Автономно улично осветление

01.06.2010, Брой 4/2010 / Технически статии / Осветление

 

Приложение на фотоволтаични панели в системи за осветление

Не са много българските общини, които могат да се похвалят с качествено и ефективно улично осветление. Значителен брой от уличните осветители са морално и физически амортизирани и не отговарят на нормативните изисквания. Проблем е и масовото използване на неефективни светлинни източници, най-често живачни лампи високо налягане.

Като първа стъпка към ограничаване на експлоатационните разходи за улично осветление и подобряване на ефективността му, някои общини започнаха подмяна на старите живачни лампи с натриеви и въведоха системи за мониторинг и автоматично управление. В други населени места, сред които София, Бургас, Чепеларе, Берковица, Дупница, Кайнарджа, Стралджа и други, стартира реализацията на проекти за инсталация на улични лампи с фотоволтаични модули.
Въпреки че изискват по-голяма първоначална инвестиция, използването на осветителни уредби с внедрени алтернативни източници на енергия е целесъобразно по много причини. Енергията, която генерират, е екологична, при експлоатацията им не се отделят вредни емисии, изискват ограничена поддръжка. Освен това, при повреда в енергийния източник отпада само дефектираният източник.





Компоненти на системата
Най-общо погледнато, автономните улични лампи се състоят от фотоволтаичен модул, акумулатор, светлинен източник и електронен блок за управление.
Мощността на фотоволтаичните модули, използвани за целта, варира от 80 Wp до 250 Wp. Акумулаторът най-често работи на 12 V, а капацитетът му е от 100 Ah до 150 Ah. Електронният блок управлява функционирането на системата, включително включването на светлинните източници и изключването им сутринта. Работата на светлинните източници се регулира от датчик за осветеност и таймер. При повечето модели улично осветление източникът, фотоволтаичният модул и контролният блок се монтират на височина от около 7-8 м върху стълб от алуминий или галванизирана въглеродна стомана. Акумулаторът би могъл да бъде положен в контейнер под земята, в непосредствена близост до стълба. Специалистите препоръчват този вариант, тъй като той предпазва акумулатора от големи разлики в температурата и най-вече от отрицателни зимни температури, които могат да понижат реалния му капацитет и това да даде отражение върху продължителността на светене на източника.




Видове светлинни източници
Сред най-разпространените светлинни източници за автономните улични осветители са натриевите лампи високо и ниско налягане, светодиодите, безелектродните индукционни лампи и други.
Натриеви лампи високо налягане. При този вид лампи светлината се генерира от електродъгов разряд между електроди, разположени в двата края на специална разрядна тръба. Тя е поставена в стъклена колба с елипсовидна или цилиндрична форма. Електрическият разряд се осъществява в среда от натриеви пари. Средният живот на лампите е около 16 000 часа.
Най-новото поколение натриеви лампи високо налягане имат светлинен добив 150 lm/W. Сред най-предпочитаните модели за улично осветление са натриевите лампи високо налягане, които имат цветова температура Тцв.= 2000 К.
Натриевите лампи ниско налягане имат U-образна разрядна тръба, поставена в защитна външна цилиндрична стъклена колба. Произвеждат се с мощности от 18 до180 W и се характеризират със светлинен поток 1800 - 3200 lm. Светлинният им добив е от 100 до 203 lm/W. Този тип лампи излъчват монохроматична жълто-оранжева светлина с дължина на вълната 590 nm.
Безелектродни индукционни лампи. Този вид лампи се състоят от стъклена колба, напълнена с газ, антена, разположена по оста на колбата и генератор. Генераторът работи на честота 2,65 MHz и създава чрез антената електромагнитно поле в колбата, което индуцира електрически ток в газовия пълнеж и го йонизира. Безелектродните индукционни лампи са с голям живот - 60 000 часа. Светлинният им добив е 65 - 70 lm/W.
Светодиодни (LED) лампи. Светодиодът се състои от полупроводников чип, рефлектор и тоководещи изводи с пластмасово покритие, което го защитава от влага, корозия и механични повреди. Светлинният  добив на новите поколения светодиоди е голям - между 50 и 100 lm/W. Експлоатационният срок на LED, в края на който светлинният им поток намалява с 30% спрямо първоначалния е средно 50 000 часа, като вече не са малко светодиодите с експлоатационен срок 100 000 часа.
Рефлектори в осветителните
тела
Важен елемент от автономните улични осветителни системи е рефлекторът, който има решаваща роля за ефективността на инсталацията. Рефлекторите се изработват от алуминий с висока чистота, обикновено. Новост в производството им е използването на специални керамични материали, които имат висока температурна устойчивост с работна температура 230 °C. Керамичните материали могат да се шприцват. След това чрез нанотехнологии върху тях се нанася химическо чисто сребро, а върху него слой от SiO2 и TiO2, които предпазват среброто от патиниране. За да се ограничи вътрешното му отражение се използват разсейватели от изпъкнало стъкло с по-малко вътрешно отражение и по-висок КПД, осигуряващи по-добро светлоразпределение.

Концепцията за захранване на уличното осветление
с фотоволтаични панели е относително елементарна. Фотоволтаичният панел преобразува слънчевата енергия в електрическа и зарежда акумулатора, откъдето осветителната система черпи енергия през нощта. За да се предпази акумулаторът от презареждане и изтощаване и за да се осигури контрол на времето, през което работи осветлението, се използват автоматични системи за управление.


 

Системи за контрол и управление
Мониторингът и контролът на уличните осветителни тела често се реализира чрез използването на възможностите на Powerline-базиран протокол, при който управляващите сигнали се предават по силовата мрежа. В случаите, при които уличните осветители се захранват самостоятелно от фотоволтаични модули, управлението може да се осъществи по радиочестотен канал 868 MHz или GSM/GPRS комуникационен интерфейс. Отделните улични осветители могат да се управляват от специализиран контролер, базиран на DALI протокол.
Специализираните контролери обменят данни с централна система за управление по някои от изброените канали. Обикновено върху дисплей в централен команден пункт се визуализират основните работни характеристики на източниците, състоянието на батерията и др. В случай на авария системата алармира специалистите по поддръжката чрез SMS, например.

Хибридни системи за улично осветление
Сред последните нововъведения в автономните улични осветители е комбинацията на фотоволтаични модули с малки вятърни генератори. Системите се монтират на отделните стълбове и отдават генерираната енергия на акумулатора, който захранва светлинния източник през тъмните часове на денонощието. При изграждане на подобна система е необходимо да се вземат под внимание типичните климатични показатели за региона - плътността на слънчевата радиация и скоростта на вятъра. За различни ъгли на разположение на фотоволтаичния панел, данните за плътността на слънчевата радиация варират. Същото е валидно и за скоростта на вятъра, която в зависимост от височината на монтаж на ветрогенератора се променя. След извършване на необходимите изчисления и проучвания се прави и окончателният избор на компонентите, които ще включва хибридната осветителна система.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Противопожарни клапиТехнически статии

Противопожарни клапи

Противопожарните клапи играят съществена роля в сградните системи за пожарна безопасност, поради което е важно те да функционират нормално. Разликата между добре и зле поддържана противопожарна клапа може в действителност да е решаващият фактор за спасяването или загубата на човешки живот при възникване на пожар. Затова е важно тези устройства да се инспектират, тестват и поддържат регулярно.

Тенденции на пазара на интелигентни електромериТехнически статии

Тенденции на пазара на интелигентни електромери

Инсталирането на интелигентни електромери е една от първите предпоставки при внедряването на сградните системи за управление и наблюдение на електропотреблението, които позволяват визуализация на използването на електрическа енергия – устойчива тенденция с широко поле от перспективи.

Задвижващи механизми за прозорци и щориТехнически статии

Задвижващи механизми за прозорци и щори

Решенията за автоматизиране на прозорци са сред сегментите с нарастваща популярност в сградната автоматизация. С помощта на специални задвижващи механизми отварянето и затварянето им, както и спускането и вдигането на щорите, могат да бъдат управлявани автоматично и отдалечено с цел осигуряване на оптимално удобство и комфорт за обитателите.

Решения за интелигентно паркиранеТехнически статии

Решения за интелигентно паркиране

Чрез внедряването на иновативни технологии като сензори, информационни табла, системи за навигация в реално време и мобилни приложения, позволяващи на шофьорите да намерят, заплатят и дори резервират паркомясто и даващи възможност на градската администрация и операторите на паркинги да следят и анализират ситуацията с паркирането, интелигентните градове могат да претърпят цялостна трансформация на системите им за паркиране.

Системи за съхранение на соларна енергияТехнически статии

Системи за съхранение на соларна енергия

Системите за съхранение на соларна енергия складират генерираното електричество от фотоволтаичните панели на PV инсталацията, за да може да бъде използвано на по-късен етап – когато е необходимо. Те са отлично решение за автономно и хибридно захранване с ток, както за собствена консумация на свързани в мрежата системи, така и за обекти, които не са електрифицирани.

Сухи охладителиТехнически статии

Сухи охладители

Предлагат се различни модели, като основната характеристика, която проектантите преследват е съчетание на максимална ефективност на топлоотвеждане и компактни размери. Специално за работа в режим на 100% се проектират сухи охладители със затворен кръг или кондензатори, които предоставят по-голяма устойчивост на процеса.


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2021 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top