Улично осветление

потенциал за модернизация

Светодиодната (LED) технология за улично осветление има потенциала да реализира екологични общини, които консумират значително по-малко електроенергия и изискват много по-малко поддръжка, за да се намалят разходите и опазването на околната среда, като същевременно се подобрят нивата на осветеност.
Чрез модернизирането на инфраструктурата с LED улично осветление, консумацията на енергия ще бъде намалена с 50%. По-нататъшно редуциране (20-30%) може да бъде постигнато при въвеждане на системи за управление на светлината. Освен това разходите за експлоатация и поддръжка са намалени. Времето за изплащане обикновено е 6-8 години.

Уличните светлинни източници и осветителните тела за осветяване на пътища, външни пространства и паркове трябва да отговарят на изключително строги изисквания. При правилно проектиране те могат да доведат до икономия на електроенергия от 60% до 70% с продължителност на живота над 10 г. и да се експлоатират в значителна част от времето за обслужване без поддръжка.

Уличното осветление в обществени пространства е основно задача на общините и те са задължени да осигурят минимално ниво на обслужване, което включва и уличното осветление, а LED базираната модернизация на уличното осветление може да бъде голяма крачка напред.

В момента в повечето населени места работят остарели светлинни източници с голяма консумация, въз основа на което може да се каже, че не е осъществявана модернизация на уличното осветление поне през последните 10-15 г. Освен това те са в края на живота си и поради тази причина се налага все повече и повече поддръжка. При модернизация, на базата на LED осветителни тела, не само интензивността на осветяване може да се увеличи, но също така биха се увеличили значително оперативната безопасност и енергийната ефективност на уличното осветление.

Трябва ли уличното осветление наистина да работи на пълна мощност цялата нощ, когато енергията става все по-скъпа? Не, не трябва. Това е така, защото интелигентното управление на уличното осветление вече предлага широк спектър от възможности за намаляване на потреблението на енергия без да се компрометира безопасността и качеството на живот. Както продължителността, така и интензивността на осветлението могат да се регулират с помощта на модерни сензори и системи за управление.

За да се възползват от развитието на технологиите в последните десетилетия при LED осветителните тела, редица общини са подобрили инфраструктурата си за улично осветление на различни видове LED системи. Но някои от тях са на повече от 40 години. Много от уличните лампи вече не се произвеждат и не могат да се поддържат.

Наред с подобренията в естетиката и безопасността, общините могат да реализират съществено намаляване на оперативните разходи чрез преобразуване на по-стари технологии за осветление в LED. Уличното осветление често е една от най-големите области на потребление на електричество за общините, а прилагането на по-ефективни технологии представлява възможност за значително въздействие върху крайната цел.

Офертните предложения се различават по отношение на моделите и структурата, но повечето общини трябва да изкупят обратно своята инфраструктура от енергийните компании, за да ускорят модернизацията. Тръжните предложения се характеризират с обширна подготвителна работа, която анализира съответните финансови данни за експлоатация, замяна и очаквания потенциал за икономии.

Предимства на LED уличното осветление
Благодарение на увеличаващите се разходи за енергия и нарастващата загриженост за опазването на околната среда LED технологията за осветление се утвърди като доказана алтернатива на традиционното осветление с живачни, металхалогенни, натриеви с високо и ниско налягане лампи. С модернизирането на старите системи общините могат да реализират намалено потребление на енергия. Светодиодите консумират малка част от електроенергията, която обикновено е необходима за работа с традиционните решения за осветление, което ги прави до 75% по-ефективни и потенциалните ползи от широкото приемане на LED са драматични.

Намалената поддръжка се получава от това, че LED уличните лампи, работещи до 12 часа на ден, трябва да са с продължителност на живота до 10 г.. За разлика от тях, типичната натриева лампа с високо налягане има номинален живот от 20-24 000 часа, което е точката, в която половината от лампите биха изгаряли. Това означава, че около половината от лампите ще трябва да бъдат заменени до 5 години. Светодиодите използват полупроводников материал вместо нажежаема жичка или неон газ. Следователно те могат да работят в много по-взискателни среди, отколкото традиционните решения, включително шок, вибрации и екстремни температури. Тези възможности допринасят за дългия експлоатационен живот на светодиодите, което може значително да намали разходите за текуща поддръжка, като сервизният персонал заменя светлинните източници, които често изгарят.

Постигане на намалено замърсяване на светлината и загуба на енергия. Светодиодите са проектирани да бъдат изключително насочени и контролируеми и могат да бъдат проектирани така, че да осигуряват светлина само там, където е необходимо в приложения като улици и тротоари. Светодиодите също така намаляват количеството нежелана светлина, като нощното небе и съседните имоти. Чрез тези възможности LED технологията може да оптимизира системите за улично осветление, намалявайки светлинното замърсяване и загубата на енергия като осигуряват точна, целенасочена осветеност.

Реализиране на подобрено качество на светлината. Висококачествените LED осветителни тела подобряват видимостта чрез по-добро цветопредаване и равномерно осветяване. Много светодиодни осветителни тела позволяват осветлението да бъде намалено (димирано) при подходящи условия, за да получат дори още по-големи икономии. Светодиодното осветление може да бъде контролирано по-точно, като се сведе до минимум светлинния дискомфорт и се осигури адекватно осветяване между осветителните тела и в най-отдалечените краища на пространството.

Повишена устойчивост на LED осветителните тела. Повечето конвенционални флуоресцентни и газоразрядни лампи съдържат редица материали, които могат да бъдат вредни за околната среда, ако не бъдат изхвърлени правилно. Светодиодните осветителни решения не съдържат токсични материали и са 100% рециклируеми. Те могат да допринесат значително за постигане на целите за устойчивост и цялостно намаляване на емисиите на парникови газове. Освен това дългият експлоатационен живот на LED означава, че вече не е необходимо да се произвеждат заменяеми лампи, което спестява материали, труд и енергия.

Важни съображения относно улично осветление с LED
Тъй като уличното осветление се преоткрива чрез модерна светодиодна технология, индустрията трябва да преразгледа и показателите за ефективност, използвани за сравняване на осветителните технологии.

Купувачите на LED продукти, включително тези за улично осветление, често изискват от производителите да предоставят директна замяна осветлението въз основа на мощността, а не на действителните характеристики на пътната повърхност. Този подход може да попречи на клиентите да сравняват точно възможните икономии чрез въвеждането на LED осветление.

Когато се уточняват реконструкциите, често срещана грешка е да се направи директно сравнение на светлинния поток. Сравнението на светлинния поток, осигурено от типично газоразрядно осветление и LED осветителни технологии, често е неточно благодарение на подобрените индивидуални възможности за насочване и разпределение на LED осветлението. Чрез LED технологията светлинния поток се контролира прецизно, за да се сведе до минимум прекаленото осветление или дискомфорт, осигурявайки достатъчно осветление в цялата предвидена зона. Загубите на светлина също се свеждат до минимум или се елиминират, често без използването на външно екраниране. Следователно, когато се оценяват характеристиките на пътната настилка, трябва да се използват осветеността или яркостта на осветителното тяло за определяне на качеството на уличното осветление. Могат също да се извършат фотометрични измервания, за да се гарантира, че нивата на осветеността отговарят на изискванията.

Първата стъпка за преобразуване на съществуваща система за улично осветление в система с LED осветителни тела е да се оцени действителното количество, тип, цена на електроенергията, поддръжка и данни за ефективността на съществуващата система за улично осветление. След това може да се използва опита на други общини и експерт от индустрията, за да се разработи цялостен план за уличното осветление, съобразен с конкретните нужди. Друга важна стъпка е да се разбере технологията, свързана с LED осветлението.

Управление на обновяване на уличното осветление с LED
Днес са на разположение широка гама от LED производители, за да помогнат на общините да внедрят програма за обновяване на улично осветление. За да постигнат най-добрите резултати и да отговарят на най-високите стандарти в енергоспестяващите проекти, опитни производители могат да предложат редица иновативни и надеждни решения за осветление, както контрол и услуги, предназначени да повишат енергийната ефективност и икономиите на разходите през целия живот на инсталацията.

За много проекти с LED осветление е от полза за общините да си осигурят акредитирана компания за енергийни услуги (ЕСКО услуги), която е сертифицирана от трета страна, като притежаваща способността да управлява цялостни енергийни решения, които включват всички аспекти на ключови проекти, включително оценка на нуждите, инсталиране на системи и оборудване, проверка на спестяванията, финансиране и поддръжка.

Чрез партньорството с акредитирана компания за проект за улично осветление, общините ще получат планиране на проекта и подробно въвеждане в експлоатация от сертифицирани професионалисти, всеобхватно финансиране, точна и бюджетна ефективност и гарантирани енергийни и оперативни спестявания. Преди всичко тя осигурява отговорността за успеха, като има възможност да идентифицира, инсталира и гарантира изпълнението на тези енергоспестяващи проекти.

Ползите от сключване на ЕСКО договор за клиента са следните. Инвестицията за реализирането на енергоспестяващи мерки са за сметка на фирмата. Клиентът изплаща инвестицията чрез реализираните икономии на енергия. Фирмата гарантира за постигане на икономиите на енергия, като плаща на клиента неустойка за разликите и носи целия финансов, технологичен и търговски риск за изпълнение на предвидените в договора дейности и мерки за повишаване на енергийна-та ефективност и за достигане на гарантирания с договора резултат. Цялата икономия остава в полза на клиента след изтичане срока на ЕСКО договора. Завършването на проектите обикновено отнемат по-малко от 12 месеца. Типичните договорни клаузи са до 10-15 години.

Концепция за интелигентна мрежа в рамките на улични осветителни системи
Съвременните автоматизирани системи за улично осветление позволяват оперативната работа на централната конзола да управлява изцяло системата за осветление и всеки отделен осветител. Основната задача на разработчиците на усъвършенствани системи за автоматизирано управление на уличното осветление е да се повиши надеждността и трайността на контролните мрежи, както и да се повиши нивото на безопасност на хората и безопасността на движението, да се повиши качеството и ефективността на уличното осветление и намаляване на експлоатационните разходи, свързани с поддръжката на мрежите за контрол на уличното осветление, за намаляване на финансовите разходи за заплащане на консумираната електроенергия, за да се осигури улично осветление.

Внедряването на концепцията за интелигентна мрежа в рамките на системите за улично осветление предвижда наличието на възможност за персонализиран контрол и диагностика на всяка лампа, което позволява да се увеличи енергийната ефективност и оперативната надеждност на външните осветителни мрежи. Енергоспестяващият ефект може да бъде постигнат до голяма степен благодарение на затъмняването на осветителните тела (гъвкаво регулиране на яркостта на лампите) през деня в зависимост от условията на естественото осветление и специалните изисквания към естествената яркост и интензивността на осветяване в зависимост от времето на деня. Затъмняването на осветителните тела може да бъде постигнато технологично чрез прилагане на специални електронни устройства, които са вградени в осветителните тела. В същото време модерният подход за създаване на система за управление на уличното осветление с функцията за затъмняване осигурява осъществяване на функция за целенасочено изпращане на команди за управление от автоматизирани източници на енергия към осветителни тела. Това дава възможност за персонализирано или групово адаптивно управление на работата на осветителните тела чрез въвеждане на диференцирани режими на намалена яркост на лампите (затъмняване) и отчитане на изискванията към качеството на уличното осветление на определени сегменти от пътищата. Очакваният резултат от изпълнението на тази функция е постигането на възможно най-голяма икономия на електрическа енергия, като същевременно се гарантира необходимото ниво на осветеност. Персонализираното затъмняване осигурява допълнителни възможности за спестяване на енергия.

Градското улично осветление се оценява и регулира в зависимост от категорията на пътя (магистрали, районни пътища и др.) и количеството (интензивността) на трафика за единица време (за час). Управлението на режимите на работа и технологичните параметри на осветителните тела в режим на реално време позволява да се подобри качеството на работа на осветителните мрежи, тъй като позволява бързо да се получи информация за състоянието на дадена лампа и да се идентифицират евентуални повреди в осветителните мрежи.

Разширените системи за автоматизирано управление на уличното осветление се основават на тристепенна архитектура, която включва локален блок за управление на лампа или група лампи вътре в улично осветително тяло, шкаф за зонов контрол (улица или квартал), централен сървър на района.

Новите методи за управление на уличното осветление, базирани на мрежови технологии, позволяват то да се конфигурира в реално време и по научно обоснован и динамичен начин. Това решение не само може да спести огромно количество електроенергия, но и да намали замърсяването на околната среда, свързано с производството на електрическа енергия.

Популяризирането на концепцията за интелигентна мрежа е на ранен етап. Същевременно предимствата на интелигентните електроенергийни мрежи над конвенционалните мрежи са очевидни. Това са повишена експлоатационна надеждност, енергийна ефективност, опазване на околната среда и тяхната икономическа ефективност. Прилагането на цялостна концепция за интелигентна електроенергийна мрежа обаче включва редица трудности, включително технологични, регулаторни и правни, финансови и др.

Заключение
Докладът за предварителното проучване с данни за съществуващата инфраструктура и оценката на потенциалните спестявания е важен елемент за процеса на подбор. Обратното изкупуване/собствеността върху инфраструктурата често е предпоставка за ускорено внедряване на нови технологии и свързаните с тях икономии на енергия и разходи. Дори по-новите осветителни тела (след 2000г.) могат да бъдат модернизирани с добри профили за възвръщаемост. Системата за контрол на осветеността е важна характеристика за намаляване на потреблението на електроенергия, докато нуждата от светлина може да се поддържа индивидуално, но също така и за намаляване на разходите за поддръжка, тъй като мониторингът може да бъде централизиран.

Привидно високата първоначална инвестиция на LED модернизацията често смущава клиентите обаче, ползите от технологията често й позволяват да се изплати в рамките на 5 - 6 години след инсталирането. Тази възвращаемост на инвестициите се възстановява с течение на времето в спестявания на енергия и разходи за поддръжка, като може да доведе до трайни финансови и устойчиви ползи.