Адаптивно външно осветление

Оптимизира работата на техническата система и намалява разходите за електрическа енергия и обслужване с 40-50%

Адаптивното улично осветление реагира адекватно на промените в околната среда, като доставя нужното количество и качество изкуствена светлина, за да осигури достатъчно видимост, за решаването на зрителните задачи на водачите на моторни превозни средства (МПС) и на пешеходците.

През тъмния период на денонощието се променят изискванията към уличното осветление поради промените на обема на движението на МПС по улиците - циклични, постоянни по време и място, и промените в метеорологичната ситуация на населеното място - случайни.

Постоянните и случайните промени на движението на МПС причиняват периодично изменение на светлотехническия клас на улицата, което води до промяна на нормените стойности на светлотехническите показатели на уличното осветление.

Следвайки обективните промени, инсталираната електрическа мощност за улично осветление може да бъде регулирана плавно или на степени през определени периоди на нощта, което ще повиши енергийната ефективност на техническата система и ще намали емисиите на парникови газове и разходите за техническо обслужване.

Нормативна база на адаптивното външно осветление
Предпоставките за прилагането на адаптивно външно осветление са отразени в стандартите за външно осветление - CIE 115:2010 “Lighting of Roads for Motor and Pedestrian Traffic”,
СД CEN/TR 13201-1:2005 „Улично осветление. Част 1: Избор на класове на осветление”, БДС EN 13201-2:2005 „Улично осветление. Част 2: Технически изисквания” . В тях са предвидени възможностите за регулиране на светлината на външните осветители в зависимост от промяната на характеристиките на улиците.

През 2014 г. се очаква да бъде приет нов стандарт EN 13201-5 Road Lighting - Part 5: “Energy performance in road lighting”, който ще третира специално адаптивното външно осветление и ще дава препоръки за неговото проектиране, прилагане и оценка.

Елементи на адаптивното външно осветление
Елементите на адаптивното външно осветление са диспечерски център, сензори, групови електрически контролери, лампови електрически контролери, комуникации между елементите.

Диспечерският център включва компютър със специална компютърна програма; монитор за визуализиране на системата на уличното осветление; телефон, електронна поща, Интернет за приемане на аварийни сигнали от гражданите.
Сензорите, използвани в адаптивното външно осветление, биват: сензори за осветеност - фотоприемници, разполагани в диспечерския център, в трафопостовете или върху уличните осветители; сензори за яркост - яркомери, разполагани на улици, булеварди, магистрали.

Обемът на движението на МПС се проследява чрез транспортни рамки или видеокамери, разполагани на кръстовищата, булевардите и улиците в населените места, както и информация от Транспортния център. Използва се и информация от Метеорологичния център за дъжд, сняг, мъгла, лед.

Груповите контролери се разполагат в електрическите табла за улично осветление (УО). Те служат за обмен на информация между елементите на системата на уличното осветление.
Ламповите контролери са монтирани в уличните осветители или в основата на стълбовете. Те управляват електронните баласти на лампите и участват в информационния обмен.

Телекомуникациите са в основата на интелигентния метод на управление на адаптивното външно осветление. Предаването на информация между елементите на външното осветление е по въздуха (безжично) или чрез затворени преносни среди (електрически проводници). Надеждността и сигурността на информационния обмен са важни за правилното функциониране на интелигентната система за управление на външното осветление.

Принцип на действие
В диспечерския център се извършва визуализиране на системата на уличното осветление; събиране на информация за работата на уличното осветление; анализ на събраната информация; формиране и подаване на управляващи сигнали; организиране на ремонтни и обслужващи дейности; приемане на аварийни сигнали от граждани и реагиране.

Сензорите изпращат първични сигнали в диспечерския център. Груповите електрически контролери извършват събиране на информация от уличните осветители; изпращане на информация в диспечерския център; получаване на сигнали от диспечерския център; изпращане на управляващи сигнали към уличните осветители.

Ламповите електрически контролери изпълняват следните функции: събиране на информация от уличния осветител; изпращане на информация в груповия контролер; получаване на управляващи сигнали от груповия контролер; регулиране на светлината, излъчвана от лампата.

Сигнали от сензорите и реакции на системата за интелигентно управление
Сигналите за включване и изключване на уличното осветление се подават чрез фотоприемници според нивото на естествената осветеност и чрез яркомери според нивото на яркостта на пътната настилка. По този начин уличното осветление работи само когато е нужно, като се отчитат случайните метеорологични характеристики и се избягват подранили включвания вечер и закъснели изключвания при развиделяване сутрин, които ненужно удължават работата на външното осветление и повишават потреблението на ел. енергия.

Данните за обема на движението на МПС по улиците и булевардите на населеното място се анализират и се определят периодите на различни транспортни натоварвания. Обикновено вечерта движението по улиците е най-голямо, след което намалява, а през нощта почти спира.

Това обстоятелство променя светлотехническите класове на улиците и изискванията за уличното осветление. Лампите в уличните осветители могат да се регулират, като се намалява или увеличава излъчваната от тях светлина през различните периоди на нощта. Видеокамерите показват на диспечера местата на пътни катастрофи, което е сигнал за повишаване до 100% нивото на излъчваната светлина от уличните осветители на тези места. При дъжд, мъгла, снеговалеж и заледяване уличното осветление работи на 100%, независимо от периода на нощта и обема на движението по улиците.

Потенциал за снижаване на разходите за осветление
Прилагането на адаптивно външно осветление съдържа голям потенциал за намаление на разходите за обществени услуги. Благодарение на интелигентното управление на външното осветление се постигат нови негови характеристики като навременно включване и изключване на външното осветление; регулиране на излъчваната светлина от всеки уличен осветител; дистанционно и точно измерване на употребената електрическа енергия от всеки уличен осветител и всеки извод на електрическите табла, контрол на сметките за електрическа енергия и планиране на месечните и годишни разходи за външно осветление (намаление на разходите с около 45%).

Интелигентното управление също така дава възможност за оптимизиране на техническото обслужване на уличното осветление (намаление на разходите с около 50%) чрез бързо откриване на повредени улични осветители и съкращаване на периодични огледи и проверки на място. Благодарение на него се отчита времето на работа на лампата във всеки осветител и се предоставя възможност за бърза проверка на състоянието на всеки уличен осветител; бързо намиране на нерегламентиран достъп до електрическата мрежа на уличното осветление с цел кражба на електрическа енергия.

Сред останалите възможности на системата са планиране на разходите за електрическа енергия за външно осветление; интегриране на други обществени дейности в интелигентната управляваща система за външно осветление; лесно допълване на системата на външното осветление и на нейния електронен модел с нови участъци.
Адаптивното външно осветление оптимизира работата на техническата система и намалява разходите за електрическа енергия и техническо обслужване с 40-50% в сравнение с външните осветителни уредби, управлявани и поддържани по традиционния начин.

инж. Борис Тошев,
Черноморски изследователски
енергиен център