DE4418315C2

DE4418315C2 - Method and circuit device for reducing the energy consumption of street lighting networks

Info

Publication number: DE4418315C2
Application number: DE4418315A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Ramscheid; Johannes Schmidt
Original assignee: JS ELEKTRONIK GmbH; L & R Losse und Ramscheid Date; STEPHAN STEUERUNGSBAU ELEKTROT
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: WO1995033361A1; DE4418315A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauchs von Straßenbeleuchtungsnetzen, Großbe leuchtungsanlagen, wie es im Anspruch 1 näher definiert ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Schaltungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for reducing the Energy consumption of street lighting networks, Großbe lighting systems, as in Claim 1 is defined in more detail. The invention relates further on a circuit device for performing the Procedure.

Straßenbeleuchtungsnetze werden üblicherweise zentral mit Hilfe sogenannter Dämmerungsschalter gesteuert, so daß die entsprechenden Leuchten des Netzes nur während bestimmter Zeiträume (Gesamtschaltzeit; z. B. von 20 Uhr bis 7 Uhr) brennen. Es ist ferner bekannt, das Straßenbeleuchtungsnetz mit einer zusätzlichen Phase (Steuerleitung) zu versehen, um zwecks Energieeinsparung während der vorgenannten Zeiträume ausgewählte Leuchten zeitweilig (z. B. zwischen 23 Uhr und 5 Uhr) abzuschalten.Street lighting networks are usually central Controlled using so-called twilight switches, so that the corresponding lights of the network only during certain Periods (total switching time; e.g. from 8 p.m. to 7 a.m.) burn. It is also known the street lighting network to be provided with an additional phase (control line) in order to in order to save energy during the aforementioned periods selected lights temporarily (e.g. between 11 p.m. and 5 a.m. Clock).

Derartige Steuerleitungen sind allerdings bei älteren Netzen in der Regel nicht vorhanden. Die Umrüstung dieser Netze mit einer zusätzlichen Phase ist mit einem erheblichen Aufwand an Kosten, Zeit und Material verbunden. Such control lines are, however, in older networks usually not available. The conversion of these networks with an additional phase involves a lot of effort Cost, time and material connected.

Es ist zwar denkbar, diejenigen Leuchten, die während der Gesamtschaltzeit zeitweilig ausgeschaltet werden sollen, jeweils mit einer separaten Schaltuhr zu versehen, doch sind entsprechende Uhren relativ voluminös. Außerdem benötigen bekannte Schaltuhren eine zusätzliche Batteriepufferung, weil das Netz bei ausreichender Helligkeit von der Energiequelle abgeschaltet ist. Diese Uhren sind daher aufwendig und stör anfällig, da die Batterie oder der Akkumulator nur eine be grenzte Lebensdauer hat und bei einem Verstellen der Uhrzeit (z. B. durch Störimpulse) die Uhr unbrauchbar wird. Schalt uhren bekannter Bauweise werden daher, jedenfalls soweit bekannt, nicht in einzelnen Leuchten eines Straßenbeleuchtungsnetzes verwendet.While it is conceivable to light those lights during the Total switching time should be temporarily switched off, each with a separate timer, but are corresponding clocks are relatively voluminous. Also need known timers an additional battery backup, because the grid with sufficient brightness from the energy source is switched off. These watches are therefore complex and annoying vulnerable because the battery or the accumulator is only one has a limited lifespan and if the time is changed (e.g. due to interference pulses) the watch becomes unusable. Switching Watches of known design are therefore, at least as far known, not in individual lights of a street lighting network used.

Aus der DE 41 07 107 A1 ist eine solarbetriebene Straßen leuchte bekannt, bei der eine Solarzelle einen Blei- oder NC-Akku tagsüber auflädt. Mit der aufgeladenen Energie werden bei Dunkelheit die Lampen der Leuchte betrieben, wobei mittels einer einen Microrechner aufweisenden Schaltungsvorrichtung die Brenndauer der Leuchte in Abhängigkeit von gespeicherten, die Jahreszeit charakterisierenden Werten und dem jeweiligen Ladezustand des Akkus geregelt wird.DE 41 07 107 A1 describes a solar-powered road known light, in which a solar cell has a lead or NC battery charges during the day. With the charged energy at Darkness operated the lamps of the lamp, being by means of a circuit device having a microcomputer the burning time of the lamp depending on stored the season characterizing values and the respective Charge status of the battery is regulated.

Nachteilig ist bei derartigen Straßenleuchten vor allem, daß der Aufbau eines aus einer Vielzahl derartiger Leuchten be stehendes Beleuchtungsnetzes außerordentlich aufwendig ist. Denn praktisch jede Leuchte muß über einen eigenen Akku ver fügen, der sowohl die Stromversorgung der Lampen als auch der Schaltungsvorrichtung übernimmt. Außerdem muß jede Leuchte über eine eigene Solarzellenanordnung zur Aufladung des je weiligen Akkus verfügen.A disadvantage of such street lights is above all that the construction of a be from a variety of such lights standing lighting network is extremely complex. Because practically every lamp must have its own battery add to both the power supply of the lamps and the Circuit device takes over. In addition, every lamp via its own solar cell arrangement to charge each some batteries.

Ein weiteres Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauchs von Straßenbeleuchtungsnetzen ist aus der GB 21 43 966 A bekannt, wobei die Schaltzeiten in einem Speicher tabellarisch abgelegt sind.Another method to reduce energy consumption from Street lighting networks is known from GB 21 43 966 A, the Switching times are stored in a table in a memory.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, welches auf einfache und kostengünstige Weise eine Reduzierung des Ener gieverbrauchs von Straßenbeleuchtungsnetzen erlaubt, wobei ausgewählte Leuchten - bzw. einzelne Lampen einer Leuch te - innerhalb der Gesamtschaltzeit zu genau vorgebbaren Zeit punkten automatisch aus- und wieder eingeschaltet werden, ohne daß eine zusätzliche Steuerleitung erforderlich ist und ohne daß zusätzliche Stromquellen (Batterien) zur Ansteuerung ent sprechender Schaltuhren oder der Lampen vorhanden sein müssen. Ferner soll eine Schaltungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart werden.The present invention is based on the object Specify the method of the type mentioned, which on simple and inexpensive way of reducing the energy energy consumption of street lighting networks allowed, where selected lights - or individual lamps of a light te - within the total switching time at precisely definable times points are automatically switched off and on again without that an additional control line is required and without that additional power sources (batteries) ent to control speaking timers or lamps must be available. Furthermore, a circuit device for performing the Procedure are disclosed.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erfindungsgemäß durch die Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Schaltungsvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Die Unter ansprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder. The task with regard to the method is according to the invention by the features of claim 1 and in terms of the circuit device by the features of claim 5 solved. The sub claims give particularly advantageous embodiments of the Invention again.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, die zeitweise abzuschaltenden Leuchten statt mit einer batterie gepufferten Echtzeituhr mit einer Schaltungsvorrichtung zu versehen, die die Schaltsignale unter Berücksichtigung des vorgegebenen zweiten Zeitabschnittes aus der gemessenen Gesamtschaltzeit (T) eines vorherigen Zeitabschnittes, z. B. des jeweiligen Vortages, ableitet. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, daß die Hälfte der Zeit, die zwischen Sonnen untergang und Sonnenaufgang vergeht - und die der halben Gesamtschaltzeit (T/2) entspricht - für einen Längengrad praktisch immer zur gleichen Uhrzeit erreicht wird. Diese Uhrzeit, oder eine von ihr abgeleitete Zeit, kann daher als Bezugswert T_o für die Ermittlung entsprechender Schaltsignale herangezogen werden.The invention is essentially based on the idea of providing the lights to be temporarily switched off instead of a battery-buffered real-time clock with a switching device which takes the switching signals into account from the measured total switching time (T) of a previous time period, taking into account the predetermined second time period. B. the previous day. This takes advantage of the fact that half the time that passes between sunset and sunrise - and that corresponds to half the total switching time (T / 2) - is practically always at the same time for a longitude. This time, or a time derived from it, can therefore be used as a reference value T _o for the determination of corresponding switching signals.

Um eine zusätzliche Energieeinsparung zu erreichen, wird bei einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung des Verfahrens die Schaltungsvorrichtung derart ausgelegt, daß an die entspre chenden Leuchten die Netzspannung erst zeitverzögert (z. B. 20 min nach Anschalten des Netzes an die Energiequelle) angelegt wird.To achieve additional energy savings, at a further development of the method according to the invention Circuit device designed so that the correspond luminaires, the mains voltage is only delayed (e.g. 20 min after switching on the network to the energy source) becomes.

Die erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung besteht im wesent lichen aus einem Schaltelement, z. B. einem entsprechend aus gelegten Relais, welches mit Hilfe eines Microcontrollers angesteuert wird. Der Microcontroller, der einen Mikropro zessor enthält, mißt die Gesamtschaltzeit und speichert diese in einem nichtflüchtigen Speicher (EEPROM) ab. Außerdem be rechnet er aus der in dem Speicher abgelegten Gesamtschalt zeit eines vorhergehenden Zeitabschnittes, z. B. des Vortages, die Schaltsignale für die Aus- und Wiederanschaltzeitpunkte innerhalb der aktuellen Gesamtschaltzeit.The circuit device according to the invention consists essentially Lichen from a switching element, for. B. one accordingly put relay, which with the help of a microcontroller is controlled. The microcontroller that is a micropro processor contains, measures the total switching time and saves it in a non-volatile memory (EEPROM). In addition be he calculates from the total switching stored in the memory time of a previous period, e.g. B. the previous day, the switching signals for the switch-off and switch-on times within the current total switching time.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von in Figuren dargestellten Ausführungs beispielen erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are described in following with reference to execution shown in figures examples explained. Show it:

Fig. 1 schematisch den Ausschnitt eines Straßenbeleuchtungs netzes mit zwei mit erfindungsgemäßen Schaltungsvor richtungen versehenen Leuchten, Fig. 1 shows schematically the section of a road lighting network having two inventive devices Schaltungsvor lamps provided,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungs vorrichtung, Fig. 2 apparatus, the block diagram of a circuit according to the invention,

Fig. 3 den jährlichen Verlauf der Sonnenunter- und Sonnenauf gänge für Bendorf/Wst zur Ableitung eines Schaltbezugs wertes und Fig. 3 shows the annual course of the sunsets and sunrises for Bendorf / Wst to derive a switching reference value and

Fig. 4A bis 4C Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungs weise des erfindungsgemäßen Verfahrens. FIGS. 4A to 4C are timing diagrams for explaining the effect of the method according to the invention.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Trafostation bezeichnet, die ein Straßenbeleuchtungsnetz über die Leitungen 2, 3 mit Strom versorgt. Dabei ist in der Leitung 3 ein Schalter 4 eines Schützes 5 angeordnet, wobei der Schütz 5 durch einen Dämme rungsschalter 6 ansteuerbar ist.In Fig. 1, 1 denotes a transformer station which supplies a street lighting network with power via lines 2 , 3 . Here, a switch 4 of a contactor 5 is arranged in line 3 , the contactor 5 by a dam switch 6 can be controlled.

Insgesamt sind in Fig. 1 drei Leuchten 7-9 dargestellt, die jeweils zwei parallelgeschaltete Lampen 10-15 enthalten. Die Leuchten 7 und 9 sind jeweils mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung 16, 17 versehen, wobei nur jeweils eine der beiden in den Leuchten 7, 9 angeordneten Lampen mit Hilfe der Schaltungsvorrichtung 16, 17 geschaltet werden kann.In total, three lights 7-9 are shown in FIG. 1, each containing two lamps 10-15 connected in parallel. The lights 7 and 9 are each provided with an inventive circuit apparatus 16, 17, only one of the two in the lights 7, 9 lamps arranged by means of the switching device 16, 17 can be switched.

Den Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung 16 zeigt Fig. 2 (die Schaltungsvorrichtung 17 ist entsprechend aufgebaut). Dabei sind die in Fig. 1 mit 18-20 bezeichneten Anschlußleitungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen:
Im wesentlichen besteht die erfindungsgemäße Schaltungsvor richtung 16 aus einem Microcontroller (µC) 21, der jeweils einen aus übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Mikroprozessor, Programmspeicher und Schreib/Lese-Speicher enthält. Der Microcontroller 21 wird mittels eines Quarzes 22 getaktet, welcher somit auch als Zeitbasis für die Messung der Gesamtschaltzeit dient.The structure of the circuit device 16 according to the invention is shown in FIG. 2 (the circuit device 17 is constructed accordingly). The connecting lines designated 18-20 in FIG. 1 are provided with the same reference numerals:
Essentially, the circuit device 16 according to the invention consists of a microcontroller (.mu.C) 21 , each of which contains a microprocessor, program memory and read / write memory, not shown for reasons of clarity. The microcontroller 21 is clocked by means of a quartz 22 , which thus also serves as a time base for measuring the total switching time.

Der Microcontroller 21 ist ferner sowohl mit einem nicht flüchtigen Speicher (EEPROM) 23, der zur Speicherung von Werten dient, die auch nach einer Stromabschaltung erhalten bleiben müssen, als auch mit einem Schaltelement 24 verbun den. Das Schaltelement 24 besteht in dem dargestellten Aus führungsbeispiel aus einem Relais 25 für eine Schaltleistung von z. B. 2000 VA und einem maximalen Schaltstrom von z. B. 8 A sowie einem Relais-Treiber 26.The microcontroller 21 is also connected to a non-volatile memory (EEPROM) 23 , which is used to store values that must be retained even after a power cut, and to a switching element 24 . The switching element 24 consists in the exemplary embodiment shown from a relay 25 for a switching capacity of z. B. 2000 VA and a maximum switching current of z. B. 8 A and a relay driver 26th

Als Relais 25 wird vorzugsweise ein Relais mit Öffner-Kontakt verwendet, damit bei einem Defekt der Schaltungsvorrichtung 16 die Lampe 10 eingeschaltet bleibt.A relay with normally closed contact is preferably used as the relay 25 , so that the lamp 10 remains switched on if the circuit device 16 is defective.

Für die Stromversorgung des Microcontrollers 21, des Spei chers 23 und des Schaltelementes 24 ist ein Stromversorgungs element 27 vorgesehen, welches über die Leitungen 19 und 20 mit den Netzleitungen 2 und 3 verbunden ist.For the power supply of the microcontroller 21 , the SpeI chers 23 and the switching element 24 , a power supply element 27 is provided, which is connected via the lines 19 and 20 to the power lines 2 and 3 .

Fig. 3 gibt den typischen Verlauf der Sonnenunter- und Sonnen aufgänge für einen bestimmten Längengrad (hier: Bendorf/Wst) über ein Jahr wieder. Dabei wurde auf der Ordinate die jewei lige Uhrzeit, bei der der Sonnenuntergang bzw. der Sonnenauf gang eintritt, und auf der Abzisse der entsprechende Tag des Jahres aufgetragen (die Umstellung der Uhrzeit auf Sommerzeit ist in Fig. 3 nicht berücksichtigt). Fig. 3 shows the typical course of sunsets and sunrises for a certain degree of longitude (here: Bendorf / Wst) over a year. The time at which the sunset or sunrise occurs, and the corresponding day of the year were plotted on the ordinate (the changeover of the time to summer time is not taken into account in FIG. 3).

Mit 28 ist in Fig. 3 der zeitliche Verlauf der Sonnenuntergän ge und mit 29 der entsprechende Verlauf der Sonnenaufgänge bezeichnet. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die beiden Kurven 28, 29 etwa symmetrisch zu einer mit 30 bezeichneten konstant verlaufenden Kurve. Der entsprechende Ordinatenwert dieser Kurve liegt (für Bendorf) bei etwa 0.30 Uhr und bleibt praktisch für das ganze Jahr konstant, so daß dieser Wert als Bezugswert für die Gewinnung von Schaltsignalen herangezogen werden kann. Hierzu wird in vorgegebenen zeitlichen Abstän den, z. B. täglich, mit Hilfe der Schaltungsvorrichtung 16 (Fig. 2) die durch den Dämmerungsschalter 6 (Fig. 1) vorgege bene Gesamtschaltzeit T ermittelt. Addiert man dann an dem jeweils folgenden Tag zu dem Zeitwert TA, an dem der Dämme rungsschalter 6 die Beleuchtung anschaltet, den Zeitwert T/2, so ergibt sich der Zeitbezugswert T_o, d. h. für das vorstehen de Beispiel eine Uhrzeit von 0.30 Uhr. Soll nun beispielswei se die Lampe 10 (Fig. 1) regelmäßig etwa gegen 23.00 Uhr aus- und gegen 5.00 wieder eingeschaltet werden, so muß von dem Bezugswert T_o einmal ein Zeitwert t₁ = 1,5 Stunden ab- und einmal ein Zeitwert t₂ = 4,5 Stunden hinzugezählt werden. Während der Bezugswert T_o immer neu ermittelt wird, sind die Werte t1 und t2 konstante Größen und werden von dem Betreiber des Beleuchtungsnetzes vorgegeben.With 28 in Fig. 3 the time course of the sunsets ge and with 29 the corresponding course of the sunrises is designated. As can be seen in FIG. 3, the two curves 28 , 29 are approximately symmetrical with respect to a constant curve designated 30 . The corresponding ordinate value of this curve is (for Bendorf) around 0.30 a.m. and remains practically constant for the whole year, so that this value can be used as a reference value for the acquisition of switching signals. For this purpose, the z. B. daily, using the switching device 16 ( Fig. 2) determined by the twilight switch 6 ( Fig. 1) bene total switching time T determined. If one then adds the time value T / 2 to the time value TA on which the insulation switch 6 turns on the lighting on the following day, then the time reference value T _o results, that is, for the example above, a time of 0:30. If, for example, the lamp 10 ( FIG. 1) is now switched off regularly at around 11:00 p.m. and switched on again at around 5:00 a.m., a time value t 1 = 1.5 hours must be removed from the reference value T _o and a time value t 2 = once 4.5 hours can be added. While the reference value T _{o is} always determined anew, the values t1 and t2 are constant quantities and are specified by the operator of the lighting network.

Sofern nicht ideale Witterungsverhältnisse vorliegen, ist es möglich, daß der für die Berechnung des Zeitbezugswertes T_o zugrundegelegte Gesamtzeitwert T des Vortages nicht genau dem theoretischen Wert (unbewölkter Himmel) entspricht und somit nicht zu einer Uhrzeit von 0.30 Uhr führt. In diesem Fall verschieben sich auch die Aus- und Wiedereinschaltwerte ent sprechend. Doch hat sich überraschenderweise gezeigt, daß diese Abweichungen im Jahresdurchschnitt minimal sind, weil der Bezugswert T_o ständig durch die erfindungsgemäße Schal tungsvorrichtung, d. h. in der Regel täglich, neu ermittelt wird und witterungsbedingte Abweichungen von dem theoreti schen Zeitbezugswert entsprechend schnell korrigiert werden.Unless ideal weather conditions exist, it is possible that the total time value T on the previous day used to calculate the time reference value T _o does not exactly correspond to the theoretical value (clear sky) and therefore does not lead to a time of 0.30 a.m. In this case, the switch-off and switch-on values also shift accordingly. However, it has surprisingly been found that these deviations are minimal on an annual average, because the reference value T _{o is} continuously determined by the circuit device according to the invention, ie generally daily, and weather-related deviations from the theoretical time reference value are corrected accordingly quickly.

Im folgenden wird mit Hilfe der Fig. 4A bis 4B auf die Wir kungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungen 16, 17 zur Durchführung des Verfahrens eingegangen:
Fig. 4A zeigt den Spannungsverlauf des Beleuchtungsnetzes für drei aufeinanderfolgende Zeitabschnitte I-III, in denen die Leuchten 7-9 (Fig. 1), z. B. zwischen 21.00 Uhr und 5.00 Uhr, eingeschaltet werden sollen. Dabei ist in dem dargestellten Beispiel davon ausgegangen worden, daß die Tage länger wer den, so daß der Dämmerungsschalter 6 (Fig. 1) die Beleuch tungsanlage jeden Abend etwas später mit dem Transformator 1 verbindet und jeden Morgen etwas früher vom Transformator 1 abschaltet. Die Gesamtschaltzeiten sind mit T, T′ und T′′ bezeichnet. Ferner sei angenommen, daß im Zeitabschnitt I noch kein Gesamtschaltzeitwert in der Schaltungsvorrichtung 16 abgespeichert ist.In the following, 4A, with the help of Figure 4B to the We of action of the inventive circuits 16, 17 received for performing the method.:
Fig. 4A shows the voltage curve of the lighting network for three successive periods I-III, in which the lights 7-9 ( Fig. 1), z. B. between 9:00 p.m. and 5:00 a.m. It has been assumed in the example shown that the days longer who, so that the twilight switch 6 ( Fig. 1) connects the lighting system every evening a little later with the transformer 1 and turns off a little earlier each morning from the transformer 1 . The total switching times are denoted by T, T 'and T''. Furthermore, it is assumed that no total switching time value has yet been stored in the switching device 16 in the time segment I.

Wird nun die Beleuchtungsanlage durch den Dämmerungsschalter 6 eingeschaltet, so wird die Schaltungsvorrichtung 16 über die Leitungen 19 und 20 (Fig. 2) ebenfalls mit Strom versorgt. Mit Hilfe eines in dem Microcontroller 21 integrierten Timers (z. B. Zählerbausteines) wird die Zeit gemessen, während der der Strom an der Schaltungsvorrichtung 16 liegt. Der der Gesamtschaltzeit T entsprechende Wert wird anschließend in dem Speicher 23 abgespeichert. Das Relais 25 bleibt geschlossen und die entsprechende Lampe 10 brennt an diesem Tag während der Gesamtschaltzeit T. Es ergibt sich daher während des Zeitabschnittes I der in Fig. 4B dargestellte Stromverlauf des Relais 25 (Fig. 2) sowie der in Fig. 4C dargestellte Spannungsverlauf an der Lampe 10 (Fig. 1).If the lighting system is now switched on by the twilight switch 6 , the switching device 16 is likewise supplied with current via the lines 19 and 20 ( FIG. 2). The time during which the current is present at the circuit device 16 is measured with the aid of a timer (eg counter module) integrated in the microcontroller 21 . The value corresponding to the total switching time T is then stored in the memory 23 . The relay 25 is closed and the corresponding lamp 10 burns on that day during the total shift time T. therefore arises during the time period I, the current waveform shown in Fig. 4B of the relay 25 (Fig. 2) as well as the voltage waveform shown in Fig. 4C on the lamp 10 ( Fig. 1).

Im darauffolgenden Zeitabschnitt II wird der in dem Speicher 23 (Fig. 2) abgespeicherte Wert für die Gesamtschaltzeit T des Zeitabschnittes I von dem Microcontroller 21 übernommen und ein Bezugswert T_o aufgrund der BeziehungIn the subsequent time period II, the value stored in the memory 23 ( FIG. 2) for the total switching time T of the time period I is adopted by the microcontroller 21 and a reference value T _o based on the relationship

T_o = T_A′ + T/2T _o = T _A ′ + T / 2

bestimmt, wobei T_A′ der Zeitwert ist, zu dem der Dämmerungs schalter 6 die Beleuchtungsanlage anschaltet.determines, where T _A 'is the time value at which the twilight switch 6 turns on the lighting system.

Anschließend wird dann der Ausschaltzeitpunkt t_A der Lampe 10 ermittelt, indem der vorgegebene konstante Zeitwert t₁ von dem Bezugswert T_o subtrahiert wird (sofern der Ausschaltzeit punkt vor 24 Uhr liegt, oder es wird der vorgegebene Zeitwert zum Bezugswert addiert, wenn der Ausschaltzeitpunkt nach 24 Uhr liegt). Wird der Ausschaltzeitpunkt t_A erreicht so wird das Relais 25 von dem Microcontroller 21 angesteuert (Fig. 4B) und die Lampe 10 abgeschaltet (Fig. 4C).Then the switch-off time t _{A of} the lamp 10 is then determined by subtracting the predetermined constant time value t 1 from the reference value T _o (if the switch-off time is before midnight, or the specified time value is added to the reference value if the switch-off time after 24 Clock is). When the switch-off time t _{A is} reached, the relay 25 is controlled by the microcontroller 21 ( FIG. 4B) and the lamp 10 is switched off ( FIG. 4C).

Die Ermittlung des Wiedereinschaltpunktes t_E erfolgt durch Addition des vorgegebenen Zeitwertes t₂ zum Bezugswert T_o. Nach Erreichen dieses Wiedereinschaltzeitpunktes t_E wird die Ansteuerung des Relais 25 zurückgenommen (Fig. 4B) und damit die Lampe 10 wieder eingeschaltet (Fig. 4C).The restart point t _E is determined by adding the predetermined time value t 2 to the reference value T _o . After this reclosing time t _E , the activation of the relay 25 is withdrawn ( FIG. 4B) and the lamp 10 is thus switched on again ( FIG. 4C).

Parallel zu dem vorstehend beschriebenen Vorgang ermittelt der Microcontroller 21 die neue Gesamtschaltzeit T′, die er dann für die Ermittlung des neuen Zeitbezugswertes (T_o = TA′′+ T′/2) und damit auch zur Ermittlung der Schaltzeitpunk te t_A und t_E des Zeitabschnittes III heranzieht usw.In parallel to the process described above, the microcontroller 21 determines the new total switching time T ', which it then for determining the new time reference value (T _o = TA''+T' / 2) and thus also for determining the switching times te _A and t _E of period III, etc.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Schaltungsvorrichtung zur Ver zögerung der Anschaltzeit T_A heranzuziehen und die entspre chende Lampe 10 erst z. B. 20 Minuten nach Einschalten der Netzspannung mittels des Dämmerungsschalters anzuschalten.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment described above. So it has proven to be advantageous to use the circuit device for delaying the switch-on time T _A and the corresponding lamp 10 only for. B. 20 minutes after switching on the mains voltage using the twilight switch.

Ferner kann mit Hilfe der Schaltungsvorrichtungen 16, 17 anstatt eine Lampe vollständig abzuschalten auch lediglich deren Leistung vermindert werden. Insbesondere wenn die Leuchten nur jeweils eine Lampe enthalten, bietet sich dieses Verfahren als vorteilhaft an. Dabei wird ein handelsübliches Vorschaltgerät mit den entsprechenden Leistungsausgängen (z. B. 80 W und 125 W) verwendet, wobei das Schaltelement 24 nicht mehr die Stromzuführung zur Lampe unterbricht, sondern z. B. die entsprechenden Ausgänge des Vorschaltgerätes mit der Lampe verbindet bzw. die entsprechenden Ausgänge kurz schließt.Furthermore, with the aid of the switching devices 16 , 17, instead of completely switching off a lamp, only its power can be reduced. This method is particularly advantageous if the lamps each contain only one lamp. A commercially available ballast with the corresponding power outputs (eg 80 W and 125 W) is used, the switching element 24 no longer interrupting the current supply to the lamp, but instead, e.g. B. connects the corresponding outputs of the ballast with the lamp or short-circuits the corresponding outputs.

Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, die jeweils er mittelte Gesamtschaltzeit nach vorgegebenen Kriterien zu überprüfen, bevor diese Zeit in dem Speicher 23 abgespeichert wird. Dieses kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die ermittelte Gesamtschaltzeit nur dann abgespeichert wird, wenn ihr Wert entweder zwischen fest vorgegebenen Stunden liegt, oder zwischen Werten, die sich durch Mittelwertbildung aus entsprechenden Messungen der jeweils letzten Tage ergeben (gleitende Schwelle). Anderenfalls wird der von dem Microcontroller gemessene Gesamtschaltwert als Störung bewer tet und der entsprechende Wert des Vortages etc. bleibt im Speicher erhalten.It has also proven to be advantageous to check the total switching time determined in each case according to predetermined criteria before this time is stored in the memory 23 . This can be done, for example, by saving the determined total switching time only if its value is either between fixed hours, or between values that result from averaging from corresponding measurements of the last few days (moving threshold). Otherwise, the total switching value measured by the microcontroller is evaluated as a fault and the corresponding value from the previous day etc. is retained in the memory.

Schließlich kann statt des vorstehend erwähnten Zeitbezugs wertes T_o auch ein von diesem abgeleiteter WertFinally, instead of the time reference value T _o mentioned _above , a value derived from this can also be used

T_o′ = T_o + αT _o ′ = T _o + α

verwendet werden, um als Bezugswert eine ortsunabhängige Uhr zeit, z. B. 24.00 Uhr, anzugeben. Dabei bedeutet α eine län gengradabhängige Konstante, die in dem vorstehend beschrie benen Beispiel für Bendorf den Wert von 0,5 besitzt. Bei Verwendung eines derart modifizierten Bezugswertes T_o′ müssen auch die vorgebbaren konstanten Zeitwerte t₁ und t₂ in entsprechende neue Zeitwerte (t₁′ = t₁ - α; t₂′ = t₂ + α) umgerechnet werden.be used to use a location-independent time as a reference value, e.g. B. midnight. Here, α means a length-dependent constant which has the value of 0.5 in the example described above for Bendorf. When using such a modified reference value T _o ', the predeterminable constant time values t₁ and t₂ must also be converted into corresponding new time values (t₁' = t₁ - α; t₂ '= t₂ + α).

BezugszeichenlisteReference list

1 Trafostation, Energiequelle
2, 3 Leitungen
4 Schalter
5 Schütz
6 Dämmerungsschalter
7-9 Leuchten
10-15 Lampen
16, 17 Schaltungsvorrichtung
18-20 Anschlußleitungen
21 Microcontroller
22 Quarz
23 nicht flüchtiger Speicher
24 Schaltelement
25 Relais
26 Relais-Treiber
27 Stromversorgungseinheit
28 zeitl. Verlauf der Sonnenuntergänge
29 zeitl. Verlauf der Sonnenaufgänge
30 zeitl. Verlauf des Bezugswertes
I-III Zeitabschnitte
T, T′, T′′ Gesamtschaltzeiten
T_o, T_o′ Zeitbezugswerte
TA, TA′, TA′′ Anschaltzeitpunkt des Dämmerungsschalters
T_E, T_E′, T_E′′ Ausschaltzeitpunkt des Dämmerungsschalters
t_A Ausschaltzeitpunkt
t_E Wiedereinschaltzeitpunkt
t₁, t₁′, t₂, t₂′ vorgegebene konstante Zeitwerte
α breitengradabhängige Konstante 1 transformer station, energy source
2 , 3 lines
4 switches
5 contactor
6 twilight switches
7-9 lights
10-15 lamps
16 , 17 circuit device
18-20 connecting cables
21 microcontrollers
22 quartz
23 non-volatile memory
24 switching element
25 relays
26 relay drivers
27 power supply unit
28 timeline of sunsets
29 timeline of sunrises
30 temporal course of the reference value
I-III periods
T, T ′, T ′ ′ total switching times
T _o , T _o ′ time reference values
TA, TA ′, TA ′ ′ switch-on time of the twilight switch
T _E , T _E ′, T _E ′ ′ switch-off time of the twilight switch
t _A switch-off time
t _{E time of} restart
t₁, t₁ ′, t₂, t₂ ′ predetermined constant time values
α latitude-dependent constant

Claims

1. A method for reducing the energy consumption of street lighting networks, large lighting systems (hereinafter referred to as lighting network), wherein

a) each containing at least one lamp ( 10-15 ) the lights ( 7-9 ) of the lighting network are connected to a common energy source ( 1 ) for a first period (TT ′ ′) (total switching time),
b) the output of at least some of the lights ( 7 , 9 ) is reduced during a second period (t1 + t2) that can be specified by the operator within the total switching time (TT ′ ′),
c) the lights ( 7 , 9 ), the outputs of which are reduced, are each provided with their own circuit device ( 16, 17 ), which also receives its energy from the energy source ( 1 ) of the street lighting network,
d) the respective switching device ( 16 , 17 ) measures the total switching time (T) by the switching signals of a twilight switch during a first predetermined time period (I) and saves this value,
e) during a subsequent second predetermined time period (II), the switching device ( 16 , 17 ) within the total switching time (T ') the power of the respective lamp ( 7 , 9 ) during the period T _o -t₁ to T _o + t₂, wherein T₀ = T _A + T / 2 and T _{A is} the time value on which the second time period ( 11 ) begins, and t₁ and t₂ are two predeterminable time values,
f) also during the second predetermined Zeitabschnit tes (II) the switching device ( 16 , 17 ) measures the total switching time (T ') and this value to determine the corresponding period T _o -t₁ to T _o + t₂ of a subsequent third predetermined period (III ) is saved and this procedure is carried out regularly for subsequent periods.

2. The method according to claim 1, characterized in that for lights ( 7 ; 9 ) with at least two lamps ( 10 , 11 ; 14 , 15 ), the circuit device ( 16 ; 17 ) for reducing the power of the lights ( 7 ; 9 ) in each case at least one lamp ( 10 ; 14 ) switches off during the period T _o -t₁ to T _o + t₂.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the lights ( 7 , 9 ) by the corresponding circuit device ( 16 , 17 ) are switched on only after a predetermined period after the start of the total switching time (TT '').

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the respective value of the measured total switching time (TT '') is compared with the circuit device ( 16 , 17 ) with a predetermined limit.

5. Circuit device for performing the method according to one of claims 1 to 4, wherein the circuit device ( 16 , 17 ) of the respective lamp ( 7-9 )

a) contains a quartz-controlled microcontroller ( 21 ) which has a switching element ( 24 ) for switching the supply current of the lamps ( 10 , 14 ), the lamp ( 7 , 9 ) or a ballast, at least one of the lamps ( 10 , 14 ), is connected,
b) has a memory element ( 23 ) connected to the microcontroller ( 21 ) only for storing the total switching time (TT '') measured by the microcontroller ( 21 ) and
c) a power supply unit ( 27 ) connected to the lamp supply voltage for the operation of the microcontroller ( 21 ), the switching element ( 24 ) and the storage element ( 23 ), which is connected to the energy source ( 1 ) of the lighting network.

6. Circuit device according to claim 5, characterized in that it is in the switching element ( 24 ) with a relay driver ( 26 ) provided relay ( 25 ).

7. Circuit device according to claim 6, characterized in that the relay ( 25 ) is one with an NC contact.

8. Circuit device according to one of claims 5 to 7, characterized in that it is in the Speicherele element ( 23 ) is a non-volatile memory (EEPROM memory).