OSVETLJENJE 2009.
1
Andrej
Đ
ureti
ć
, dipl.el.ing.
Minel-Schreder, Beograd
"TELEMENADŽMENT" - PREGLED SISTEMA ZA
DALJINSKO UPRAVLJANJE I NADZOR
U JAVNOM OSVETLJENJU
Poslednjih godina se sve više govori o o
č
uvanju elektroenergetskih resursa u svim segmentima
potrošnje, pa tako i u javnom osvetljenju. Poznato je da se oko 20% elektri
č
ne energije
proizvedene u svetu potroši upravo na osvetljenje. Ušteda elektri
č
ne energije postaje zna
č
ajna
stavka, pre svega zbog o
č
ekivanog rasta cene elektri
č
ne energije, ali i zbog o
č
uvanja životne
sredine (smanjenje svetlosnog zaga
đ
enja). Potrošnja javnog osvetljenja u Srbiji iznosi 350
GWh godišnje što iznosi 2.3% industrijske ili 1.1% ukupne potrošnje elektri
č
ne energije
(približno 20 miliona evra prema trenutnoj ceni od 0.056 €/kWh). Stanje u regionu je sli
č
no, pri
č
emu je cena el.energije
č
ak i nešto viša (od 0.06-0.1 €/kWh) sa tendencijom daljeg rasta.
Imaju
ć
i u vidu sve gore navedene
č
injenice, telemenadžment se name
ć
e kao ozbiljan koncept
uštede elektri
č
ne energije. Telemenadžment je rešenje koje omogu
ć
ava daljinsku dijagnostiku
uz mogu
ć
nost upravljanja, tj. uklju
č
enja i isklju
č
enja svetiljki, kao i regulacije njihovog
svetlosnog fluksa (dimovanja). Ovo je jedini sistem koji omogu
ć
ava dvosmernu komunikaciju,
tj. ima mogu
ć
nost slanja komande ali i prijema informacije o trenutnom statusu svetiljki, kao i
potvrdu da je komanda izvršena.
Na ovaj na
č
in se planskim dimovanjem (obaranjem snage svetlosnih izvora, a posledi
č
no i
svetlosnog fluksa) štedi energija u kasnim no
ć
nim satima kada frekvencija saobra
ć
aja nije
velika ili kad god se za time ukaže potreba. Druga velika prednost ovog sistema je u smanjenim
troškovima održavanja – kada dodje do kvara na liniji, dispe
č
er ima preciznu informaciju gde
se to dogodilo (na ekranu je prikazana ta
č
na pozicija neispravne svetiljke- veza sa Google
Earth mapama) , tj. ne mora se kao prema dosadašnjoj praksi slati ekipa na teren koja traži
mesto kvara obilaskom kompletne linije pod naponom. O drugim prednostima ovog sistema
bi
ć
e više re
č
i u daljem tekstu.
Pre nego što se detaljnije pozabavi pitanjem pojedina
č
ne regulacije svetlosnog fluksa (pravi
telemenadžment), u radu
ć
e biti navedene tehnike regulacije (ne i nadzora) koje su prethodile
ovom relativno novom (i još uvek ne do kraja ispitanom) sistemu, a akcenat
ć
e biti stavljen na
sistem beži
č
ne (wireless) komunikacije.
OSVETLJENJE 2009.
2
UVOD
Osnovni cilj upravljanja instalacijom javnog osvetljenja je postizanje projektovanog nivoa, tj.
minimalnog preporu
č
enog nivoa srednje osvetljenosti (sjajnosti) željenih površina. Ideja o
regulaciji potrošnje u javnom osvetljenju nije nova i još od kraja 70-tih i po
č
etka 80-tih godina
prošlog veka razmatrana je upotreba dvofaznog sistema napajanja sa celuno
ć
nim i poluno
ć
nim
režimom rada, pri
č
emu se u poluno
ć
nom sistemu rada isklju
č
uje jedna faza, tj. isklju
č
uje se
svaka druga svetiljka na liniji. Na ovaj na
č
in se štedi energija, ali uz smanjenu ravnomernost
sjajnosti što uti
č
e na kvalitet osvetljenja (gašenjem svake druge svetiljke udvostru
č
uje se raspon
izme
đ
u susednih stubova što stvara tamne fleke na kolovozu usled pada ravnomernosti
sjajnosti).
Ugradnja foto senzora tako
đ
e se nije pokazala kao najbolje rešenje zbog menjanja
njegovih karakteristika i zaprljanja u toku vremena, što informaciju o nivou osvetljenosti
č
ini
nepouzdanom. Ovo za posledicu ima
č
estu neusaglašenost izme
đ
u vidnih uslova i nivoa
sjajnosti - dešavaju se situacije kada vidljivost nije na odgovaraju
ć
em nivou a javno osvetljenje
je isklju
č
eno, i obratno.
Tako
đ
e, javlja se potreba za smanjenjem nivoa sjajnosti u kasnim no
ć
nim satima kada
je frekvencija saobra
ć
aja manja, ne bi li se izbegla neracionalna potrošnja elektri
č
ne energije.
Ovaj problem je do sada naj
č
eš
ć
e rešavan ugradnjom RTK (RadioTeleKomanda – beži
č
ni
prenos telekomandne poruke) ili MTK ure
đ
aja (MrežnaTonfrekventnaKomanda - telegrafski
modulisan ton signal superponiran na mrežni napon), što omogu
ć
ava dirigovano uklju
č
enje tj.
isklju
č
enje po potrebi, ali i nepostojanje bilo kakve povratne informacije o stanju svetiljki u bilo
kom trenutku u toku eksploatacije.
U ve
ć
im urbanim sredinama održavanje instalacija javnog osvetljenja predstavlja veliki
problem - zbog ogromnog broja svetiljki gotovo da je nemogu
ć
a stalna kontrola ispravnosti
svake svetiljke, naro
č
ito u prigradskim naseljima. Detekcija kvara (odre
đ
ivanje vrste i mesta
kvara) zahteva dosta vremena i angažovanje velikog broja ljudi, što poskupljuje troškove
održavanja sistema javnog osvetljenja i automatski smanjuje njegovu efikasnost.
Ve
ć
i zahtevi za kvalitetom osvetljenja autoputeva, raskrsnica, ulica, kao i zahtevi za
ve
ć
om uštedom sredstava svakodnevno pove
ć
avaju potrebu za implementacijom sistema
daljinskog upravljanja.
PREGLED TEHNIKA REGULACIJE SVETLOSNOG FLUKSA
Regulaciju svetlosnog fluksa a posledi
č
no i nivoa sjajnosti u instalaciji javnog osvetljenja
mogu
ć
e je izvršiti na neki od slede
ć
ih na
č
ina:
•
svetiljke sa dva svetlosna izvora
- regulacija se ostvaruje isklju
č
enjem jednog od izvora u
periodu redukcije nivoa sjajnosti (regulacija 100% i 50%). Ovaj na
č
in regulacije
podrazumeva zna
č
ajno ve
ć
e investicione troškove (svetiljke dovoljnih gabarita da prime dva
izvora, dvostruko ve
ć
i broj svetlosnih izvora, skuplje održavanje...) i svoju primena nalazi
pre svega u tunelskom osvetljenju, naj
č
eš
ć
e u sprezi sa dvostepenim balastima.
OSVETLJENJE 2009.
4
redukciju snage mogu biti
"inteligentni"
(ra
č
una sredinu intervala izme
đ
u uklju
č
enja i
isklju
č
enja svetiljke, i odre
đ
eni broj sati pre sredine intervala redukuje snagu svetiljke, a
odre
đ
eni broj sati posle sredine intervala vra
ć
a snagu svetiljke na nominalnu – Slika 4) ili
"poluinteligentni"
(ovi prekida
č
i redukuju snagu nakon odre
đ
enog vremena od trenutka
dovo
đ
enja napajanja na svetiljku i drže redukovanu snagu sve do momenta isklju
č
enja
Slika 3. Dvostepeni balast sa ugra
đ
enim tajmerom [1]
napajanja svetiljke. Dakle, nemaju vra
ć
anje na punu snagu pre nego što se svetiljka ugasi –
Slika 5). Ipak, ovde se mora napomenuti da je u slu
č
aju standardne postoje
ć
e
instalacije sa konvencionalnim elektromagnetnim balastima mogu
ć
e izvršiti regulaciju –
u kolo se dodaje elektromagnetni balast za dimovanje (naravno, uz odgovaraju
ć
i kontroler),
č
ime se prakti
č
no podražava rad dvostepenog balasta.
Slika 4. Dijagram rada u slu
č
aju inteligentnih tajmera [7]
Slika 5. Dijagram rada u slu
č
aju poluinteligentnih tajmera [1]
•
ure
đ
aji za grupnu regulaciju svetlosnog fluksa izvora –
grupna regulacija se obavlja samo
sa jednog mesta (naj
č
eš
ć
e mernog mesta) za ve
ć
u grupu svetiljki, npr. u jednoj ulici. To zna
č
i
da nije mogu
ć
e pristupiti pojedina
č
noj svetiljci iz upravlja
č
kog centra (svetiljkama nije
OSVETLJENJE 2009.
5
pridodat komunikacioni modul koji bi omogu
ć
io nezavistan pristup svakoj od njih), ve
ć
samo
č
itavoj grupi svetiljki u nizu na jednoj odre
đ
enoj liniji. Ovakvi ure
đ
aji mogu biti za
diskretnu
ili za
kontinualnu
regulaciju svetlosnog fluksa [2]. Diskretna regulacija se naj
č
eš
ć
e obavlja
preko naponskog regulatora (transformatora) sa više izvoda na sekundarnoj strani kojima se
obezbe
đ
uje višestepena regulacija svetlosnog fluksa (Slika 6). Promenom (smanjenjem)
napona smanjuje se i potrošnja elektri
č
ne energije. Ne postoji potreba za dodatnim kontrolnim
žilama! Princip regulacije napona dat je na slici 7 [8].
Slika 6. Diskretna grupna regulacija svetlosnog fluksa [8]
Slika 7. Stabilizovani trofazni regulator napona [8]
Kontinualna regulacija se obavlja putem jedinstvenog elektronskog kontrolera (kontroler je
ure
đ
aj kojim se upravlja i reguliše stanje nekog dinami
č
kog sistema) koji obezbe
đ
uje
kontinualnu promenu svetlosnog fluksa grupe svetiljki. Maksimalan broj svetlosnih izvora
odre
đ
en je snagom kontrolera (elektronski upravljanog regulatora napona) koja se kre
ć
e do 20
kVA za monofazne i do 60 kVA za trofazne sisteme [2]. Primer kontinualne regulacije dat je na
