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

Облачни системи за контрол на достъпаТехнически статии

Облачни системи за контрол на достъпа

С технологичното развитие при облачните платформи през последните години все повече системни решения започват да се предлагат и като онлайн услуга (as-a-service).

Такъв пазарен сегмент се формира и в сферата на средствата за контрол на достъпа, обещавайки по-лесно и удобно управление на достъпа от всякога само с помощта на потребителско смарт устройство като мобилен телефон, таблет или часовник.

Защита от пренапрежение при вътрешно LED осветлениеТехнически статии

Защита от пренапрежение при вътрешно LED осветление

LED технологията намира все по-голямо приложение във вътрешното осветление на жилищни и търговски обекти. Експертите прогнозират, че глобалният пазар на вътрешно LED осветление ще продължи да расте през идните години с ускорени темпове, съответстващи на технологичните му предимства пред конвенционалните технологии.

Важно условие с оглед безпроблемната и продължителната му експлоатация е то да бъде осигурено с подходяща защита от пренапрежение.

Превенция на легионела в ОВК системиТехнически статии

Превенция на легионела в ОВК системи

Макар много жилищни и търговки ОВК системи да не използват директно водоподаване, е възможно да се превърнат в среда за растеж на бактерията Legionella поради наличието на влага в системата.

Бойлерите и системите за битово горещо водоснабдяване (БГВ), които често са свързани с отоплителните инсталации, от друга страна са типични "жертви" на тази бактерия.

NFC технологията в сградната автоматизацияТехнически статии

NFC технологията в сградната автоматизация

NFC (Near Field Communication) технологията е сред иновациите, които постепенно намират разнообразни пазарни приложения в редица сфери на съвременния живот.

Постепенно NFC навлиза и в автоматизацията – от автоматично отключване или заключване на вратите на автомобила, включване на GPS навигацията или пускане на радиото – до интелигентните домове и сгради, в които все повече ежедневни дейности стават автоматизирани.

Адаптивно осветление за търговски обектиТехнически статии

Адаптивно осветление за търговски обекти

Интериорните адаптивни осветителни системи автоматично променят светлинния си поток и режима си на работа съобразно моментната заетост на помещението или обекта, в който са инсталирани, наличието на дневна светлина и други специфични критерии, обвързани с конкретното им приложение.

Една адаптивна контролна стратегия, базирана на различни нива на управление на осветлението и специално проектирана с цел максимални икономии на енергия и минимални негативни ефекти върху изпълняваната в даден търговски обект дейност, може да спомогне за спестяването на до 65% от енергийните разходи за осветление. Освен светлинният поток, чрез оптимизиране на контролните настройки на системата може да бъде регулирана и плътността на мощността на осветлението.

Internet of Things в пожарната безопасностТехнически статии

Internet of Things в пожарната безопасност

IoТ притежава потенциал да трансформира пожарната безопасност посредством извличане на допълнителна стойност от продукти, които вече са утвърдени и/или задължителни съгласно действащите наредби. Такива са например спринклерните пожарогасителни инсталации. С интегрирането на допълнителни сензори системата се превръща в интелигентно решение за пожарна защита, което минимизира риска за хората и собствеността.


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2019 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top