Inteligentné systémy pouličného osvetlenia

Na umelé osvetlenie v uliciach je už dávno každý zvyknutý a berie to ako samozrejmosť. Svietidlá umiestnené na rôznych stĺpoch osvetľujú diaľnice, cesty, diaľnice, dvory, ihriská a iné územia a objekty. Zapínajú sa automaticky alebo ručne, v určitú dennú dobu podľa harmonogramu alebo podľa uváženia dispečera.

Na rôznych miestach, v závislosti od vlastností osvetleného objektu, sa používajú lampáše s reflektormi, difúzne lampy alebo lampy s odtieňmi rôznych tvarov. Týmto spôsobom sú hlavné cesty osvetlené reflektorovými žiarovkami, vedľajšie cesty môžu byť tiež osvetlené rozptýlenými žiarovkami s rozptýlenými tienidlami a parky a chodníky sú často osvetlené jemným svetlom vyžarovaným guľovými alebo valcovými tienidlami.

SNiP 23-05-95 „Prirodzené a umelé osvetlenie“ reguluje prevádzku pouličného osvetlenia a zmeny vykonané v tejto norme v roku 2011 teraz znamenajú rozsiahle zavedenie technológie LED.Nariadenie sa okrem iného týka zaistenia bezpečnosti cestnej a pešej premávky, v súvislosti s ktorým sa určujú hodnoty výkonu svietidla a úrovne osvetlenia pre objekty s rôznym účelom.

Bezpečnosť cestnej premávky je na prvom mieste a tu je dôležité vziať do úvahy rýchlosť pohybu a vlastnosti terénu, ako aj prítomnosť prvkov dopravnej infraštruktúry: mosty, križovatky, križovatky atď.

Viditeľnosť pre vodiča musí byť taká, aby neprispievala k skorej únave. Mimoriadne dôležité je horizontálne osvetlenie ciest a ulíc, ktoré je v dokumente definované kategóriou osvetlenia a intenzity dopravy.

Na pouličné osvetlenie sa tradične používajú tieto typy lámp: žiarovky, vysokotlakové ortuťové oblúkové výbojky, oblúkové metalhalogenidové výbojkyako aj vysokotlakové a nízkotlakové sodíkové výbojky. V posledných rokoch do tohto sortimentu pribudli LED svietidlá.

Pokiaľ ide o LED svietidlá, ich svetelné vlastnosti a technické vlastnosti sú pred ostatnými typmi svietidiel tradične používaných na pouličné osvetlenie. LED diódy sú veľmi ekonomické, spotrebúvajú minimum elektriny, dokážu priamo, s takmer 90% účinnosťou, premieňať elektrický prúd na svetlo.

V záujme spravodlivosti poznamenávame, že pri významných výkonoch sú dnes LED diódy z hľadiska účinnosti nižšie ako niektoré typy tradičných lámp. Podľa predpovedí odborníkov však LED technológia v najbližších rokoch dosiahne taký stupeň dokonalosti, že úplne nahradí plynové výbojky v oblasti pouličného osvetlenia.

To je v podstate všetko, čo sa dá povedať o konvenčných systémoch verejného osvetlenia. Spomeňme však niektoré nevýhody. V prvom rade je to neekonomické. Elektrina sa spotrebúva bez ohľadu na realitu a konvenčný systém pouličného osvetlenia nie je flexibilný. Druhou negatívnou vlastnosťou je potreba nákladov na údržbu a nemožnosť nepretržitej prevádzky, v dôsledku čoho je potrebné na chvíľu obetovať bezpečnosť v prípade porúch.

Tieto nevýhody nemajú inteligentné systémy pouličného osvetlenia. Inteligentný systém pouličného osvetlenia už nie sú len lampáše so svietidlami, systém zahŕňa súpravu pouličných lámp a sieť na výmenu informácií s lokálnym centrom (koncentrátor), ktoré sa prenášajú na server na ďalšie spracovanie prijatých dát.

Predpokladá sa tu obojsmerná komunikácia, ktorá umožňuje na diaľku nastavovať jas svetlometov v závislosti od poveternostných podmienok a charakteru aktuálnej premávky. Napríklad pri hmle by sa mal pridať jas a pri jasnom mesiaci by sa mal znížiť. Úspora energie sa tak dosiahne minimálne 2-násobne v porovnaní s bežnými systémami verejného osvetlenia.

Údržba inteligentných systémov pouličného osvetlenia je rýchlejšia a nákladovo efektívnejšia. Nepretržité monitorovanie stavu svietidiel zo stredu umožňuje okamžite reagovať na poruchu a rýchlo ju odstrániť. Posádky už nemusia pravidelne obchádzať kontrolovaný priestor a zisťovať, či je lampa nefunkčná, stačí zájsť k známej lampe a jednoducho ju opraviť.

Kľúčovým prvkom inteligentného systému je samotná lampa, ktorá obsahuje niekoľko hlavných blokov: ovládač lampy, komunikačný modul, sadu senzorov. Vďaka driveru je svietidlo napájané stabilizovaným napätím a jednosmerným prúdom. Digitálne riadenie a prenos dát je realizovaný modulom komunikačného rozhrania. Senzory sledujú počasie, polohu kolóny v priestore, mieru priehľadnosti vzduchu. Efektívnosť riadenia osvetlenia v mestách a na diaľniciach sa tak dostáva na kvalitatívne novú úroveň.

Úroveň osvetlenia objektov v určitej oblasti je monitorovaná v reálnom čase vďaka lokálnemu koncentrátoru, ktorý presne riadi jas, smer svetla a dokonca aj jeho farbu. V závislosti od poveternostných podmienok, intenzity dopravy, výskytu zrážok, úrovne umelého osvetlenia je možné automaticky meniť.

Zosilnenie svetla alebo naopak — stmievanie — tento proces môže byť riadený inteligentnou elektronikou. Mimochodom, včasné stmievanie má priaznivý vplyv na životnosť LED žiaroviek a pomáha šetriť energiu bez poškodenia ostatných.

V niektorých krajinách aj dnes nájdete inteligentné systémy s autonómnym napájaním, kedy má každý stĺp samostatnú solárnu batériu alebo veternú turbínu.

Energia vetra alebo slnka (cez deň) sa neustále akumuluje v batérii, no spotrebováva ju svietidlo podľa potreby, s prihliadnutím na vonkajšie podmienky, vo vhodnom režime. Výhody takýchto riešení sú zrejmé. Svietidlá prakticky nevyžadujú údržbu, sú autonómne, ekonomické a bezpečné.Pokiaľ nepotrebujete pravidelne utierať tienidlá od prachu a nečistôt, najmä na diaľniciach.

Vzdialený server alebo zónový ovládač automaticky riadi systém inteligentného pouličného osvetlenia. Najprv sa nastavia nastavenia a riadiaci algoritmus, podľa ktorého sa potom generujú signály na diaľkové zapínanie, vypínanie a nastavovanie jasu svietidiel. Signály sa privádzajú na signálové vstupy ovládačov.

Tým sa dosiahne úspora energie, dlhšia životnosť lampy a ekonomický systém osvetlenia ako celku. Pre prenos signálu sa ako vodič pre HF signál používa RS-485, rádiový kanál, Ethernet, GSM, krútená dvojlinka alebo aj elektrické vedenie.

Používanie serverov vám umožňuje adresovať určitú lampu, zapínať ju alebo vypínať odoslaním príslušného signálu do jej riadiacej jednotky. Najmä, ak sa používa vysokofrekvenčný kanál, majáku je priradená IP adresa pomocou protokolu TCP / IP.

Každému majáku, alebo skôr riadiacej jednotke majáku, je na začiatku pridelená jedna z mnohých tisíc dostupných IP adries a operátor vidí každý maják s jeho adresou a aktuálnym stavom na mape monitora počítača.

Medzi funkcie servera patria pravidelné prieskumy svietidiel a svietidlo s konkrétnou adresou továrne je jednoducho priviazané k miestu na území. GSM ovládanie sa používa vo výnimočných prípadoch kvôli vysokej cene.

Inteligentné systémy pouličného osvetlenia majú tri úrovne ovládania jednotlivých svietidiel a hoci sa spôsoby ovládania u jednotlivých dizajnérov líšia, princíp zostáva rovnaký. Napríklad DotVision (Francúzsko) ponúka nasledujúce možnosti ovládania:

• Jednotlivec;

• Zónový s reguláciou výkonu;

• Zónové s reguláciou a telemetriou.

Pri individuálnom ovládaní je zabezpečená maximálna úspora, ako aj vysoká presnosť obsluhy pre pohodlie a bezpečnosť osôb. Každá lampa je individuálne riadená a regulovaná pomocou inteligentných predradníkov, vysielačov a ovládačov.

Zónové ovládanie s diaľkovou reguláciou výkonu je kompromisom z hľadiska vyváženia ekonomiky a možností. Regulátor výkonu a telemetrický systém na báze LonWorks alebo Modbus je inštalovaný v zónovej riadiacej skrini, čo umožňuje obojsmernú komunikáciu medzi zónovým ovládačom a zónovým serverom.

Pri zónovom riadení s telemetriou je hospodárnosť malá, ale zónový ovládač prehľadne monitoruje poruchy, vedie telemetriu a diaľkovo ovláda lampy (zapnutie a vypnutie). Medzi serverom a kontrolérom je k dispozícii obojsmerná výmena údajov na prenos telemetrických informácií a riadiacich signálov.

Samozrejme, okrem svetelných senzorov, ktoré majú na starosti večerné rozsvietenie a ráno zhasnutie svetiel, existujú aj iné spôsoby automatizovaného riadenia. Napríklad Stwol (Kórea) poskytuje možnosť ovládať osvetlenie priamo v súlade s aktuálnou úrovňou osvetlenia. Nie však pomocou fotosnímača, ale pomocou GPS.

Zemepisné súradnice sú spojené s časom východu a západu Slnka, — program robí výpočty — a v určitom astronomickom čase už prístroj vie, že o 15 minút bude tma a vopred rozsvieti svetlá. Alebo 10 minút po východe slnka, orientujúc sa rovnakým spôsobom, zhasne lampáše.Jednoduchšia metóda je zapínať a vypínať svetlá podľa plánu v určitý čas dňa, v závislosti od dňa v týždni.