Richtlinien für die Planung der Solarbeleuchtung von Notfall-Einsatzzentralen

Im Katastrophenfall benötigen die Mitarbeiter ausreichend Licht, um Dokumente und Bildschirme lesen, wichtige Arbeiten fortsetzen und sich sicher in Sicherheit bringen zu können. Legen Sie fest, welche Arbeitsplätze in Betrieb bleiben müssen und wie viele Stunden sie täglich in Betrieb sein werden. Wählen Sie anhand dieses Zeitplans Leuchten, Photovoltaikanlagen (PV) und Batteriespeicher aus. Das Beschaffungsteam und die Ingenieure benötigen dieselbe Aufgabenliste, um Angebote zu vergleichen und die Leistung bei der Übergabe zu überprüfen.

Dieser Leitfaden behandelt permanente Notfallleitstellen, Rettungskoordinierungsstellen und temporäre Kommandostellen. Das Beschaffungsteam kann mit den Abschnitten 1, 2, 4, 7 und 9 beginnen und anschließend Anhang A zur Erstellung einer Anfrage heranziehen. Ingenieure können die Abschnitte 3 bis 6 nutzen, um Ziele festzulegen und die Dimensionierung des Systems vorzunehmen, gefolgt von den Abschnitten 8 und 9 für die Installation und Abnahme. Die Anhänge enthalten die Tabelle zur Anwendbarkeit der Normen, ein Glossar sowie Links zu den Originalquellen.

So nutzen Sie diesen Leitfaden. Wenden Sie die im Text genannten Normenanforderungen innerhalb des angegebenen Geltungsbereichs und unter Verwendung der am Projektstandort geltenden Fassungen an. Die übrigen Werte sind Auslegungsempfehlungen oder Berechnungsannahmen, die in den Planungs- und Ausschreibungsunterlagen zu vereinbaren sind. Lassen Sie vor Baubeginn eine fachliche Prüfung hinsichtlich der örtlichen Bau-, Elektro-, Brandschutz- und Netzanschlussvorschriften durchführen.

1. Die Betriebsanforderungen definieren

Bitten Sie die Betriebsabteilung, die Arbeitsstationen, Operationstische, Bedienungspositionen für Geräte, Verkehrswege und Arbeitsbereiche im Außenbereich zu kennzeichnen, die im Katastrophenfall weiterhin genutzt werden müssen. Beschreiben Sie, welche Aufgaben die Nutzer in den einzelnen Bereichen erfüllen müssen, damit die Lieferanten die Auslegung entsprechend diesem Umfang vornehmen können.

Legen Sie den Anwendungsbereich fest. Unterscheiden Sie zwischen Bereichen, die im Normalbetrieb genutzt werden, und solchen, die im Katastrophenfall weiterbetrieben werden. Sollten nur unverzichtbare Arbeitsplätze versorgt werden sollen, geben Sie deren Standorte und Anzahl an. Erfassen Sie Server, Kommunikationsgeräte, Bildschirmwände, Klimaanlagen und andere Lasten (außer Beleuchtung) separat.

Legen Sie zwei unterschiedliche Zeiträume fest. Legen Sie fest, wie lange der Betrieb nach einem Stromausfall aufrechterhalten werden muss und wie lange die Notausgangsbeleuchtung die Evakuierung unterstützen muss. Halten Sie diese Angaben als separate Anforderungen fest. In diesem Leitfaden werden 72 Stunden als Beispiel für die Betriebsautonomie und 3 Stunden als Dauer der Notausgangsbeleuchtung zur Bewertung des Projekts herangezogen. Beides stellt kein allgemeingültiges Minimum dar. In Abschnitt 4 werden die Normen für die Notausgangsbeleuchtung und deren Anwendungsbedingungen erläutert.

Legen Sie den täglichen Betriebsplan fest. Eine Vorgabe für eine Autonomie von drei Tagen muss die täglichen Beleuchtungsstunden, die Leistungsstufe für jede Leuchtengruppe sowie die Angabe enthalten, welche Arbeitsplätze ständig besetzt sind. Der Betrieb rund um die Uhr erfordert eine andere Speicherkapazität als der Betrieb von nur wenigen Stunden pro Tag.

Legen Sie Unterbrechungs- und Aufladegrenzen fest. Für Arbeitsstationen, die nicht einmal einen Moment der Stromunterbrechung vertragen, ist eine Anforderung hinsichtlich der Prüfbarkeit der Versorgungsdurchgängigkeit festzulegen. Geben Sie außerdem an, wann die erforderliche Energiereserve nach der Nutzung wiederhergestellt sein muss und welche Solar- oder externen Stromversorgungsbedingungen dafür zur Verfügung stehen.

Gemeinsame Design-Vorgaben. Erstellen Sie einen Plan, aus dem die Bereiche und Aufgaben hervorgehen, einen Betriebsplan für den Normalbetrieb und für den Katastrophenfall sowie ein Verzeichnis der noch offenen Punkte. Für Bedingungen, die noch nicht durch eine Standortbegehung überprüft wurden, halten Sie die Annahme, deren Auswirkungen auf Kapazität oder Preis, die für die Bestätigung zuständige Person sowie den Termin für die Bestätigung fest.

2 Wählen Sie ein System für den Standort aus

Bei der Solarbeleuchtung können zentralisierte PV-Anlagen und Speichersysteme zum Einsatz kommen, einzelne Solarleuchten, oder ein mobiles System. Die folgenden Optionen dienen als Ausgangspunkt. Wählen Sie die Konfiguration aus, die den Aufgaben während des Stromausfalls, den Standortbedingungen und den Folgen eines Ausfalls am besten entspricht.

In einer fest installierten Anlage können PV und Speichersysteme die Hauptenergiequelle für die Beleuchtung im Dauerbetrieb darstellen. Stellen Sie eine zweite Energiequelle bereit, die dem Risiko von anhaltend schlechtem Wetter, Schäden am Anlagenpark und Einschränkungen bei der Nachversorgung Rechnung trägt. Eine herkömmliche netzgekoppelte PV-Anlage schaltet sich normalerweise ab, wenn die Stromversorgung durch das Versorgungsnetz ausfällt. Die Versorgung von Verbrauchern während eines Stromausfalls erfordert Geräte, die für den Inselbetrieb ausgelegt sind. Es ist ein Umschaltkonzept sowie eine Vor-Ort-Prüfung des autonomen Betriebs nach Trennung vom Versorgungsnetz erforderlich. [10][13][13a]

Eine eigenständige Solarleuchte kann einen bestimmten Standort versorgen. Die Sonneneinstrahlung, die Ausleuchtung und die Wartungszugänglichkeit sind an jedem Standort separat zu prüfen. Die vom Hersteller angegebene Autonomie eines Produkts bei bewölktem oder regnerischem Wetter garantiert keine unterbrechungsfreie Versorgung des gesamten Betriebszentrums. Auch temporäre Standorte müssen die geltenden Anforderungen an die Notausgangsbeleuchtung und die elektrische Sicherheit erfüllen.

Kosten in der richtigen Reihenfolge kontrollieren. Legen Sie zunächst die Bereiche und Betriebszeiten fest, die im Katastrophenfall aufrechterhalten werden sollen. Passen Sie anschließend die Lichtverteilung und die Steuerung für jeden Bereich an, bevor Sie die Optionen hinsichtlich Lagerung, Notstromversorgung und Wartung vergleichen. Jeder besetzte Arbeitsplatz muss weiterhin die Anforderungen an die Arbeitsbeleuchtung erfüllen. In den Angeboten sollten der Umfang der Ausrüstung, die Planung und Installation, die Inbetriebnahme und Schulung sowie die laufende Wartung aufgeführt sein.

3. Legen Sie die Beleuchtungsanforderungen je nach Aufgabe fest

3.1 Definition der visuellen Aufgaben

Das Beschaffungsteam kann die Aufgaben praxisnah beschreiben: das Lesen von Dokumenten, das Erkennen feiner Linien auf Karten, das Lesen von Geräteschildern oder das Erkennen von Treppenstufen. Anschließend legen die Ingenieure die Beurteilungsebenen und Beleuchtungsziele fest. Schreibtische, senkrecht hängende Karten, Schrankfronten und Fußböden sind getrennt voneinander zu bewerten. Beachten Sie ISO/CIE 8995-1:2025 für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in Innenräumen und ISO 11064-6:2005 für die Umgebung von Kontrollräumen. Verwenden Sie für Sicherheitsaufgaben im Außenbereich die entsprechenden Normen für den Außenbereich. [1][2][8]

Die Tabelle enthält die in diesem Leitfaden empfohlenen Ausgangspunkte; sie gibt keine bestimmte Norm wieder. Bei der detaillierten Planung müssen die jeweilige Aufgabenkategorie, die umgebenden Bereiche und die angewandte Norm berücksichtigt werden. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Werte auf die durchschnittliche Beleuchtungsstärke auf der vereinbarten Bezugsebene. Weder eine einzelne Punktmessung noch die Leistung der Leuchte reichen aus, um die Einhaltung der Anforderungen nachzuweisen.

3.2 Überprüfung der Beleuchtungsleistung

Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit. Die Beleuchtungsstärke gibt die auf die Arbeitsfläche fallende Lichtmenge in Lux (lx) an. U₀ ist das Verhältnis der minimalen zur durchschnittlichen Beleuchtungsstärke. Das Beschaffungsteam sollte Berechnungen anfordern, aus denen das Bewertungsraster hervorgeht. Ingenieure sollten sowohl die durchschnittlichen Werte als auch die dunkelsten Stellen überprüfen, damit helle Bereiche in der Mitte nicht schlecht beleuchtete Ränder verdecken.

Blendung und Reflexionen. Der einheitliche Blendungsindex (UGR) beschreibt die störende Blendung für eine bestimmte Anordnung und bestimmte Betrachtungsbedingungen. Ein Leuchtendatenblatt mit der Angabe „UGR < 19“ dient als Auswahlhilfe; überprüfen Sie die Leistung durch Berechnungen für den konkreten Raum und die konkrete Leuchtenanordnung. Prüfen Sie die Reflexionen auf den Bildschirmen im Hinblick auf die Positionen von Bildschirmen, Fenstern und Sitzplätzen.

Farbwiedergabe und Farbtemperatur. Ra ist der allgemeine Farbwiedergabeindex. Verwenden Sie Ra ≥ 80 als Ausgangspunkt für Kommandowerkplätze; ziehen Sie einen Wert von 90 für detaillierte, farbcodierte Aufgaben in Betracht. Legen Sie eine Farbtemperatur von 3500 bis 4000 K zugrunde und wählen Sie den Wert anschließend anhand der tatsächlich verwendeten Bildschirme, Materialien und der Nutzerbewertung aus. Hierbei handelt es sich um Auswahlempfehlungen, nicht um allgemein verbindliche Werte.

3.3 Überprüfung der Anfangs- und Dauerbeleuchtungsstärke

Die aufrechterhaltene Beleuchtungsstärke ist der Wert, der unter den vereinbarten Wartungsbedingungen aufrechterhalten werden soll. Der Wartungsfaktor ist auf der Grundlage der Abnahme der Lichtleistung, der Verschmutzung sowie des Reinigungs- und Austauschplans zu ermitteln. Ein Faktor von 0,80 ist eine Projektannahme, die durch Belege untermauert werden muss. [14]

Beispielsweise benötigt ein System mit fester Lichtleistung ohne Beleuchtungsstärkenkonstantaufrechterhaltung einen anfänglichen Auslegungsmittelwert von mindestens 625 lx, um bei einem Wartungsfaktor von 0,80 eine Beleuchtungsstärke von 500 lx aufrechtzuerhalten. Geben Sie den anfänglichen Abnahmewert, den Wartungsplan und das langfristige Ziel in den Ausschreibungsunterlagen an. Wird eine Konstantbeleuchtungsstärkenregelung verwendet, ist die während des gesamten Wartungszyklus verfügbare Lichtleistung anzugeben.

E_anfänglich ≥ 500 / 0,80 = 625 lx

Die eingereichten Leuchtenunterlagen sollten mindestens photometrische Daten für das jeweilige Modell, die tatsächliche Leistungsaufnahme, die Lichtleistung im Normal- und Notbetrieb, Dimmdaten sowie die entsprechenden Sicherheitsbewertungsunterlagen enthalten. Das Beschaffungsteam kann PstLM ≤ 1,0 und SVM ≤ 0,4 als Qualitätsziele für Flimmern und stroboskopische Effekte festlegen. Verlangen Sie entsprechende Prüfergebnisse und überprüfen Sie die Leistung bei den wichtigsten Dimmstufen sowie im Notstrombetrieb. Diese zusätzlichen Bedingungen sind Projektanforderungen und keine allgemein gültigen gesetzlichen Grenzwerte für alle Solarleuchten. [7][7a][20][21]

4 Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Betriebs und zur Evakuierung treffen

Arbeitsplätze, die während eines Stromausfalls weiter genutzt werden, müssen weiterhin die Beleuchtungsanforderungen für die dort ausgeführten Tätigkeiten erfüllen. Die Notausgangsbeleuchtung unterstützt eine sichere Evakuierung sowie alle erforderlichen risikoreichen Arbeitsvorgänge. Die Stromkreise, Betriebsarten und Stromversorgungsmaßnahmen sind für jede Funktion separat festzulegen. ISO/CIE 8995-1 verweist hinsichtlich der Notbeleuchtung auf ISO 30061. [1][3]

Im Folgenden wird die Norm EN 1838:2024 als europäische technische Referenz herangezogen. Geben Sie den übernommenen Normenrahmen in den Ausschreibungsunterlagen an und lassen Sie anschließend vom Ingenieur alle anwendbaren Bestimmungen prüfen. Kombinieren Sie Bewertungsbereiche, Reaktionszeiten oder Dauerangaben aus verschiedenen Normensystemen nicht selektiv. [5]

Die Mindest-/Höchstverhältnisse weichen hier von U₀ in Abschnitt 3 ab. Stellen Sie sicher, dass Treppen, Richtungswechsel, Notausgänge und die Fluchtwege zu einem sicheren Ort vollständig abgedeckt sind. Prüfen Sie den Ausfall einzelner Leuchten, die Blendung, die Beschilderung und die Sichtverhältnisse anhand der Norm. [5]

Stellen Sie sicher, dass die Notbeleuchtung auch bei längeren Einsätzen aufrechterhalten bleibt. Ein informativer Anhang zur Norm EN 50172:2024 empfiehlt eine Dauer von 3 Stunden für Räumlichkeiten, die nach einem Stromausfall nicht sofort evakuiert werden. Die endgültige Dauer ist anhand der örtlichen Anforderungen und der Risikobewertung festzulegen. Sorgen Sie dafür, dass die Notausgangsbeleuchtung funktionsfähig bleibt, solange die Beleuchtung für den laufenden Betrieb über Notstrom versorgt wird, und stellen Sie sicher, dass eine sichere Evakuierung auch nach Ausfall dieser Notstromversorgung weiterhin möglich ist. [5][6]

Zu den Optionen gehören ein Reservebus, der die normale Versorgung und die erforderliche Aufladung für konforme, eigenversorgte Notausgangsleuchten aufrechterhält, oder eine geeignete zentrale Sicherheitsstromversorgung. Bei gemeinsamer Energienutzung muss nachgewiesen werden, dass allgemeine Verbraucher die geschützte Notreserve nicht erschöpfen können. Der Ingenieur muss außerdem die Aktivierung des Notbetriebs bei Ausfällen der entsprechenden Beleuchtungskreise und Steuerungen berücksichtigen; die Prüfung nur auf einen Stromausfall an der Hauptnetzzuführung ist unzureichend. [6]

Verlangen Sie vom Lieferanten die Vorlage eines Systemdiagramms, aus dem hervorgeht, welche Stromquelle die Notausgangsbeleuchtung bei einem längeren Stromausfall versorgt, welche Stromquelle nach dem Ausfall der letzten Stromquelle für die Arbeitsbeleuchtung weiterhin verfügbar bleibt und welche Störungen den Notbetrieb auslösen. Verwenden Sie dieses Diagramm und die entsprechenden Prüfprotokolle als Grundlage für die technische Überprüfung.

5. Design-Arbeitsablauf

Verwenden Sie für die Beleuchtungsplanung, die Energieberechnungen und die Steuerungstechnik dieselben Betriebsannahmen. Es wird der folgende Arbeitsablauf empfohlen; jeder Schritt sollte die Informationen liefern, die für den nächsten Planungsbereich benötigt werden.

Schritt 1: Betriebsbedingungen und Umfang festlegen

Klären Sie mit dem Eigentümer, wie das Zentrum unter normalen Bedingungen, bei einem Stromausfall, bei niedrigem Ladezustand (SOC) und während einer Evakuierung betrieben wird. Einigen Sie sich auf die Bereiche, die in Betrieb bleiben sollen, die Betriebsdauer, die zulässigen Unterbrechungszeiten, die Auslegungstemperaturen und die Mindestreserve vor einem Ereignis.

Ergebnisse: Ein Plan zur Aufgliederung der Aufgaben nach Bereichen, eine Tabelle mit Einsatzszenarien, eine Liste der kritischen Lasten und ein Verzeichnis offener Punkte.

Schritt 2: Festlegen der Beleuchtungskriterien und des Layouts

Wählen Sie die entsprechenden Normen, Bezugsebenen und Berechnungsraster aus. Verwenden Sie die photometrischen Daten der angegebenen Leuchtenmodelle, um die Beleuchtungsstärke, die Gleichmäßigkeit, die Blendung und gegebenenfalls die erforderliche vertikale Beleuchtungsstärke zu berechnen. Überprüfen Sie sowohl die Anfangs- als auch die Dauerbeleuchtungsstärke anhand des Wartungsmodells.

Ergebnisse: Eine Tabelle mit Beleuchtungskriterien, ein Leuchtenplan, Berechnungsberichte für jeden Betriebsmodus und eine Leuchtenliste.

Schritt 3: Erstellen Sie das Lastprofil

Geben Sie für jeden Betriebsmodus die Anzahl der Leuchten, die tatsächliche Leistungsaufnahme, die Dimm-Einstellungen und die Betriebszeiten in den Lastplan ein. Berücksichtigen Sie dabei die Steuerungen, den Standby-Verbrauch der Wechselrichter, das Wärmemanagement für das Speichersystem sowie das Aufladen der Notstrombatterien.

Ergebnisse: Ein bearbeitbares Lastprofil und tägliche Energiesummen.

Schritt 4: Speicherkapazität prüfen und Wiederherstellung reservieren

Berechnen Sie die an der Last verfügbare Energie für den Zeitraum ohne nutzbare Stromerzeugung unter Berücksichtigung der Restkapazität am Ende der Lebensdauer, der Temperatur und des verfügbaren SOC-Fensters. Verwenden Sie die Wetterdaten des Standorts und die Ladebeschränkungen, um den fortgesetzten Betrieb und die Wiederherstellung der Reserve zu überprüfen.

Ergebnisse: Kapazitätsberechnungen, stündliche SOC-Ergebnisse, Szenarien mit ungedecktem Lastbedarf und die jeweils vorgeschlagene Reaktion darauf.

Schritt 5: Koordinatensystem und Auslegungsentwurf

Führen Sie die Auslegung der Energieübertragung, der Schutzvorrichtungen, der Notreserven, der lokalen Steuerungen und der Geräteschnittstellen durch. Prüfen Sie die baulichen Anforderungen, den Hochwasserschutz, den Brandschutz und die Wartungsabstände.

Ergebnisse: System- und Schaltpläne, eine Steuerungsbeschreibung, Installationszeichnungen sowie eine Zuständigkeits- und Schnittstellenmatrix.

Schritt 6: Durchführung der integrierten Inbetriebnahme und Abnahme

Überprüfen Sie die Anordnung der installierten Leuchten, den Normal- und Notbetrieb, den netzunabhängigen Betrieb, die Autonomie und die Wiederherstellung der Reserve gemäß den Angaben in Abschnitt 9. Beheben Sie etwaige Abweichungen.

Ergebnisse: Prüfprotokolle, Aufzeichnungen über Korrekturmaßnahmen und Nachprüfungen, Bestandsunterlagen sowie Schulungsunterlagen.

Achten Sie darauf, dass die Berechnungen aufeinander abgestimmt sind: Aktualisieren Sie die Beleuchtungs- und Energieberechnungen gemeinsam nach jedem Austausch von Leuchten, jeder Erweiterung um neue Arbeitsplätze oder jeder Änderung der Dimmfunktion. Bei einer konstanten Beleuchtungsstärkeregelung sollten Sie bei der Berechnung der Autonomie gegen Ende des Wartungszyklus auch die Leistungsaufnahme überprüfen. Verwenden Sie nicht ausschließlich den Verbrauch neuer Leuchten, die mit reduzierter Leistung betrieben werden.

Verwenden Sie für die vorläufige Dimensionierung die Lumenmethode und überprüfen Sie anschließend die tatsächliche Anordnung anhand von Punkt-für-Punkt-Berechnungen. In der Gleichung steht N für die Anzahl der Leuchten; Em ist die durchschnittliche aufrechterhaltene Beleuchtungsstärke; A die Berechnungsfläche; Φ den Anfangslichtstrom jeder Leuchte im gewählten Betriebsmodus; UF den Ausnutzungsfaktor für dieselbe Fläche und Referenzebene; und MF den Erhaltungsfaktor. Runden Sie N auf die nächste ganze Zahl auf. Diese Gleichung allein belegt nicht die Einhaltung der Anforderungen hinsichtlich Blendung oder Gleichmäßigkeit. [14]

N ≥ (E_M × A) / (Φ × UF × MF)

6 Reichweite und Wiederherstellung der Reserve

Die Batteriekapazität bestimmt, wie lange das System ohne nutzbare Stromerzeugung betrieben werden kann. Die PV-Leistung bestimmt zudem, wie schnell die aufgebrauchte Reserve wiederhergestellt werden kann. Im folgenden Beispiel wird eine Beleuchtungslast von etwa 20 kWh pro Tag zugrunde gelegt. Alle Angaben dienen lediglich der Veranschaulichung. Bei der tatsächlichen Dimensionierung sollten die Standortdaten des Projekts sowie Angaben zu Leuchten, Wetter, Temperatur und Anlagen berücksichtigt werden. Nicht aufgeführte Lasten wie Server, Kommunikationsgeräte und Klimaanlagen werden nicht berücksichtigt.

6.1 Täglicher Energiebedarf

E_D = Σ(P_ich × t_ich) / 1000

In der Gleichung steht P für die Eingangsleistung in Watt und t für die Betriebszeit in Stunden; das Ergebnis wird in kWh angegeben. Verwenden Sie für die weiteren Berechnungen 20 kWh pro Tag. Verwenden Sie die tatsächliche Eingangsleistung der Leuchten und Geräte. Geben Sie den gesamten Verbrauch als äquivalente Energie an der Last an. Berücksichtigen Sie den bereits separat aufgeführten Standby- oder Hilfsverbrauch nicht doppelt. Wenden Sie Wirkungsgrade nur auf Umwandlungsverluste an, die noch nicht berücksichtigt wurden. Berechnen Sie die tatsächlichen Wechselstrom- und Gleichstromkreise separat, bevor Sie deren Summen addieren.

Die 30-W-Zusatzlast dient lediglich der Veranschaulichung. Sie spiegelt nicht das tatsächliche Wärmemanagement und den Standby-Verbrauch des unten aufgeführten Schranks wider. Die Energie, die zum Wiederaufladen der Batterien im unabhängigen Notbeleuchtungssystem nach deren Entladung benötigt wird, ist separat zu berücksichtigen; die für den Normalbetrieb vorgesehene Leistung von 40 W deckt dieses Wiederaufladen nicht automatisch ab.

6.2 Speicherkapazität

Gehen Sie von 3 Tagen ohne nutzbare Stromerzeugung aus. Der SOC vor dem Ereignis beträgt 90% und der minimal zulässige SOC 10%, was ein nutzbares SOC-Fenster von 0,80 ergibt. Verwenden Sie einen Kapazitätsfaktor von 0,80 am Ende der Lebensdauer, einen Kapazitätsfaktor von 0,90 bei der minimalen Auslegungstemperatur und einen Wirkungsgrad von 0,90 für den verbleibenden Weg vom Speicher zur Last. Ersetzen Sie die Temperatur- und Kapazitätsannahmen durch tatsächliche Gerätedaten. [19]

C_nom ≥ (E_D × D) / (ΔSOC × f_EOL × f_T × η_raus)

C_nom ≥ (20 × 3) / (0,80 × 0,80 × 0,90 × 0,90) = 115,74 kWh

Unter diesen Annahmen ergibt sich eine Nennkapazität von 120 kWh als vorläufiger Wert. Nach Abzug der Leistungsminderung stehen am Verbraucher etwa 62,21 kWh zur Verfügung, was einer Autonomie von etwa 3,11 Tagen entspricht. Bei Beschaffungsvergleichen sollte die am Verbraucher verfügbare Energie unter gleichen Temperaturbedingungen, im gleichen Lebenszyklusstadium und bei gleichem Ladezustand (SOC) verglichen werden, anstatt sich allein auf die Nennkapazität zu stützen. Wenn der Hersteller bereits nutzbare Energie unter diesen Bedingungen garantiert, sollten die gleichen Leistungsreduzierungsfaktoren nicht erneut angewendet werden.

Ein Arbeitsplatz, der rund um die Uhr genutzt wird, benötigt über drei Tage hinweg 72 Stunden Beleuchtung, was eine beträchtliche Batteriekapazität erfordern kann. Wenn das Budget begrenzt ist, prüfen Sie, welche Bereiche während eines Notfalls betriebsbereit bleiben müssen und für wie lange, und berechnen Sie dann die Kapazität neu. Jede zusätzliche Dauer-Hilfslast von 100 W verursacht einen Verbrauch von 2,4 kWh pro Tag. Unter diesen Beispielbedingungen sind für eine Autonomie von 3 Tagen etwa 13,89 kWh zusätzliche Nennspeicherkapazität erforderlich.

Der SOC-Wert von 90% vor dem Einsatz ist eine Betriebsvoraussetzung für diese Reichweitenabschätzung. Wenn die Batterie im Routinebetrieb zur Senkung der Energiekosten unter diesen Wert entladen wird, kann die gleiche Reichweite nicht garantiert werden. Überprüfen Sie die Nennkapazität und die Nennbetriebsdauer des unabhängigen Notbeleuchtungssystems separat, einschließlich der Beleuchtungsstärke am Ende der Nennbetriebsdauer.

6.3 PV-Leistung für den Betrieb und die Wiederherstellung der Reserve

Zur konservativen Vereinfachung nehmen wir an, dass die gesamte Energie durch den Speicher fließt. Man gehe von 3,0 h/Tag Spitzen-Sonnenscheinstunden H in der Ebene der Solaranlage für einen Monat mit geringer Sonneneinstrahlung aus, einem Leistungsreduktionsfaktor KPV von 0,80 vom Solarkollektor zum Ladegeräteeingang, einem Ladewirkungsgrad von 0,95 und einem Wirkungsgrad von 0,90 vom Speicher zur Last. KPV berücksichtigt keinen dieser Wirkungsgrade. Die Spitzen-Sonnenstrahlungsstunden sind eine äquivalente Energiemessgröße und nicht die Anzahl der Stunden, in denen die Sonne sichtbar ist.

P_{PV, Tag} ≥ 20 / (3,0 × 0,80 × 0,95 × 0,90) = 9,75 kWp

Eine Anlage mit einer Leistung von etwa 10 kWp erreicht unter diesen Sonnenbedingungen gerade noch eine tägliche Energiebilanz. Wenn an drei Tagen ohne nutzbare Stromerzeugung 60 kWh der Reserve – ausgedrückt als an den Verbraucher gelieferte Energie – aufgebraucht werden, beträgt die PV-Leistung, die erforderlich ist, um diese Reserve in den folgenden drei Tagen wieder aufzufüllen und gleichzeitig den Betrieb aufrechtzuerhalten:

P_PV,rec ≥ (20 + 60/3) / (3,0 × 0,80 × 0,95 × 0,90) = 19,49 kWp

Eine vorläufige Wahl fällt daher auf eine Anlage mit einer Leistung von etwa 20 kWp. Die Schätzung der Ladezeit setzt die angenommene Sonneneinstrahlung und eine ausreichende Ladeleistung voraus. Länger anhaltendes bewölktes oder regnerisches Wetter, Verschattung und Strombegrenzung beeinflussen die Ladezeit. Verwenden Sie Monatsdurchschnittswerte nur für die vorläufige Dimensionierung; überprüfen Sie im endgültigen Entwurf aufeinanderfolgende Zeiträume mit geringer Sonneneinstrahlung sowie den stündlichen Ladezustand (SOC). [18]

Leistungsangaben separat prüfen: Die äquivalente Last von 1,03 kW ist nicht ausschlaggebend für die erforderlichen Nennleistungen des Wechselrichters und des Ladegeräts. Überprüfen Sie den Einschaltstrom des LED-Treibers, den Leistungsfaktor, die Temperaturderating-Werte, die PV-Schnittstellen, die Grenzen der Maximum-Power-Point-Tracking-Funktion (MPPT) sowie die Grenzen der Batterieladung. Ein unterdimensionierter Ladepfad verhindert, dass die 20-kWp-Anlage das Ziel der Reservenwiederherstellung erreicht.

Käufer sollten von den Anbietern drei separate Angaben einholen: wie lange das System unter den vorgegebenen Bedingungen betrieben werden kann; wie viel Energie es an den Verbraucher abgeben kann; und unter welchen Bedingungen und in welcher Zeit die aufgebrauchte Reserve wiederhergestellt werden kann. Die Werte von 20 kWh/Tag, 120 kWh und 20 kWp bilden unter diesen Beispielannahmen einen Satz von Ergebnissen. Verwenden Sie diese nicht als Standardkonfiguration, die sich ausschließlich auf die Gebäudefläche stützt.

7 Vergleichen Sie Angebote auf derselben Grundlage

7.1 Jedem Lieferanten die gleichen Informationen zur Verfügung stellen

Die Angebotsanfrage sollte den Projektstandort und die Zeichnungen, die Aufgaben in den einzelnen Bereichen, die Betriebszeiten im Normal- und Notbetrieb, die Ziele hinsichtlich Beleuchtung und Autonomie, die zulässige Ausfallzeit, die vorhandenen Stromquellen sowie die verfügbare Installationsfläche enthalten. Geben Sie außerdem die Auslegungsbedingungen wie hohe und niedrige Temperaturen, Überschwemmungen und Wind an. Anhang A enthält ein Formular, das ausgefüllt werden muss. Kennzeichnen Sie fehlende Informationen als vorbehaltlich einer Standortbegutachtung und verlangen Sie von den Anbietern, ihre Annahmen sowie die Auswirkungen auf ihre Angebote anzugeben.

Verlangen Sie von allen Anbietern, dass sie dieselben Lasten und Betriebsbedingungen zugrunde legen. Preise lassen sich nicht direkt vergleichen, wenn ein Angebot nur die wesentlichen Arbeitsplätze umfasst, ein anderes hingegen das gesamte Gebäude, oder wenn das eine Angebot von neuen Batterien bei Raumtemperatur ausgeht, während das andere die Leistung am Ende der Lebensdauer und unter kalten Bedingungen einbezieht.

7.2 Vergleich der Leistung und des gesamten Lieferumfangs

Die Preise sollten nach den Posten Ausrüstung, Planung und Bau, Inbetriebnahme und Schulung, Ersatzteile sowie Wartungsleistungen aufgeschlüsselt werden. Vergleichen Sie die zukünftigen Kosten über denselben Bewertungszeitraum und unter denselben Ersatzannahmen und listen Sie alle Posten auf, für die noch keine Preise angegeben wurden. Geben Sie Gewährleistungen für Produktmängel getrennt von Garantien für Kapazität, Lichtleistung und andere Leistungsmerkmale an. Eine Gewährleistungsfrist allein definiert nicht alle diese Verpflichtungen.

7.3 Sechs Fragen für die Besprechung zur Überprüfung

1. Wo wird die angegebene Beleuchtungsstärke gemessen? Handelt es sich dabei um den Ausgangswert bei der Installation oder um die aufrechterhaltene Beleuchtungsstärke unter den vereinbarten Wartungsbedingungen?
2. Für welche Leuchten, Leistungsstufen und täglichen Betriebsstunden gilt die angegebene Betriebsdauer? Werden Alterung, niedrige Temperaturen und der Hilfsenergieverbrauch dabei berücksichtigt?
3. Was sorgt nach einer längeren Betriebszeit für die weitere Stromversorgung der Notausgangsbeleuchtung, falls die letzte verfügbare Stromquelle ausfällt?
4. Welche Bereiche bleiben beleuchtet, wenn die Netzwerkverbindung, ein Beleuchtungsstromkreis oder ein Stromwandler ausfällt? Wie lässt sich dies vor Ort überprüfen?
5. Unter welchen Wetterbedingungen und bei welcher Ladeleistung kann die Reserve wiederhergestellt werden, nachdem sie aufgebraucht wurde?
6. Stimmen die zu liefernden Gerätemodelle mit den Berichten und Berechnungen überein? Welche Arbeiten sind im Preis nicht enthalten, und wer muss etwaige Abweichungen von den Anforderungen beheben?

Die Antworten der Lieferanten sollten durch Zeichnungen, Berechnungen, Gerätedaten, Prüfpläne oder spezifische Projektbedingungen untermauert werden. Erfassen Sie fehlende Informationen als Punkt zur technischen Klärung und legen Sie eine Frist für deren Einreichung fest.

8. Festlegung der Zuständigkeiten für Integration und Katastrophenschutz

Beauftragen Sie eine Partei mit der Koordination des gesamten Systems und dessen integrierter Inbetriebnahme. Der Bauherr bestätigt die betrieblichen Anforderungen. Das Beleuchtungsteam ist für die Beleuchtungsleistung verantwortlich; die Elektro- und Speicherteams für die Energieversorgung, die Quellenumschaltung und den Schutz; und die Teams für Bauwesen und Brandschutz für die Sicherheit in ihren jeweiligen Fachbereichen. Die Lieferanten stellen Daten für die spezifizierten Modelle bereit, und die Installateure arbeiten nach genehmigten Zeichnungen. Weisen Sie die Verantwortung für jedes Schnittstellenproblem zu und halten Sie fest, wie es gelöst wird.

Stromversorgung und Bedienelemente. Überprüfen Sie den netzunabhängigen Betrieb, den Schwarzstart, die Wiederherstellung nach niedrigem Ladezustand der Batterie, den Anschluss von Notstromquellen und die sichere Wiederanbindung an das Stromnetz. Lokale Steuerung, manueller Betrieb und erforderliche Alarme sollten auch ohne Netzwerkverbindung verfügbar bleiben. Normale Anwesenheitserkennung oder Energiesparsteuerungen dürfen die geschützten Notausgangsbeleuchtungskreise nicht versehentlich ausschalten.

Bauwerke und Standortbedingungen. Überprüfen Sie Stützen, Dachverbindungen, die Verankerung von Anlagen, provisorische Beleuchtungsmasten sowie den Schutz von Kabeln, die Straßen überqueren, hinsichtlich der örtlichen Wind-, Schnee-, Erdbeben- und Hochwasserbedingungen. Typenprüfungen von PV-Modulen geben keinen Aufschluss über die Katastrophenresistenz der gesamten Anlage und garantieren auch nicht deren tatsächliche Lebensdauer. [15][15a][15b][22a]

Wasser- und Hochwasserschutz. IP65 oder IP66 können als Ausgangspunkt für die Bewertung von Außenleuchten dienen; überprüfen Sie die Eignung für die tatsächlichen Einsatzbedingungen. Eine IP-Schutzart gewährleistet keine Beständigkeit gegen längeres Eintauchen. Lagern Sie Speichergeräte, Wechselrichter und kritische Verteilungsanlagen außerhalb von Bereichen, die unter den vorgesehenen Hochwasserbedingungen überflutet werden können. Achten Sie auf Entwässerung und das Eindringen von Wasser durch Leitungsrohre. Trennen Sie überflutete Geräte zunächst vom Netz und legen Sie dann anhand einer qualifizierten Begutachtung die geeigneten Maßnahmen fest. [22]

Lagerung und elektrischer Schutz. Überprüfen Sie die Kapazität sowie die Lade- und Entladegrenzen bei den Auslegungstemperaturen, einschließlich des Energieverbrauchs für die Temperaturregelung. Koordinieren Sie die Erdung, Isolierung, den Überspannungsschutz und den Fehlerstromschutz. Überprüfen Sie den Nachweis der Konformität industrieller Lithium-Batterieprodukte getrennt von der Sicherheit stationärer Anlagen und allen geltenden Sicherheitsanforderungen für das gesamte System. [10][11][12][12a][16]

Vor Baubeginn sind folgende Unterlagen vorzulegen: die genehmigte Geräteaufstellung, die Anordnungspläne der Leuchten und die Schaltpläne, die System- und Steuerungsbeschreibungen, die baulichen Installationsunterlagen sowie die zugewiesenen Zuständigkeiten für die integrierte Inbetriebnahme. Die zuständigen Planer sollten jeglichen Austausch von Geräten, jede Änderung der Montagehöhe, jede Änderung der Schaltkreise sowie jede Änderung der Steuerungseinstellungen überprüfen.

9 Überprüfen Sie das System im Rahmen von Abnahmetests

9.1 Festlegung der Testbedingungen und Abnahmekriterien

Einigen Sie sich im Rahmen der technischen Überprüfung auf Prüfverfahren und Abnahmekriterien. Erfassen Sie den anfänglichen SOC, die Temperatur, die tatsächliche Leistungsaufnahme, die Dimm-Einstellungen sowie die Wetterbedingungen oder die kontrollierten Eingangsgrößen, damit die Ergebnisse interpretiert werden können. Die nachstehende Tabelle enthält einen Vorschlag für einen Rahmen zur Projektabnahme. Alle gemäß den geltenden Normen erforderlichen Prüfungen sollten dennoch durchgeführt werden.

Eine kurze Stromunterbrechung kann nur bestimmte Systemfunktionen überprüfen; sie kann die Autonomie über mehrere Tage hinweg nicht nachweisen. Auch ein erfolgreicher Entladungstest an einer neuen Batterie kann für sich genommen noch keine Aussage über die Leistung während ihrer gesamten Lebensdauer treffen. Überprüfen Sie die vereinbarten Bedingungen am Ende der Lebensdauer und bei den Auslegungstemperaturen anhand garantierter Gerätedaten in Verbindung mit validierten Modellen. Die Notbeleuchtungsanlage sollte die geltenden Anforderungen über ihre gesamte Nennbetriebsdauer hinweg erfüllen. [5][6]

Für den netzgekoppelten PV-Teil können Dokumentation und Prüfungen gemäß IEC 62446-1 organisiert werden, sofern diese anwendbar ist. Für die Speicherung, den netzunabhängigen Betrieb und die Notbeleuchtung sind separate Aufzeichnungen zu führen. Die abschließende Übergabe sollte Bestandszeichnungen, bearbeitbare Lastpläne, die Berechnungsgrundlagen, Prüfprotokolle, ein Anlagenverzeichnis, Ersatzteile, Austauschkriterien sowie die Schulung des Personals umfassen. [17]

9.2 Wartungsarbeiten und Änderungen, die eine Neuberechnung erfordern

Nach Inkrafttreten der Norm EN 50172:2024 ist der Zustand der zentralen Sicherheitsstromversorgung täglich zu überprüfen, die entsprechenden Funktions- und Überwachungsprüfungen monatlich durchzuführen, die Nennbetriebsdauer jährlich zu überprüfen und alle fünf Jahre Beleuchtungsstärkemessungen hinzuzufügen. Strengere örtliche Anforderungen hinsichtlich der Prüfhäufigkeit sind zu beachten. Planen Sie Dauerprüfungen in Zeiträumen mit geringem Risiko ein und sehen Sie ausreichend Zeit für das Aufladen oder die Bereitstellung einer vorübergehenden Notstromversorgung vor. [6]

Überprüfen Sie bei der PV- und Speicheranlage außerdem die Sauberkeit, Verschattungen, Befestigungen der Halterungen, Anschlüsse, Kabel, Alarme, die nutzbare Kapazität sowie den Energieverbrauch für die Temperaturregelung. Halten Sie während Katastrophenwarnungen die im Notfallplan festgelegte Reserve ein. Nach einer Katastrophe sollten Sie den baulichen und elektrischen Zustand überprüfen, beschädigte Komponenten isolieren und beheben und anschließend die Stromversorgung wiederherstellen. [22][22a]

Überprüfen Sie die ursprüngliche Autonomiezusage erneut, wenn Arbeitsstationen oder Geräte hinzugefügt werden, die Beleuchtungszeiten verlängert werden, Leuchten oder Dimmsteuerungen ausgetauscht werden, die Lasten durch die Temperaturregelung der Lagerräume steigen, sich die Verschattung der Solaranlage ändert, Batterien ausgetauscht werden oder die nutzbare Kapazität sinkt. Das Betriebsteam sollte in der Lage sein, anhand des bereitgestellten Lastplans Änderungen zu identifizieren, die einer Überprüfung durch den Planer bedürfen.

Anhang A: Formular zur Angebotsanfrage

Das Beschaffungsteam, die Endnutzer und die Planer sollten dieses Formular gemeinsam ausfüllen. Bei noch nicht bestätigten Positionen geben Sie bitte “Vorbehaltlich einer Bestandsaufnahme vor Ort” an und fordern Sie die Lieferanten auf, ihre Annahmen sowie die Auswirkungen auf Konfiguration, Lieferzeit und Preis anzugeben. Die Felder dienen zur Erfassung der Projektanforderungen; es handelt sich dabei nicht um Standardwerte aus einer Norm.

Projekt und Standort

Projektname, Land und Stadt: ________________________

Art der Einrichtung und beigefügte Zeichnungen: ständige Notfallleitstelle / Campus / provisorischer Standort / Nachrüstung

Verfügbare Fläche für die PV-Anlage und Angaben zur Verschattung: ______________

Auslegungstemperaturen und wesentliche Katastrophengefahren: ______________

Beleuchtung und Betrieb

Bereiche und Arbeitsplätze, die im Katastrophenfall weiterhin genutzt werden sollen: ______________

Arbeitsbeleuchtungsstärke und Betriebsstunden für jeden Bereich: ______________

Erforderliche Betriebszeit ohne nennenswerte PV-Erzeugung: ______; zulässige Unterbrechung: ______

Norm für Notausgangsbeleuchtung und Nennbetriebsdauer: ______________

Ziel für die Rückgewinnung von Reserven und zulässige externe Energiequellen: ______________

Sonstige zu liefernde Lasten und Grenzen des Lieferumfangs: ______________

Lieferung und Versand

Angaben zu bestehender Netzversorgung, Stromgenerator, USV und Stromverteilung: ______________

Umfang und Zuständigkeiten für Planung, Installation, Inbetriebnahme und Schulung: __________

Zeitplan, Ersatzteile, Vor-Ort-Service und Wartungsanforderungen: ______________

Noch zu bestätigende Punkte und zuständige Personen: ______________

Empfohlene Leistungsanforderungen für die Angebotsanfrage: Reichen Sie Vorschläge für die Beleuchtung und Stromversorgung ein, die auf demselben Grundriss, den Aufgaben in den einzelnen Bereichen und den Betriebszeiten basieren. Geben Sie für die Angabe der Autonomie die Lasten, Dimmstufen, den anfänglichen und minimalen Ladezustand (SOC), die Temperatur, die Lebensdauerbedingungen sowie den Verbrauch an Zusatzenergie an. Für die Wiederherstellung der Reserve geben Sie bitte die nachzufüllende Energie, die laufenden Lasten, die Wetterbedingungen und die Ladeleistung an. Das Angebot sollte den Umfang von Planung, Bau und Wartung definieren und Berechnungen, Begleitunterlagen sowie einen integrierten Abnahmetestplan enthalten, die der tatsächlichen Konfiguration entsprechen.

Anhang B: Begriffe und Normen

Schlüsselbegriffe

Aufgabe „Standards by Design“

Das Planungsteam sollte die lokalen Anforderungen und das anzuwendende Normenwerk überprüfen und anschließend die nachstehenden Normen den entsprechenden Planungsaufgaben zuordnen. Die hier aufgeführten Fassungen wurden am 9. November 2026 überprüft. Vor der Beschaffung sind die lokal geltenden Fassungen und die anwendbaren Änderungen zu bestätigen.

Verweise

Die folgenden Links führen zu den Originalquellen, in denen Sie Informationen zu Ausgaben, Geltungsbereich und Methoden nachlesen können. Die technischen Leitlinien und das Beispiel ersetzen nicht die vollständigen Normen.

[1] ISO/CIE 8995-1:2025: Beleuchtung von Arbeitsstätten in Innenräumen. Quelle

[2] ISO 11064-6:2005: Umgebungsanforderungen für Leitstellen. Quelle

[3] ISO 30061:2007: Notbeleuchtung. Quelle

[3a] CIE S 020/E:2007: Überblick über Notbeleuchtung. Quelle

[4] BSI EN 12464-1:2021: Seite „Aktuelle Ausgabe“. Quelle

[5] BS EN 1838:2024: Volltext mit Genehmigung der LIA verbreitet; siehe Abschnitte 4–7. Quelle

[6] BS EN 50172:2024: Volltext mit Genehmigung der LIA verbreitet; siehe Abschnitte 4 und 7 sowie Anhang A. Quelle

[7] IEC 60598-2-22:2021: Leuchten für die Notbeleuchtung. Quelle

[7a] IEC-Prüfbericht (2026): Bewertung von Notleuchten gemäß IEC 60598-1:2024. Quelle

[8] ISO/CIE 8995-3:2018: Sicherheitsbeleuchtung für Arbeitsstätten im Freien. Quelle

[9] ISO 7010:2019: Sicherheitszeichen und Liste der Änderungen. Quelle

[10] IEC 60364-7-712:2025: Photovoltaikanlagen. Quelle

[11] IEC 62548-1:2023+AMD1:2025: Auslegung von Photovoltaikanlagen. Quelle

[12] IEC 62619:2022: Sicherheit von industriellen Lithium-Batterien. Quelle

[12a] IEC 62485-5:2020: Sicherer Betrieb stationärer Lithium-Batterien. Quelle

[13] US-Energieministerium: Grundlagen zu Solarenergie und Resilienz. Quelle

[13a] US-Energieministerium: Grundlagen zu dezentralen Energiequellen und Mikronetzen. Quelle

[14] ISO/CIE TS 22012:2019: Bestimmung von Wartungsfaktoren. Quelle

[15] IEC 61215-1:2021: Konstruktionsqualifizierung von PV-Modulen. Quelle

[15a] IEC 61730-1:2023: Sicherheit beim Bau von PV-Modulen. Quelle

[15b] IEC 61730-2:2023: Sicherheitsprüfungen für PV-Module. Quelle

[16] IEC 62933-5-2:2025: Sicherheit netzgekoppelter elektrochemischer Energiespeichersysteme. Quelle

[17] IEC 62446-1:2016+AMD1:2018: Dokumentation und Abnahme von netzgekoppelten PV-Anlagen. Quelle

[18] NASA POWER: Solarspeichersysteme; Solarenergie-Defizite an aufeinanderfolgenden Tagen. Quelle

[19] SAM-Batteriespeichermodell: Temperatur und nutzbare Kapazität. Quelle

[20] Konsolidierter Wortlaut der EU-Verordnung 2019/2020, Anhang II, Tabelle 4: Geltungsbereich und Flimmerkennzahlen. Quelle

[21] IEC 62471-7:2023: Photobiologische Sicherheit von Lichtquellen und Leuchten für sichtbares Licht. Quelle

[22] US-Energieministerium: Hochwasserschutz für Photovoltaikanlagen. Quelle

[22a] US-Energieministerium: Auslegung von Photovoltaikanlagen für extreme Wetterbedingungen. Quelle