilder oder -Leuchten erzeugen. Laut den Forschern wären zukünftig Gitter aus drucksensitiven Sensoren auch unter Fahrbahnen vorstellbar, um ohne zusätzlichen Strom Daten zu Temperatur, Verkehr oder Fahrbahnbeschaffenheit mit autonomen Fahrzeugen auszutauschen.

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