La regolazione del flusso luminoso degli apparecchi a LED
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Tecnologia Illuminazione stradale La regolazione del flusso luminoso degli apparecchi a LED L’applicazione in ambito stradale delle sorgenti LED sta vivendo una fase di sviluppo tumultuosa, accompagnata dalle tipiche incertezze che si verificano quando una innovazione dirompente, promettente e interessante va ad incidere su un mercato abbastanza consolidato quale quello dell’illuminazione stradale Giorgio Pasotti del progetto le forme 70 n.6/2011
Nuovi attori, nuove soluzioni, promesse mirabolanti, risultati eclatanti, disillusio- ni: tutto può avvenire in una fase di forte sviluppo di una tecnologia innovativa. Ed in questo contesto la corretta informazio- ne tecnica gioca un ruolo determinante, perché cerca di indirizzare gli sviluppi delle soluzioni, per creare durevoli benefici nel futuro. Sotto questo punto di vista le as- sociazioni di settore, gli enti di ricerca e in genere i professionisti della luce stanno giocando un ruolo a tutto campo volto ad informare correttamente l’utenza sui vantaggi delle nuove tecnologie. In questo contesto stiamo assistendo ad un La gestione dell’anagrafica permette un’accurata gamma di interventi, a partire dalla mappatura fenomeno nuovo: si è parlato per anni di cartografica (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) regolazione del flusso luminoso nelle ore notturne come potenziale fonte di impor- tanti risparmi – quantificabili di solito fra il 25% ed il 30%. Oggi sembra quasi che i vantaggi energetici dei LED – significativi se paragonati a sorgenti obsolete come l’incandescenza o i vapori di mercurio, ma meno rilevanti se il paragone viene fatto verso le sorgenti più efficienti – siano suf- ficienti a dire: ho risparmiato! In effetti la regolazione del flusso luminoso genera benefici che - restando nell’ordine di grandezza del 30% - si aggiungono a quelli generati dall’uso dei LED. Anzi, dal momento che l’apparecchio con sorgente LED ha un costo ben superiore ed una elet- tronica di controllo che spesso nasce già regolabile, l’extra costo della soluzione di regolazione è veramente marginale rispet- to al costo dell’apparecchio. Gestione dell’anagrafica del singolo punto luce: tutte le specifiche relative sono costantemente monitorate (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) Per comprendere meglio il tema, diciamo che un apparecchio tradizionale con lam- pada SAP per essere reso regolabile deve caso si voglia adottare un alimentatore elet- Nel seguito descriveremo le metodologie essere dotato di alimentatore elettronico tronico dimmerabile. Nel caso di apparecchi utilizzate per la regolazione di un apparec- regolabile oppure di regolatore di tensione a LED, il controllo della regolazione invece chio a LED. centralizzato. può comportare un sovraprezzo del 15%- Il sovrapprezzo - mentre è notevolmente 20%, quindi ampiamente giustificato anche La regolazione autonoma inferiore al costo di un apparecchio di illu- dal fatto che l’apparecchio a LED è sigillato o stand alone o con ricerca minazione nel caso della regolazione cen- ed interventi successivi all’installazione sono della mezzanotte presunta tralizzata - comporta spesso un raddoppio molto onerosi se non addirittura impossibili Il driver dell’apparecchio a LED, se del tipo ( o anche più) del costo dell’apparecchio nel da realizzare. regolabile o dimmerabile può essere co- del progetto le forme 71 n.6/2011
I MODULI LPM E LPL LPM. Il dispositivo LPM è un modulo aggiuntivo che - installa- to all’interno del quadro di comando - consente la comunica- zione tramite onde convogliate con i moduli LPL. Ogni LPM può gestire una linea trifase e tre linee monofasi su cui sono presenti fino a 989 moduli LPL. Le principali caratteristiche del modulo sono le seguenti: – tramite l’impostazione di orari di lettura e controllo registra i dati di ogni singolo punto luce nella propria memoria in- terna: in questo modo si hanno i dati di ogni singolo LPL e tramite questo conoscere eventuali anomalie; – gestisce gruppi di scenografie e per ogni modulo LPL memo- rizza due differenti cicli gestendone in automatico lo scam- bio con cadenza stagionale; Il dispositivo LPM per la comunicazione tramite onde convogliate con – con l’ abilitazione della funzione del “polling continuo” il mo- moduli LPL (cortesia: Reverberi Enetec) dulo LPM chiama in continuo i moduli presenti sull’impianto ed in caso di eventuali anomalie genera in tempo reale un allarme; – è in grado di comandare in tempo reale gruppi scenografici ad evento attraverso due ingressi digitali e - con l’implemen- tazione di un modulo IOM - gestirne fino a dieci. Ad esempio, tramite l’attivazione di un selettore sul quadro, si può in- viare un comando di dimmerazione a tutti o a una parte dei moduli LPL presenti sull’impianto; – è possibile gestire fino a dieci scenografie ad orario: ad esem- pio, il modulo LPM all’orario stabilito invia ai gruppi (fino a sedici) di moduli LPL un comando di un nuovo livello di dimmerazione. LPL. Il modulo LPL è l’apparecchiatura installata in prossimità dell’apparecchio di illuminazione a LED per telemisura, tele- Il modulo LPL versione IP65 per il controllo degli apparecchi a luce LED diagnosi, telecontrollo e dimmerazione del punto luce. (cortesia: Reverberi Enetec) La comunicazione con il quadro (modulo LPM) avviene tramite onde convogliate. Il modulo è realizzato in versione IP00 e in 1-10V isolata o dall’uscita PWM 200Hz isolata (il tipo di versione IP65 e può comandare apparecchi LED fino a 150W e uscita dipende dal modello di LPL); 300W. – permette la dimmerazione in retroazione: ove presente un re- Le principali caratteristiche del modulo sono le seguenti: golatore di tensione in linea, il modulo regola la tensione in – permette la lettura delle misure (tensione, corrente, potenza, uscita in base alla tensione in ingresso; ore di funzionamento, stato lampada, ecc.) eseguite diretta- – è possibile fare eseguire in modo automatico ad ogni modulo mente sul punto luce ove installato; un ciclo giornaliero di dimmerazione, composto da un massi- – può comandare a seconda della versione l’accensione e lo mo di cinque operazioni, ad orari impostabili; spegnimento del punto luce dove è installato; – ogni modulo può appartenere a gruppi scenografici comanda- – consente la dimmerazione dei LED, comandata dall’uscita ti dal modulo LPM. mandato localmente da un semplice circui- ciclo orario in modo che le condizioni di co sarà sceso sotto il 75% ed a quel punto to elettronico e da un software più o meno sicurezza siano garantite nella giornata più potrò ridurre il flusso luminoso del 50% sofisticato: questi tipi di software eseguo- trafficata dell’anno: una impostazione di- per quella strada. no lo stesso ciclo di regolazione, identico, versa determinerebbe infatti condizioni di Questa scelta, nel rispetto della norma, per tutti i giorni dell’anno, senza eccezio- scarsa sicurezza in quelle giornate. Scelta condurrà in alcuni casi a poter ridurre ni. Per rispettare le specifiche previste dalla la giornata secondo questi parametri, per il flusso solo alle 2 di notte! Ma solo in UNI 11248, bisognerà quindi impostare il quel giorno dovrò valutare quando il traffi- queste condizioni si è sicuri che nelle con- del progetto le forme 72 n.6/2011
regionali ( riduzione entro le 23 o le 24 di estate ), in più, tenendo conto delle peg- giori condizioni imposte dalla UNI11248, i risparmi sono inconsistenti. L’unico dispositivo che garantisce un minimo risultato è quello con ricerca della mezzanot- te presunta, che calcola, notte per notte, la durata della stessa. Mezzanotte è proprio posizionata a metà notte, quindi il software è in grado di stabilire, basandosi sulla me- dia delle durate delle ultime notti, quanto tempo dopo l’accensione ci sarà all’incirca la mezzanotte. A questo punto si può decide- re di ridurre il flusso alle 23.00 o alle 01.00, perché il software è in grado di stimare con una certa precisione la mezzanotte. Riassumendo, i limiti funzionali di questi dispositivi di dicono che il rispetto della UNI11248 impone una valutazione atten- Misura Moduli Punto Punto (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) ta delle condizioni di traffico tutto l’anno e questo penalizza un dispositivo che non è dotato di un orologio calendario in grado di discriminare i vari giorni dell’anno; la du- rata delle notti dipende anche dal grado di sporcizia, manutenzione e stato di efficien- za dei dispositivi che accendono l’impianto. Un orologio crepuscolare astronomico da garanzie di costanza dei risultati, ma una fotocellula o peggio un timer comportano imprecisioni significative, anche di mezz’o- ra al giorno; il dispositivo non è in grado di individuare la presenza di ora legale/sola- re: ne risulta che durante il periodo di ora legale la regolazione avverrà un’ora dopo che nel caso di ora solare. Si tratta anche qui di minori risparmi perché si ridurrebbe Visualizzazione dell’architettura sinottica di alimentazione di un proiettore a luce LED (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) il flusso , ad esempio , alle 01.00 a Settem- bre ed Ottobre, quando in realtà si sarebbe desiderata una riduzione alla mezzanotte. dizioni peggiori ci si trova sempre in sicu- ni potrebbe risparmiare molto di più. Non rezza: un amministratore che decida di sono da tenere in considerazione neppure Il controllo ad onde convogliate come non assumere in proprio i rischi derivanti quei dispositivi che vanno in riduzione x soluzione da situazioni in contrasto dalla norma, ore (ad esempio 4 ore , sempre 4 ore) do- Prevedendo dei dispositivi all’interno dovrà quindi individuare il giorno più pe- po l’accensione dell’impianto. La riduzio- dell’apparecchio a LED capaci di comuni- nalizzante dell’anno e decidere il ciclo di ne viene attuata a orari variabili nell’anno care ad Onde Convogliate con una cen- riduzione in funzione di quel giorno, pur (variabili in funzione dell’ora del tramonto) tralina di comando dotata di orologio ca- nella consapevolezza che negli altri gior- e quindi non rispettano di solito le leggi lendario si riescono ad ottenere i massimi del progetto le forme 74 n.6/2011
Gestione anagrafica dei punti luce per l’illuminazione dei tunnel autostradali (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) risparmi, cioè quel 25%-30% che la norma dispersioni, contatori ore, ecc). Il progettista zione permanente, cioè quella che non consente. L’apparecchio viene dotato di un non deve fare altro che prevedere un com- è all’ingresso, ma nella parte interna del modulo (ad esempio nella foto il modulo ponente aggiuntivo ( LPM ) nel quadro, e tunnel, è accesa giorno e notte, oltre 8000 fornito da Reverberi Enetec denominato dall’altro chiedere al costruttore di apparec- ore l’anno. Seguendo le norme UNI11095 LPL) che comunica con una centralina (nel chi a LED di montare l’accessorio modulo di e UNI11248 la riduzione del flusso può es- caso Reverberi LPM) localizzata nel quadro comunicazione a OC (LPL) (vedi riquadro): sere attuata dopo il tramonto, in relazione di comando, nella quale sono memorizzati sono i soli componenti necessari per assicu- al traffico. Ci sono giorni dell’anno e tratti i cicli di funzionamento , giorno per giorno, rare una regolazione accurata e rispettosa stradali dove la riduzione può essere at- dal momento che la centralina dispone di della sicurezza e delle norme. Se invece si tuata già quasi dopo il tramonto, mentre un orologio calendario in grado di stabilire vuole anche telegestire l’impianto, allora si è meglio essere cauti ad esempio il saba- non solo l’ora ma anche il giorno dell’anno dovrà sostanzialmente prevedere al presen- to sera o anche la domenica quando c’è in cui si sta lavorando. za di un modem ( GSM o GPRS o UMTS intenso traffico in rientro dal week-end. La tecnologia delle Onde Convogliate, utiliz- o radio ) ed eventualmente qualche altro Autostrade per l’Italia ha deciso di sostitui- zata negli impianti di illuminazione pubblica accessorio opzionale. Si tratta di scelte che re tutti gli apparecchi installati nel circuito da quasi venti anni, consiste nella trasmis- possono essere fatte anche successivamen- della permanente dei tunnel e di dotarli di sione di un segnale ad alta frequenza (di so- te alla accensione dell’impianto, in quanto sorgenti a LED, rendendo possibile la rego- lito > 100kHz) attraverso gli stessi cavi che l’installazione avviene all’interno del quadro, lazione tramite Onde Convogliate. alimentano gli apparecchi. In questo modo anche in campo. Un caso concreto è quello della galleria non è necessario installare cavi aggiuntivi Olimpia sull’Autostrada A21, in cui sono (come ad esempio è indispensabile nel caso Un caso applicativo: il tunnel presenti 140 apparecchi a LED per l’illumi- in cui si trasmettano le informazioni su bus autostradale nazione dei permanenti della fornice destra DALI ) alla linea elettrica, che diventa il veico- Sebbene non si tratti propriamente di il- e 136 per la fornice sinistra. Ogni apparec- lo informativo attraverso la quale viaggiano luminazione stradale, il tunnel costituisce chio LED è dotato di dispositivo LPL e nei in un senso le informazioni riguardanti il mo- un ottimo esempio di ottimizzazione e ri- quadri sono presenti i moduli LPM per la mento esatto in cui dimmerare, e nell’altro la sparmio spinto ai massimi livelli grazie a comunicazione tramite onde convogliate. diagnostica dell’impianto ( tensioni, correnti, dispositivi a OC. In particolare l’illumina- © RIPRODUZIONE RISERVATA del progetto le forme 76 n.6/2011
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