Inhalt: Modernisierung der leuchtfeuertechnischen Einrichtung des Leuchtturms Norderney (WSA Emden)
Fotos: G. Klein, C. Urmetzer
Im Leuchtfeuer Norderney wurde bislang eine Hochvolt-Halogenglühlampe aus dem Fotobereich eingesetzt (Nennlebensdauer: 750 Stunden). Um die Wartungsintervalle vergrößern und damit die Kosten reduzieren zu können, musste hier eine neue Lösung ermittelt werden.
Alte Ausrüstung
- Optik: Drehlinse bestehend aus 24 x Scheinwerferfeldern (jedes 4. abgeblendet)
- Brennweite: f = 920 mm, Breite B = 220 mm, Höhe des Diopters HD=968 mm
- Lampe: Glühlampe 220 V / 1000 W (Nr. 6363 P)
- Nennlebensdauer : 750 Stunden, Betrieb mit Zweifach-Wechselvorrichtung
- Vollständiger Umlauf (360°): 72 s
- Umlaufgeschwindigkeit der Drehlinse: 360° / 72s = 5 °/s
- Die Kennung wird gebildet aus der Blitzfolge von 3 Scheinwerferfeldern und der Pause, die durch die abgeblendete Linse entsteht (Blz.(3)-12s).
Laut alter leuchtfeuertechnischer Angabe und technischem Bericht TB 591 (Technischer Bericht des Seezeichenversuchsfeldes vom 7.11.1972) besaß Norderney die effektive Betriebslichtstärke 411000 candela (cd).
Durchgeführte Untersuchungen im Lichtlabor der FVT
Zur Ermittlung von Lampenalternativen wurde die in der FVT vorhandene dioptrische Linse mit drei verschiedenen Halogen-Metalldampflampen bezüglich Lichtstärkeverteilung gemessen und die effektive Betriebslichtstärke bei der vorgegebenen Umlaufgeschwindigkeit berechnet.
Die auf dem Turm stehende Optik besitzt auch noch einen großen katadioptrischen Teil, der im Labor nicht vermessen werden konnte. In TB 591 wurde die Lichtstärke daher durch Berechnung aus den Messwerten ermittelt.
Bild 1: Rechnergesteuertes Goniophotometer im Lichtlabor der FVT. Versuchsanordnung zur Ermittlung von Lampenalternativen und Messung der Lichtverteilung für das Leuchtfeuer Norderney.
Ergebnisse
Bei Verwendung der Halogen-Metalldampflampen ergeben sich die nachstehenden effektiven Lichtstärken I eff,D (nur dioptrischer Teil, siehe auch Diagramme (Verteilungskurven) 1 bis 3:
| Lampe | I max in cd | Übertragungsgrad k | i eff, D in cd |
|---|---|---|---|
| HQI-T 400 W / N |
1 440 000 |
0,385 |
554 000 |
| HQI-T 2000 W / N |
1 750 000 |
0,465 |
814 000 |
| HRI-E 400 W / NSc |
77 000 |
0,571 |
44 000 |
Diagramm 1.
Diagramm 2.
Diagramm 3.
Die bislang vorhandene Lichtstärke (411 000 cd) wird also bereits beim Einsatz der Lampe HQI-T 400 W/N (klarer Kolben) erreicht. Dabei ist die zusätzliche Lichtstärkeerhöhung auf Grund des katadioptrischen Teils noch nicht berücksichtigt.
Die Aussagen bezüglich der Verwendung der Lampen HRI-T 400 W/NSc (Ellipsoid, matt) und HQI-T 2000 W gelten entsprechend wie beim Leuchtturm Borkum, sodass auch hier die Lampe HQI-T 400W/N eingesetzt wurde.
Beitrag des Katadiopters zur Lichtstärke:
Der Flächenanteil des Diopters und des Katadiopters betragen jeweils 2100 cm² (alte Leuchtfeuertechnische Angabe vom 29.01.1975).
Aufgrund der senkrechten Anordnung des Entladungsbogens der Lampe und der außergewöhnlichen Höhe der Optik (2,6 m) kann für die Randbereiche der Optik nur ein Wirkungsgrad von 20% angesetzt werden. Dieser Wert wird die Berechnung der gesamten Lichtstärke verwendet.
Die Lichtstärke ergibt sich aus nachstehendem Ansatz.
- Lichtstärke = effektive Lichtstärke des Diopters
- + Wirkungsgrad des Katadiopters *(Fläche Katadiopter / Fläche Diopter)
- * effektive Lichtstärke des Diopters
Damit wird der flächenmäßige Anteil des Katadiopters proportional zum Diopter berücksichtigt.
Formelmäßige Darstellung:
- Ieff, gesamt = I SIZE="-1">eff, D + h Katadiopter * (FKatadiopter / FDiopter) * Ieff,D
| I eff, gesamt | effektive Lichtstärke der gesamten Optik |
| I eff, D | effektive Lichtstärke des Diopters |
| hKatadiopter | Wirkungsgrad des Katadiopters (20%) |
| Katadiopter | Lichtdurchtrittsfläche des Katadiopters (2080 cm²) |
| FDiopter | Lichtdurchtrittsfläche des Diopters (2130 cm²) |
Es ergibt sich für die Lampe HQI-T 400 W/N eine effektive Betriebslichtstärke von
I eff, B, gesamt =0,75 * (1 + 0,195) * I eff, D= 496 000 cd.
Bild 2 / 3: Leuchtfeuer Norderney. Neuer Lampenwechsler, mit und ohne Sonnenschutz.
Durchgeführte Maßnahme
Die Festlegung der Lampe HQI-T 400 W/N bedingte auch einen Neubau der Lampenwechselvorrichtung mit integrierten Zünd- und Vorschaltgeräten. Wegen der hohen Lebensdauer der Lampe von 10 000 Stunden ist ein Zweifachwechsler ausreichend. Da keine handelsüblichen Produkte existieren, wurde der Lampenwechsler in der FVT konstruktiv bearbeitet und gefertigt.
Der Einbau des Lampenwechslers und die Inbetriebnahme mit dem neuen Leuchtmittel erfolgte am 23.03.2004.
Bild 4: Leuchtfeuer Norderney. Der neue Lampenwechsler wird durch einen Mitarbeiter der FVT justiert.
Bildnachweis: FVT