Енергийно обследване на улично осветление

Общественото осветление e използвано за първи път от съображения за сигурност, а днес на него се гледа като на нещо обикновено и необходимо за нормалния живот. Въпреки че ползите от него са много по-големи от недостатъците, има някои негативни аспекти на уличното осветление. Тъй като то е почти винаги на разположение, очите на хората са привикнали към него. Мнозина от шофьорите се оплакват от загуба на нощно виждане, т.е. че зеницата трудно се адаптира по време на прехода от светло към тъмно и обратно.

Уличното осветление също е и голям потребител на електроенергия. Научната и техническата литература не разглеждат достатъчно задълбочено възможностите за спестяване на електроенергия в уличното осветление. Освен това общините често провеждат проекти, свързани с уличното осветление, без предварително да издават качествена документация. Тази практика по правило води до отрицателно въздействие на сметките за електроенергия върху бюджетите.
Днес, когато икономията на електроенергия и намаляването на емисиите на СО2 имат голямо значение, възниква нужда от качествено планиране на нови проекти за улично осветление и от подробен анализ на възможностите за спестявания в съществуващите системи. Икономиите на средства, които могат да бъдат постигнати в областта на уличното осветление (интелигентно планиране на ново и реконструкция на съществуващото), могат да бъдат по-добре инвестирани в други пера на бюджета.

Методология на обследването
на уличното осветление
Качественият енергиен одит на уличното осветление представлява основа за качествен анализ на текущото състояние. Качествената методология за енергиен одит се състои от събиране на базисна информация за потребителите на услугата, анализ на наличната проектна документация, описание на системата за улично осветление с картиране на съществуващите инсталации, анализ на сметките за електричество, правилна работа на системата и др. Енергийният одит на уличното осветление включва анализ на:

• електромерите, разпределителните табла и кабелните системи;
• специфичните области на уличното осветление;
• използваните видове източници на светлина;
• осветителните тела и източниците на светлина;
• системата за управление и регулиране.

Базисната информация за системата за улично осветление трябва да включва данни за броя на осветителните тела и източниците на светлина с техните видове, инсталираната мощност на системата, дължината на уличната осветителна мрежа, вида на населеното място, броя на електромерите, разстоянието между уличните осветители, годишното потребление на електроенергия и средната осветеност. Минималното съдържание на енергийния одит на уличното осветление включва:
• основни данни за съществуващата техническа и проектна документация;
• геометрични и технически параметри на съществуващата система за улично осветление;
• елементи на уличната осветителна система;
• инсталирана мощност на уличната осветителна система;
• анализ на разходите за потребление на електроенергия и за поддръжка.
Енергийното обследване на уличното осветление е систематичен процес за придобиване на подходящи знания за съществуващото потребление на електроенергия и може да се извършва само от упълномощено физическо или юридическо лице. Инфраструктурата на общественото осветление включва осветителни стълбове, осветителни тела, източници на светлина и система за управление. Освен изпълнение на законовите задължения и на енергийните стандарти на ЕС, чрез енергийните одити местните власти могат да получат всички необходими данни за комплексен технико-икономически анализ на местното улично осветление и по този начин да завършат първия етап от подготовката за модернизиране на осветлението и за прилагане на мерки за енергийна ефективност. Това основно се отнася до замяната на традиционните източници на светлина (които консумират голямо количество електроенергия) със съвременни източници и внедряване на системи за управление на уличното осветление.
Основна цел на енергийните одити е да бъде представена пълната картина на осветителната система на общината и да се набележат слабите звена, които се нуждаят от реконструкция поради енергийна неефективност, светлинно замърсяване или друг проблем. Всеки енергиен отчет трябва да съдържа предложени методи за справяне с гореспоменатите слаби звена. Втората стъпка е създаването на техническа документация, въз основа на която техническите специалисти могат да набележат мерки за справяне с установените проблеми. Третата и последната стъпка са строителните или ремонтните дейности, базирани на енергийния отчет.

Стратегии за енергийни
спестявания в общественото
осветление
Технологичните решения, които могат да постигнат енергоспестявания при обновяването на градската осветителна система, са:
• инсталиране на превключващи устройства;
• подмяна на осветителни тела и/или източници на светлина с такива, които имат по-добра оптична система и по-висока ефективност;
• инсталиране на регулатори на светлинния поток на разпределителни табла;
• стабилизиране на напрежението в системата.
Разработени са няколко сценария за икономия на електрическа енергия в уличното осветление. При тях се изчисляват икономиите на електроенергия, като се има предвид свързаната инсталирана мощност и еквивалентните работни часове. Анализът на основните елементи в уличното осветление се извършва така, че да се разбере как всеки елемент от уличното осветление влияе върху крайното потребление на електрическа енергия.
Идеята, че инсталирането на осветителни тела на всеки втори или дори трети и четвърти стълб е добра поради икономията на електроенергия, доведе до светофарна система, която не може да се нарече безопасна за пътния трафик. Ироничното е, че когато се монтират осветителни тела на всеки стълб, обичайна практика е да се изключва всяко второ осветително тяло в края на нощта с цел спестяване на електроенергия, което от своя страна намалява безопасността на движението.
Проекти, основани единствено на метода за смяна на стари осветителни тела с нови, без да са съобразени с всички технически изисквания, не са приемливи. Системите от голям мащаб, проектирани с идеята “колкото повече светлина, толкова по-добре”, често намаляват потенциала за повишаване на енергийната ефективност.
В областта на енергоспестяването най-често срещаните дейности включват подмяната на съществуващите живачни осветителни тела с високо налягане (англ. НРМ) с натриеви осветителни тела с високо налягане (англ. HPS) или металхалогенни лампи (анг. MH).
Също така, старите осветителни тела със степен на защита IP54 (прахозащитени и защитени срещу водни пръски) и конвенционалните натриеви (HPS) лампи биват заменяни със съвременни осветителни тела с подобрена оптика, по-добра механична защита (обикновено IP65: прахоустойчиви и защитени от водни струи), както и с натриеви лампи с подобрени фотометрични и технически свойства. Чрез такива действия, понякога обосновани, но по-често не, се правят опити да се използват повторно съществуващите стълбове и местата, предназначени за стълбове и за монтиране на осветителни тела. Много често натриевите осветителни тела, характеризиращи се с лоша цветна матрица, се използват неподходящо (в паркове, площади, алеи, търговски площи и др.), създавайки неприятна атмосфера. С цел спестяване на енергия понякога се използват системи за димиране (под формата на баласти със стъпково затъмняване или централизирани системи за управление).
Сред най-честите препоръки за реализиране на проекти, свързани с енергоспестяването, са:
• Преди ремонт на уличното осветление трябва да се направи избор между цялостно обновяване и реконструкция;
• Трябва да се обърне специално внимание при определянето на защитния клас на осветителните тела;
• Препоръчително е да се извършват измервания за определяне на свойствата на отразяване на повърхността на пътя;
• Ако се използват натриеви осветителни тела, те следва да притежават подобрени фотометрични и технически характеристики;
• Препоръчва се използването на ефективни осветителни тела;
• Препоръчва се използването на осветителни тела, които се характеризират с фактор на мощността най-малко 0,95.
Енергийната ефективност на съществуващото улично осветление може да се подобри с до 60% чрез използване на по-ефективни източници на светлина, динамичен контрол на нивото на осветеност и чрез оптимизиране на спектъра на осветеност върху човешкото око. Регулирането на нивото на осветеност трябва да се извършва чрез контрол на мощността. Препоръчва се тя да не се намалява под 50%.

LED модернизация на уличното
осветление
Светодиодната (LED) технология има голям потенциал в областта на уличното осветление. С нейна помощ общините могат да станат по-”зелени”, като намалят значително потреблението на електроенергия, както и техническата поддръжка. Това води до намаляване на разходите в дългосрочен план и спомага за опазването на околната среда, а в същото време създава и по-добри нива на осветеност и по-висок стандарт за жителите и посетителите на населеното място.
Поради увеличаващите се разходи за електроенергия и нарастващата загриженост за опазването на околната среда светодиодната технология се утвърди като доказана алтернатива на традиционните натриеви лампи с високо налягане. С модернизирането на остаряващите осветителни системи чрез внедряване на LED общините могат да реализират:
Намалена консумация на електроенергия - светодиодите консумират малка част от електроенергията, която обикновено е необходима за работа с традиционните решения, което ги прави до 75% по-ефективни.
Намалена поддръжка - очаква се LED уличните лампи, работещи до 12 часа на ден, да имат продължителност на живота до 10 години. 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 изгорели. Това означава, че около половината от лампите ще трябва да бъдат заменени до 5 години. Светодиодите са твърдотелни изделия, които използват полупроводников материал вместо нажежаема жичка или неонов газ. По тази причина те могат да издържат на много по-взискателни среди в сравнение с традиционните решения - включително на удари, вибрации и екстремни температури. Тези възможности допринасят за дългия експлоатационен живот, което може значително да намали разходите за текуща поддръжка, които в голямата си част са свързани със замяна на често изгарящите лампи.
Намаляване на светлинното замърсяване и загубите на електроенергия - светодиодите по подразбиране са изключително насочени и контролируеми и могат да бъдат проектирани да осигуряват светлина само там, където е необходимо, като например улици и тротоари. Светодиодите също така намаляват количеството нежелана светлина, например тази от нощното небе или съседните имоти. Благодарение на тези свои възможности LED технологията може да оптимизира системите за улично осветление чрез намаляване на светлинното замърсяване и загубата на енергия чрез осигуряване на точна, целенасочена осветеност.
Подобрено качество на светлината - висококачествените LED осветителни тела подобряват видимостта чрез по-добро цветопредаване и равномерно осветяване. Редица LED лампи притежават възможност за димиране, когато условията са подходящи, което допълнително води до намаляване на разходите. Светодиодното осветление може да бъде контролирано по-точно, като се сведат до минимум горещите точки и се осигури адекватно осветяване между осветителните тела и в най-отдалечените краища на пространството.
Повишена екологичност - повечето конвенционални луминесцентни, живачни и натриеви лампи съдържат редица материали, включително живак, които могат да бъдат вредни за околната среда, ако не бъдат изхвърлени правилно. Тъй като светодиодните осветителни решения не съдържат токсични материали и са 100% рециклируеми, те могат да допринесат значително за целите на устойчивото развитие и цялостното намаляване на емисиите на парникови газове. Освен това дългият експлоатационен живот на светодиодите означава, че вече няма нужда да се произвеждат сменяеми лампи, което спестява материали, труд и енергия.

Сравнение на осветителните
технологии
Уличното осветление преживява качествено нов етап в развитието си с помощта на модерната светодиодна технология. В тази връзка е необходимо да бъдат преоценени показателите за ефективност, използвани за сравняване на осветителните технологии. Купувачите на LED, включително тези за улично осветление, често изискват от производителите да осигуряват директно заместване, базирано на светлинната мощност, а не на действителната ефективност върху пътната настилка. Този подход може да попречи на клиентите да сравняват точно възможните икономии, които могат да бъдат реализирани чрез внедряването на LED технологията.
Често срещана грешка при планиране на проекти за реконструкция е да се прави директно сравнение на стойностите на светлинния поток. Сравнението на лумените от типични лампи с високо налягане и светодиодни осветители често е неточно поради подобреното индивидуално насочване и разпределение на LED осветлението. С LED технологията лумените се контролират прецизно, за да се сведе до минимум прекалената осветеност и да се осигури достатъчно осветление в цялата предвидена зона за разпределение. Загубата на светлина е минимална или напълно елиминирана, често без използването на външно екраниране.