Ulaz za korisnike

Upravljanje javnom rasvjetom

|
Upravljanje javnom rasvjetom
 
Upravljanje javnom rasvjetom
Mnogi gradovi i jedinice lokalne samouprave nalaze se u situaciji da je cestovna rasvjeta u pojedinim dijelovima naselja, ako ne i u cijelom naselju, riješena zastarjelim svjetiljkama na kraju životnog vijeka

Danas je u svijetu sve više prisutan problem zagađenja okoliša, problem globalnog zatopljenja te s time u vezi potreba za ograničenjem emisije stakleničkih plinova, što znači da treba smanjiti proizvodnju električne energije iz fosilnih goriva, odnosno potrošnju tako proizvedene električne energije.

S obzirom da je javna rasvjeta često dominantan dio javne potrošnje, uštede su moguće na više načina, npr. korištenjem energetski učinkovitih izvora svjetlosti, elektroničkih prigušnica (umjesto elektromagnetskih), energetski učinkovitih izvora s dobrim uzvratom boje (Ra > 60), regulacijom javne rasvjete, smanjenjem svjetlosnog zagađenja i sl. Potrošnju javne rasvjete smanjit ćemo i putem regulacije rasvjete. Tijekom noći mijenja se potreba za intenzitetom osvijetljenosti pa je i regulacija rasvjete opravdana na dva načina: ekonomski i ekološki.

Osim toga, svečanu rasvjetu (iluminaciju građevina i spomenika) u jednom dijelu noći treba isključiti. U suvremenim gradovima tijekom noći dolazi do smanjenja prometa, a smanjeni promet ne zahtijeva tako visoku luminanciju kolnika, a to znači da se u dijelu noći smije smanjiti srednja luminancija kolnika (ne i jednolikost luminancije), odnosno da se treba regulirati rasvjeta i uštedjeti i znatna količina energije. Jedan od načina da se to postigne jest postavljanje svjetiljaka koje koriste predspojni blok za rad u dva režima snage: nazivnom i reduciranom. Ovakva regulacija nije kontinuirana nego skokovita, ali za potrebe javne rasvjete to je u većini slučajeva dovoljno.

Situacija u gradovima i općinama

Mnogi gradovi i jedinice lokalne samouprave nalaze se u situaciji da je cestovna rasvjeta u dijelovima naselja, ako ne i u cijelom naselju, riješena zastarjelim svjetiljkama na kraju životnog vijeka. Iako je u naprednijim sredinama izvršena zamjena izvora sa žive na dvostruko učinkovitiji natrij, od vremena instaliranja stare rasvjete došlo je do značajnih tehnoloških pomaka u tehnologiji svjetiljki i žarulja. Efikasnost novih Master SON-T PIA Plus žarulja sa sinteriranom propaljivačkom elektrodom porasla je 15 do 20% u odnosu na klasične natrijeve žarulje renomiranih proizvođača.

Efikasnost svjetiljki dosegla je 88% u odnosu na 70% uobičajeno za kvalitetne proizvođače prije 20-ak godina. Dvostruko IP66 brtvljenje osigurava stupanj održavanja svjetlosne efikasnosti do 92% u odnosu na nekadašnjih 75% za kvalitetne IP54 svjetiljke. Ukupan napredak tehnologije svjetiljki kreće se od 30% za ekonomične modele do 55% za vrhunske modele. Ako se pomnože pomaci u tehnologiji žarulja i tehnologiji svjetiljki, ukupno je potrebno utrošiti minimalno 35% manje električne energije za isti svjetlosni učinak. To otprilike odgovara jednom koraku snage žarulje prema dolje, odnosno prometnica nekada rasvjetljavana s 400 W, uz jednak učinak može se rasvijetliti s 250 W, a ona rasvjetljavana s 250 W sa svjetiljkom od 150 W. Dodatni efekt je manje zagrijavanja i manje nekontrolirano raspršene svjetlosti.

S obzirom na karakteristike opterećenja prometnica, tijekom duboke noći npr. od 1 do 5 sati, kategorizacija prometnice može se reducirati te prijeći na još jedan stupanj snage žarulje na niže. Ovime se ostvaruje dodatna ušteda energije od minimalno 15%. Najjednostavniji način realizacije ovog tzv. polunoćnog režima rasvjete je ugradnja samostalnog programibilnog kontrolera te prigušnice s redukcijskim namotom u svjetiljku. Kontroler i redukcijska prigušnica mogu se ugraditi u postojeće svjetiljke ili naručiti kao opcija novih svjetiljki te jednostavno programirati za samostalan rad.

Ovo tehnološko rješenje podiže cijenu svjetiljke za cca 20 do 25%. S obzirom na ukupne uštede koje realno dostižu 45%, te uzimajući u obzir činjenicu da u godišnjem trošku energija sudjeluje s minimalno 45%, a investicija s maksimalno 40%, te da se održavanje reducira za barem 35%, izračuni pokazuju da se investicija u vrhunske svjetiljke isplaćuje za 10 do 15 godina. Investicija u ekonomične suvremene svjetiljke ovisno o trenutačnom stanju stare rasvjete isplaćuje se za 6 do 10 godina uključujući i tržišne kamate na angažirani kapital za investiciju. Vrhunske se svjetiljke osim superiornih svjetlotehničkih karakteristika i trajnosti odlikuju također vrhunskim industrijskim dizajnom.

Daljinsko upravljanje sustavima javne rasvjete

Daljinskim nadzorom i upravljanjem upravljamo zonama/pojedinačnim rasvjetnim tijelima, kontinuirano pratimo stanje rasvjetnih tijela i predspojnih naprava u stvarnome vremenu, kontinuirano pratimo potrošnju električne energije, dojavu alarmnih stanja, jednostavnije planiramo i provodimo održavanje, smanjujemo troškove održavanja.

Dijelovi sustava nadzora i upravljanja su komunikacijska infrastruktura baza stanja sustava JR, upravljanje JR, informacijski sustav – što uključuje tehnoekonomsku analizu rada sustava JR, dugoročno planiranje održavanja i dugoročno optimiranje rada sustava te komunikacija.

Komunikacijski mediji mogu biti javna fiksna telefonska mreža (PSTN ili ISDN), energetski vodovi, MTU (jednosmjerna komunikacija), mobilna telefonska mreža – GSM, GPRS, radijska veza, unajmljeni vod ili posebna komunikacijska veza (kabel – bakreni, optički, koaksijalni).

Postoji nekoliko sustava upravljanja, npr. sustavi SDVJR i DUJR, od kojih je sustav SDVJR sustav koji omogućava potpuno upravljanje rasvjetom daljinski iz upravljačkog centra putem PC-a i GSM modema ili putem mobilnih uređaja tipa Palm ili Pocket PC-a s ugrađenim GSM/GPRS modemima, a funkcije sustava osiguravaju: cjelonoćno ili polunoćno paljenje i gašenje javne rasvjete, smanjenje i povećanje intenziteta svjetla objekata javne rasvjete, daljinsko konfiguriranje algoritma uključenosti i intenziteta prema potrebama korisnika, rezolutno upravljanje svakim stupom javne rasvjete posebno, geometrijsku podjelu objekata rasvjete prema lokaciji (centar, prsteni oko centra, predgrađa), podjelu stupova rasvjete prema funkciji (križanja, prometnice, škole, šetališta, kulturni objekti i spomenici...), deklariranu uštedu potrošnje električne energije do 50%, povratnu informaciju o stanju objekta (ispravnost žarulje i osigurača, indikacija potrebne zamjene), upravljanje sekundarnim objektima u interesu korisnika (izlozi, reklame i dr.).

Sustavi upravljanja i uštede električne energije u javnoj rasvjeti koriste principe mrežnotonfrekventnog upravljanja (MTU) i vođenja koji se u HEP-u koristi za paljenje i gašenje JR-a te za upravljanje tarifno ovisnim trošilima. Općenito, sustav se sastoji od upravljačkog centra koji putem tonfrekventnih odašiljača rasprostire zadaće udaljenim MTU prijemnicima. Prijenosni medij je električna niskonaponska ili srednjonaponska mreža. SDVJR je sustav koji omogućava potpuno upravljanje rasvjetom daljinski iz upravljačkog centra putem PC-a i GSM modema ili putem mobilnih uređaja tipa Palm ili Pocket PC-a s ugrađenim GSM/GPRS modemima.

Funkcije sustava osiguravaju :

  • cjelonoćno i/ili polunoćno paljenje i gašenje javne rasvjete
  • smanjenje i povećanje intenziteta svjetla objekata javne rasvjete
  • daljinsko konfiguriranje algoritma uključenosti i intenziteta prema potrebama korisnika
  • rezolutno upravljanje svakim stupom javne rasvjete posebno
  • geometrijsku podjelu objekata rasvjete prema lokaciji (centar, prsteni oko centra, predgrađa i prigradska naselja...)
  • podjelu stupova rasvjete prema funkciji (križanja, prometnice, škole, šetališta, kulturni objekti i spomenici...)
  • deklariranu uštedu u potrošnji električne energije do 50%
  • povratnu informaciju o stanju objekta (ispravnost žarulje i osigurača, indikacija potrebne zamjene)
  • upravljanje sekundarnim objektima u interesu korisnika (izlozi, reklame i dr.)

    Sustav SDVJR proširuje sustav MTU tako da osim odašiljanja poruka omogućuje i primanje istih prikupljenih iz najnižih točaka upravljanja kao što je npr. stup javne rasvjete. Punu konfiguraciju čine uređaji tipa MTKPDUJR vođeni lokalnim odašiljačima. Konfiguracija je namijenjena centrima gdje se ne može čvrsto ustanoviti algoritam upravljanja intenzitetom rasvjete, već je to procjena krajnjeg korisnika, odnosno administratora upravljanja. Sustav omogućava potpunu upravljivost kako globalnim paljenjem i gašenjem, tako i grupnim i/ili pojedinačnim upravljanjem objekata rasvjete.

    Ugrađeni predaji prate rad žarulja i vraćaju podatke o statusu ispravnosti (npr. žarulja poluispravna i uskoro je treba zamijeniti ili žarulja ne radi). Također je moguće kontrolirati stanje osigurača u stupu JR-a. Statusne informacije dojavljuju se u upravljački centar za svaki objekt JR-a posebno. Time je ostvarena dodatna ušteda jer nije potrebno slati kontrolne ekipe na teren i paliti rasvjetu po danu, već se precizno utvrđuje koja je i kakva je žarulja neispravna.

    U svaki objekt JR-a montira se prijemni ili kod proširenih aplikacija primopredajni uređaj kojemu je primarna zadaća upravljati objektom prema predefiniranome algoritmu. Razlikujući objekte prema prioritetu (križanja, prometnice, škole, šetališta, kulturni objekti i spomenici itd.) omogućeno je upravljanje rasvjetnim tijelom u funkciji intenzitet – vrijeme. Ovisno o dobu dana intenzitet rasvjete se mijenja dinamički prema algoritmu i time direktno štedi na potrošenoj električnoj energiji.

    Upravljanje rasvjetnim objektima može biti unikatno, dakle prepoznaje se i izdvojeno upravlja jednim objektom ili grupno, pri čemu se grupa formira prema lokacijskim ili električnim karakteristikama. Lokacija podrazumijeva grupe (obično koncentrične prstenove) u centru grada ili mjesta koje se razlikuju prema tome koliko su udaljene od centra, a time i više ili manje interesantne za različite razine uštede.

    Sustav DUJR je sustav za uštedu potrošnje električne energije u javnoj rasvjeti, a funkcije sustava osiguravaju isto što i kod ranije spomenutog sustava, samo što ovdje osnovnu konfiguraciju čine autonomni prijemni uređaji koji nakon ugradnje u objekt javne rasvjete samostalno reguliraju funkciju intenziteta rasvjete prema algoritmu i postižu ciljanu razinu uštede.

    Svjetlotehnički zahtjevi za prometnicu ili pješačku površinu vezani su uz frekvenciju prometa koja je promjenjiva i ovisi o dobu noći, tjedna ili godine. Isto vrijedi i za rasvjetu pješačkih zona koja regulacijom svjetlosnog toka može pratiti frekvenciju prolaznika tijekom noći

    Naime, pokazalo se kako se planskim održavanjem sustava javne rasvjete postižu značajne uštede, a radi toga je potrebno odrediti strategiju održavanja sustava javne rasvjete, u sklopu koje se izrađuje program održavanja javne rasvjete te način njegova provođenja.

    , Osnovnu konfiguraciju čine autonomni prijemni uređaji tipa MTKPDUJR koji nakon ugradnje u objekt JR-a samostalno reguliraju funkciju intenziteta rasvjete prema algoritmu i postižu ciljanu razinu uštede. Maksimalni učinak je ušteda potrošene električne energije od 46,3%. Prema potrebi uređaji mogu biti preprogramirani na drukčije algoritme i stupnjeve uštede. Ova konfiguracija zastupljena je u sustavima JR-a gdje već postoji upravljanje paljenja i gašenja. Veće uštede mogu se postići parcijalnim iskopčavanjem JR-a na određeno vrijeme, što je zanimljivo za sela i zaseoke.

    Koristeći potencijalne mogućnosti sustava mrežnotonfrekventnog upravljanja, moguće je ostvariti izravnu uštedu u potrošnji električne energije i dijela opreme i materijala koji se koriste u realizaciji funkcije javne rasvjete.

    Primjenom ovog rješenja ostvaruje se novčana korist za:

  • vlasnika javne rasvjete – jer smanjuje troškove električne energije kao i troškove održavanja te osigurava izolirano i automatsko upravljanje javnim, kulturnim, sportskim i drugim tehničkim objektima
  • koncesionara za upravljanje i održavanje – jer ostvaruje mogućnost centraliziranog upravljanja, jer ima uvid u stanje ispravnosti žarulja i osigurača i njihovu zamjenu prema vrsti i tipu.

    Mrežnotonfrekventno upravljanje javnom rasvjetom također je i tehnički doprinos globalnoj primjeni sustava MTU na upravljanju trošilima.

    Kriteriji kakvoće javne rasvjete

    Naravno, da bismo imali jasne potencijale ušteda, potrebno je znati osnovne kriterije kakvoće: srednja, opća i uzdužna razina luminancije (svjetline kolnika), razina rasvijetljenosti neposredne okoline ceste, ograničenje bliještanja, svjetlosno onečišćenje, vizualno vođenje i optičko vođenje.

  • Srednja razina luminancije (svjetline) – (engl. luminance) (L) je pojam koji ustvari opisuje svjetlinu rasvijetljene ili svjetleće površine kako je vidi i doživljava ljudsko oko. Srednja razina luminancije kolnika vozaču jamči sigurnost zamjećivanja prepreke.
  • Opća jednolikost luminancije površine kolnika jamči sigurno zamjećivanje prepreke
  • Uzdužna jednolikost luminancije površine kolnika jamči udobnost vožnje
  • Bliještanje je trajno ili trenutačno smanjenje viđenja zbog prevelikoga kontrasta u vidnom polju promatrača (vozača) prouzročeno umjetnim svjetlom, pri kojem snop svjetla ulazi izravno u oko. S aspekta javne (cestovne rasvjete) utvrđene su dvije vrste bliještanja, i to fiziološko bliještanje koje trenutačno smanjuje sposobnost sigurnog zamjećivanja i psihološko bliještanje koje trajno smanjuje sposobnost ugodnog zamjećivanja.
  • Svjetlosno onečišćenje je svaki oblik rasvjetljavanja umjetnim svjetlom koji dopire izvan područja rasvjetljavanja, a posebno onaj koji se rasprostire iznad horizontalne ravnine.
  • Vizualno vođenje – dobrim vizualnim viđenjem rasvijetljenog toka prometnice u odnosu na okolinu te dobrom zamjetljivošću horizontalne i vertikalne prometne signalizacije te pješačkih prijelaza udovoljava se kriteriju za dobrim vizualnim vođenjem na određenoj instalaciji javne rasvjete, a što u konačnici jamči sigurnost odvijanja motornog prometa.
  • Optičko vođenje – čini sklop kompleksnih mjera koje vozaču nedvosmisleno pružaju trenutačnu jasnu sliku toka ceste i njezinih pravaca, i to preko udaljenosti koja omogućuje sigurno zaustavljanje. To se u praksi postiže dobrim i promišljenim postavljanjem rasvjetnih stupova.

    Svjetlotehnički zahtjevi za prometnicu ili pješačku površinu vezani su uz frekvenciju prometa koja je promjenjiva i ovisi o dobu noći, tjedna ili godine. Isto vrijedi i za rasvjetu pješačkih zona koja regulacijom svjetlosnog toka može pratiti frekvenciju prolaznika tijekom noći.

    Regulacija osigurava nekoliko stupnjeva regulacije svjetlosnog toka koji se prilagođava razdobljima niže frekvencije prometa ili posjećenosti pješačkih zona bez ugrožavanja opće rasvijetljenosti i sigurnosti. Primjena sustava za regulaciju rasvjete EK-RR smanjuje potrošnju električne energije, produžuje vijek trajanja žarulja i olakšava održavanje sustava rasvjete.

    Financiranje projekata javne rasvjete

    Često je situacija takva da je problem neučinkovitog vođenja i korištenja javne rasvjete prepoznat, ali su sredstva lokalnih proračuna nedovoljna. U Hrvatskoj je više desetaka projekata provedeno po ESCO principu i/ili uz potporu Fonda za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost.

    Fond financira projektnu dokumentaciju (kod izgradnje nove javne rasvjete ili proširenja) s troškovnikom opreme i radova, demontažu neučinkovite i ekološki neprihvatljive opreme, nabavu i ugradnju odgovarajuće opreme i materijala, rasvjetna tijela (svjetiljke) u zasjenjenoj izvedbi sa svom potrebnom opremom, visokotlačne natrijeve žarulje (izvori svjetlosti), sustav upravljanja javnom rasvjetom (paljenje i gašenje cjelonoćno, polunoćno, prepolovljivanje izvora svjetlosti, smanjenje i povećanje intenziteta svjetla…) sa svom potrebnom opremom, sustave za nezavisno mjerenje utroška električne energije sa svom potrebnom opremom, samostojeće razdjelne ormariće, ispitivanje i primopredaju te ostalu opremu u funkciji priznatih dijelova instalacije.

    Prema ESCO principu, mogu se očekivati slične usluge (investicija se isplaćuje iz ušteda s time da ako su uštede neinteresantne, povećan je rizik, a kod Fonda to nije slučaj).

    I na kraju, treba imati na umu da je javna rasvjeta veliki potrošač električne energije. Razboritom regulacijom (smanjenjem intenziteta) javne rasvjete može se uštedjeti i do 50% energije, a sustavom daljinskog upravljanja i nadzora značajno smanjiti troškove održavanja jer će energija i njezino održavanje biti sve skuplji, a širenje mreže uz spomenute uvjete može imati vrlo visoki prirast ukupnih troškova. (F. P.)

    Javna rasvjeta

    Upravljanje, održavanje objekata i uređaja javne rasvjete uključujući podmirivanje troškova električne energije za rasvjetljavanje javnih površina, javnih cesta koje prolaze kroz naselje i nerazvrstanih cesta

    Ukratko: predspojna naprava svjetiljke ožičena je za rad s dvije snage, odnosno dvije impedancije prigušnice: s nazivnom i uvećanom impedancijom. Korištenjem uvećane impedancije smanjujemo radnu struju žarulje, a slijedom toga i emitirani svjetlosni tok. Prijelaz s režima nominalne snage na reduciranu snagu osiguran je preko sklopnog uređaja (koji je dio svjetiljke). Predspojni sustav s dvije snage ne smije se koristiti MH žaruljama, a nije ni dopušteno propaljivanje žarulje u režimu reducirane snage.

    U energetskom kabelu potreban je dodatni "pilot" vodič, a vremensko programiranje je preko timera. Glavne prednosti korištenja ovog sustava su smanjenje potrošnje električne energije između 40% i 50%, tijekom rada u režimu reducirane snage smanjenje uobičajenih troškova održavanja sustava javne rasvjete, a radi povećanja prosječnog korisnog životnog vijeka žarulje smanjenje potrošnje fosilnih goriva koja se koriste u proizvodnji električne energije, a to znači korist za okoliš (ekologija).

    Nedostaci su da se sustav odnosi isključivo na klasične prigušnice, nije omogućen monitoring, odnosno upravljanje svakom pojedinom svjetiljkom, u mreži je potreban dodatni pilot-vodič i nije dopuštena upotreba s MH žaruljama.

    Treba reći da je regulacija rasvjete u sustavu dviju snaga moguća i bez posebnog pilot-vodiča. To je rješenje za starije instalacije, gdje lokalna zajednica ne pokazuje spremnost za cjelovitu rekonstrukciju instalacije te se ugrađuju svjetiljke koje imaju pretprogramirano prebacivanje na polunoćni režim rada.

    Sklopni uređaj za te svjetiljke ima interni kalendar – tako da se postavljanjem novih svjetiljaka na stupove javne rasvjete tijekom nekoliko dana uspostavi sinkrono prebacivanje u polunoćni režim (u skladu s kalendarom, odnosno dobom godine).

  • Materijali