LED-es közvilágítási tapasztalatok

2014/6. lapszám | Kovács Csaba |  6627 |

Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A 2008 végén, Miskolcon elkezdett LED-es mintaprojektek újabb állomásaként 2011-ben, Magyarországon elsőként távfelügyelettel egybekötött LED-es közvilágítás létesült. A projekt célja a LED-es közvilágítás további előnyeinek, esetleg hátrányainak gyakorlati kipróbálása volt, ezek tapasztalatait osztjuk meg cikkünkben.

A közvilágításban napjainkig is számos megoldás létezett az energiamegtakarításra, és ezek a megoldások az adott szakaszban mindig újdonságnak számítottak. A korábban beépített nagy teljesítményeknek köszönhetően mindegyik megoldás jelentős megtakarítást eredményezett. Gazdaságosságát tekintve először az ún. központi feszültségszabályozás hódított teret a maga számos hátrányával együtt. (Transzformátor-körzetenkénti szabályozás, ami nem volt tekintettel sem a lámpatest összetételére – kompakt fénycsöves, ill. nátrium fényforrással szerelt lámpatest –, sem a kiemelt forgalmi helyszínek – útkereszteződések, zebrák – megvilágítási szintjének csökkenésére.) A feszültségszabályozás hatására elért teljesítménycsökkenésnél jóval nagyobb mértékben csökkent a megvilágítási szint.

Az egyedi, lámpatestbe építhető szabályozók nagy előnye, hogy a forgalmi helyzetnek megfelelően a kiemelt megvilágítást igénylő helyszíneket a szabályozásból kihagyva, ezeken a helyszíneken nem csökkent a közlekedés biztonsága. Az egyedi szabályozók és a telepítés relatív magas ára miatt viszont a gazdaságosságuk már kevésbé volt vonzó.

Mindkét rendszernek a legfőbb korlátja a szabályozott berendezések működési tartománya volt, hiszen mind a nátrium fényforrással szerelt lámpatestek, mind a kompakt fénycsöves lámpatestek csak megfelelő feszültségi tartományban működtek, és egyik esetben sem volt lehetőség többlépcsős szabályozásra.

 

 

Intelligens vezérlés

A Miskolcon 2011-ben telepített OWLET rendszer az eddig említett szabályozásokhoz képest számos előnnyel rendelkezik:

• A központi egység rádiófrekvencián kommunikál az egyes lámpatestekkel, tehát nem szükséges vezetékes vezérlést kiépíteni.
• Transzformátorkörzettől, áramkörtől függetlenül képes akár egyedileg is vezérelni a lámpatesteket. Egy központi egység kb. 150 db lámpatest vezérlését tudja megoldani.
• Minden egyes lámpatest egymástól függetlenül, 0-100%-ig, akár egyedileg is szabályozható előre beprogramozott szabályozásnak megfelelően vagy külső jeladó által eseményvezérelten, és természetesen a kettő kombinációjaként is, szinte 100%-osan igazodva az adott terület forgalmi helyzetéhez.
• Az előre beállított programozás a távfelügyeleti rendszer webes felületéről egyszerűen és gyorsan megváltoztatható.
• Alapbeállítástól független programozás előre meghatározott időpontokra. (Pl. szilveszter éjszaka a várható nagyobb forgalomra való tekintettel ne legyen visszaszabályozás, vagy egy tűzijáték esetén adott ideig a rendszer legyen kikapcsolva.)
• Folyamatosan rendelkezésre állnak az adatok lámpatestenként a működésről és a fontosabb adatokról. (Jelenlegi szabályozási szint, feszültség, fogyasztás, teljesítménytényező stb.)
• Az esetlegesen előforduló hibákról hibaüzenet küldése a kezelőnek.
• A megvilágítási szintet a kezdetektől a kívánt szintre vezérelve – ún. virtuális kimenő teljesítmény – minden esetben a szükséges szintre tudjuk szabályozni, ezzel kiküszöbölhető az adott szakasz túlvilágítása, ill. a fényáramcsökkenés hatása.

 

A miskolci projekt

A mintaprojekt helyszínéül Miskolcon a Palóczy utat és a Szemere kertet választottuk a várossal közösen. Az említett helyszíneken több mint 15 éve nátrium lámpatestek voltak felszerelve, erősen avult állapotban. A parkvilágítás ezen felül ún. gömblámpákkal létesült, amelyek a tér minden irányába sugározták a fényt, ezzel jelentősen rontva a megvilágítandó felületre eső megvilágítást. Az eredeti megvilágítási szinteket lemérve megállapítottuk, hogy az mindkét helyszínen elmarad a szabványban előírt követelményektől. A Palóczy úton lévő 100 W-os nátrium lámpatestek átlag 7 és 10 lux (1. kép), a Szemere kertben lévő 70 W-os nátrium lámpatestek átlag 2 lux megvilágítást biztosítottak (2. kép). A létesítés során nem az eddigi megvilágítási szint elérése, hanem egy szabványnak megfelelő LED-es közvilágítás létesítése volt a cél.

A lámpatestek cseréjén kívül szükség volt a kábelek részleges és a tartószerkezet teljes cseréjére is, így a világítástervezés során ezt már így vettük figyelembe.

A Palóczy úton a tervek szerint 10 m-es fénypontmagasságú oszlopok és 85 W névleges teljesítményű LED-es lámpatestek, a gyalogátkelőhely és a két útkereszteződés kiemelésére 115 W névleges teljesítményű lámpatest kerültek betervezésre (3. kép). A Szemere kertben a parkvilágítás céljára 36 W névleges teljesítményű parkvilágító lámpatesteket terveztünk 4 m-es acél-oszlopokkal (4. kép). A lámpatestek vezérlését biztosító központi vezérlő egység a Szemere kertben elhelyezett új közvilágítási szekrényben került elhelyezésre.

 

 

A kivitelezési munkák 2011 októberében kezdődtek, és november végén be is fejeződtek.

A lámpatestek szabályozását a Palóczy úton kezdetben 100%-os szintről indítva este 10 órakor 70%-ra csökkentettük, majd reggel öt órakor ismét visszaszabályoztuk 100%-ra. A világítástechnikai mérések elvégzése után, a mérési eredményeket kiértékelve megállapítottuk, hogy az eredetileg beállított szabályozási szintnek megfelelő megvilágítás a megkövetelt szabvány szerinti értékeket meghaladja. Az átlag megvilágítási szint 19 lux volt a Palóczy utcában, 80% feletti átlagegyenletességgel. A mérések alapján a lámpatesteket már bekapcsoláskor visszaszabályoztuk 87%-os szintre, majd az éjszakai órákban 68%-ra. A gyalogátkelőhelynél és a kereszteződésekben található nagyobb teljesítményű lámpatesteket továbbra is 100%-os szintről indítottuk, majd az éjszakai órákra 70%-ra szabályoztuk vissza. Ezzel az eltérő szabályozási móddal elértük, hogy az éjszakai csökkentett megvilágítás szint mellett a forgalmi szempontból kritikus helyszínek még jobban kiemelésre kerültek, így is növelve a közlekedésbiztonságot.

A Szemere kertben az eredetileg beépített teljesítményt felére csökkentve is látványos és számokban is egyértelműen jobb megvilágítást értünk el a LED-es lámpatestek beépítésével. Az átlagos megvilágítási szint az eredeti 2 lux körüli értékről 10 lux fölé emelkedett. A mérések elvégzése után a parkvilágítás szabályozási beállításait is újragondoltuk, és egy többlépcsős szabályozást állítottunk be. A közvilágítás bekapcsolásakor 85%-os szintről indulva, este 10 órakor a vezérlési szintet 60%-ra csökkentettük, majd a legkisebb forgalmú időszakban, 0-5 óráig 30%-os szintet állítottunk be. Tehettük ezt annak ellenére, hogy a 30%-ra visszaszabályozott rendszer már csak irányfény jellegű megvilágítást eredményezett, de a vezérléshez csatlakoztatott mozgásérzékelők a parkba való érkezéskor a megvilágítási szintet az áthaladás idejére a maximális szintre kapcsolták vissza. Ezzel a megoldással az energiamegtakarítást a maximálisra tudtuk növelni a köz- és közlekedésbiztonság fenntartása mellett.

 

Összehasonlító mérések

Az eddigiekben már említett mérési eredményekből is látható volt, hogy a LED-es korszerűsítéssel az eredeti nátriumlámpás megvilágításhoz képest szabványos és kiváló egyenletességgel rendelkező megvilágítást biztosítva is sikerült energiamegtakarítást elérni, amit tovább tudtunk növelni az éjszakai órákban történő visszaszabályozással. A mérési eredményeket elemezve azonban azt is látnunk kellett, hogy a teljesítménycsökkenéssel nem arányosan csökkent a megvilágítási szint. 30%-os energiamegtakarítás 43%-os átlagos megvilágítási szint- csökkenést eredményezett, 70%-os energiamegtakarítás pedig a megvilágítási szint 93%-os csökkenését eredményezte. Azt is meg kell jegyeznünk, hogy a megvilágítási szint jelentős csökkenése ellenére az átlag egyenletesség alig változott, ill. volt olyan csökkentett megvilágítás, ahol az átlag egyenletesség még jobb is lett. Ezek a tények a lámpatest fényeloszlásának professzionális tervezését igazolják.

 

Megtakarítás, megtérülés

Megtakarítás szempontjából célszerű a két eltérően beállított vezérlést külön-külön elemezni.

Palóczy út: A 100 W-os nátrium lámpatestek (előtéttel növelt teljesítmény 119 W/ lámpatest) 85 W névleges teljesítményű LED-es lámpatestre való cseréjével 28% energiamegtakarítást értünk el a korszerűsítés során. A lámpatestek kimenő teljesítményének az adott útszakaszra való megvilágítási szintnek megfelelő visszaszabályozásával további 13%-os megtakarítás volt realizálható. Az éjszakai visszaszabályozásból adódó további energiamegtakarítás súlyozott értéke 11%. Összességében tehát 52% energiamegtakarítást realizáltunk szabványos megvilágítási szint mellett (1. ábra).

Szemere kert: A 70 W-os parkvilágító nátrium lámpatestek (előtéttel növelt teljesítmény 87 W/lámpatest) 36 W névleges teljesítményű LED-es lámpatestre való cseréjével jelentős, 59% energiamegtakarítást értünk el a korszerűsítés során. A lámpatestek kimenő teljesítményének az adott útszakaszra való megvilágítási szintnek megfelelő visszaszabályozásával és az éjszakai többszintű visszaszabályozással további energiamegtakarítást értünk el. Összességében a Szemere kertben 77% energiamegtakarítást realizáltunk a megvilágítási szint jelentős javulása mellett. Ebben az esetben meg kell jegyeznünk azt is, hogy a régi lámpatestek 360 fokos sugárzási szögéből adódóan a megvilágítási szint emelkedésében jelentős szerepet játszott a fénynek a megvilágítandó felületre való irányítása.

Megtérülés szempontjából a Miskolcon megvalósított, távfelügyelettel ellátott LED-es közvilágítást nem igazán tudjuk vizsgálni, mivel a mintaprojektre való tekintettel nem egy teljes központi egységhez tartozó rendszer került kiépítésre, és a cél nem a megtérülés vizsgálata, hanem a távfelügyelettel ellátott közvilágítás lehetőségeinek, előnyeinek vizsgálata volt. Egyéb, e tárgyban folytatott megtérülés-számításainkat elemezve, a távfelügyeleti rendszer által nyújtott többlet-megtakarításokat is figyelembe véve mégis azt kell mondjuk, hogy a ma még relatív nagy beruházási költséggel járó rendszerek megtérülése közelít a teljes rendszer várható élettartamához, tehát a megtérülése még elég hosszúnak mondható.

 

Összegzés

A ‘90-es évek végén, a 2000-es évek elején Magyarországon végrehajtott, energiamegtakarítást célzó közvilágítás-korszerűsítések hatására a közvilágításban beépített teljesítmények a lehető legkisebb – vagy talán ennél is kisebb – értékre csökkentek. Egy újabb korszerűsítés hatására elérhető energiamegtakarítás mértéke erősen korlátozott, különösen abban az esetben ha a szabvány előírásait is figyelembe szeretnénk venni. A beépített lámpatestek jelenleg még a várható élettartamuk felét sem érték el. Mindezek együttes hatása a jelenleg egyre jobban terjedő és egyre jobb műszaki színvonalat képviselő LED-es közvilágítási lámpatestek széleskörű elterjedését negatívan befolyásolja. A kevés üzemviteli tapasztalat, a gyártók és forgalmazók által sokszor túlzott előnyök hangoztatása is sok bizonytalanságot kelt a leendő felhasználókban. Az eddigi üzemviteli tapasztalatok alapján a LED-eket meghajtó tápegység jelentheti a legfőbb üzemviteli kockázatot. Mindezek ismeretében a már megvalósított és a későbbiekben megvalósítandó mintaprojektek mind a felhasználók, mind a gyártók számára fontos információkat hozhatnak, segítve ezzel a LED-es közvilágítási technológia minél magasabb színvonalra emelését, és a későbbiekben a LED-es közvilágítási lámpatestek széleskörű elterjedését.

---