LED-Beleuchtung mit PoE Power over Ethernet für zukunftsweisende Gebäudeautomation

Die Struktur einer PoE-Lichtinstallation mit 6 LED-Leuchten

Für die Spannungsversorgung der LED-Leuchten gibt es heute viele verschiedene Ansätze. Grundsätzlich braucht eine LED zum Betrieb Gleichstrom (DC). LED-Leuchten und -Leuchtmittel, die an Netzspannung angeschlossen werden, benötigen ein Netzteil mit verlustbehafteter AC/DC-Wandlung.

Power over Ethernet (PoE) bezeichnet ein Verfahren, bei dem netzwerkfähige Geräte über das 8-adrige Ethernetkabel (z.B. CAT5/6/7) mit Strom versorgt werden. Der aktuelle Standard IEEE 802.3at spezifiziert Abgabeleistungen bis zu 30 W über zwei Leitungspaare und ist mit Fast- und Gigabit-Ethernet kompatibel. Bei Verwendung von vier Leitungspaaren sind 60 W möglich. Der neue Standard IEEE 802.3bt bis 90 W und 10 Gbit soll 2017 verabschiedet werden.

In der Bürobeleuchtung werden häufig Leuchten mit 30 bis 50 W eingesetzt. Sie können schon heute mit bewährter PoE-Technik ausgestattet werden. Um Nicht-PoE-Geräte zu schützen und ungewünschte Effekte zu vermeiden, wird der Strom erst freigeschaltet, nachdem der Verbraucher sich als PoE-Gerät zu erkennen gegeben hat und der Leistungsbedarf bestimmt wurde. Sowohl die Stromversorgungsseite (PSE: Power Source Equipment) als auch die Verbraucherseite (PD: Powered Device) benötigt dafür spezielle Elektronik-Schaltungen. Die Spannung bei PoE beträgt 50 bis 54 V DC und kann somit leicht für die LED verwendet werden.

PoE zur Versorgung von LED-Leuchten wird natürlich erst dann richtig sinnvoll, wenn Ethernet zur Datenübertragung genutzt wird. Neben dem Schalten und Dimmen der LEDs ist die Integration weiterer Sensoren und Aktoren in die Leuchte möglich. Durch Hinzufügen von Sensoren, z.B. für Bewegung, Anwesenheit, Temperatur, Helligkeit, Luftqualität oder Lautstärke, entsteht ein „Smart LED Hub“ im Internet der Dinge (IoT). Wird noch ein Nahfeld-Funkmodul hinzugefügt, entsteht ein Access Point, über den ein lokal begrenzter Zugriff mit Smartphones möglich wird.

Damit ist es möglich, Gebäude zu automatisieren und verschiedene Gewerke wie Licht, Heizung, Lüftung und Beschattung miteinander zu vernetzen und automatisch auf die Anforderungen anzupassen. Dadurch werden Arbeitsbedingungen verbessert und Betriebskosten eingespart.

Auch beim Bau und der Instandhaltung können Kosten gesenkt werden. Anders als bei anderen Automationssystemen wie KNX, DALI oder LON ist bei PoE nur ein gemeinsames Kabel für die Versorgung und die Daten nötig. Das verringert den Installationsaufwand erheblich. Die Leuchten können von der IT-Abteilung installiert und gewartet werden, da keine Netzspannung verwendet wird. Die Leuchten sind „Plug & Play“, der einzige Anschluss ist ein gebräuchlicher RJ45-Steckverbinder.