Intelligent light Přednosti LED

Intelligent light | Přednosti LED

Intelligent light je čistě česká společnost, která jako jediná na domácím trhu spojuje mechanickou kvalitu s moderním elektronickým směrem v oblasti LED-DIODOVÉHO osvětlení. Nabízí produkty v oblasti venkovního osvětlení, které jsou společným vývojem české ESPA LUX a německého LEUROCOMU. LEUROCOM vyrábí elektronické světelné displeje pro techniku světel a LED-diod od roku 1978. Dosud bylo vyrobeno a instalováno přes tisíc světelných displejů. Od roku 1994 bylo na celém světě dodáno a instalováno více než 200 video-displejů LEUROCOM, což svědčí o vysoké výkonnosti a konkurenční síle. Díky velkým zkušenostem s výrobou displejů LED a systémů světelných indikátorů bylo téměř samozřejmostí učinit krok k technice osvětlení LED. Cílem vývoje bylo dodatečně vybavit nejrůznější systémy stávajícího pouličního osvětlení úspornými adaptačními nástavbami. Na základě své inovativní invence obdržela firma LEUROCOM v roce 2006 vyznamenání Podnik TOP 100. Filosofie podnikání je zaměřena na potřeby zákazníků a nabízí svoji velkou zkušenost s nejlepšími produkty a řešeními. To se pak zrcadlí v úspěchu a dosažené pozici na trhu firmy LEUROCOM. ESPA LUX produkuje již od roku 1999 svítidla veřejného osvětlení. Její svítidla se nachází prakticky ve všech koutech České republiky a Slovenska. Používají se hlavně pro osvětlení parků a veřejných prostranství. Zákazníky je oceňována především mechanická odolnost svítidel, jejich snadná montáž a údržba. Od roku 2008 společnost pracuje na inovativním programu, nahrazení klasických osvětlovacích těles LED-DIODOVÝMI segmenty. Světelné diody LED produkují světlo elektrickými impulzy polovodiče a to velmi efektivně. Přeměňují až 40% proudu na světlo. LED-diody jsou malé, robustní a mají dlouhou životnost. Navíc umí svítit ve všech barvách. Nejnovější vývoj z nich vytváří skutečnou alternativu k tradičním osvětlovacím prostředkům, přičemž lze šetřit až 70% elektrické energie. S adaptačními nástavbami LED vyvinutými firmou Intelligent light lze bezmála všechna běžná pouliční světla nenákladně a bez větších technických nároků předělat na energeticky úspornou techniku LED. Nejmodernější technologie a použití materiálů vysoké kvality, jako například hliníku, garantuje zvlášť vysokou životnost celého systému. Pečlivé provedení pak vyhovuje v každém ohledu vysokým nárokům, které jsou na venkovní a pouliční osvětlení kladeny.

Intelligent Light / Přednosti LED / strana 1

Intelligent Light – Řešení, které zvýší komfort a sníží náklady na osvětlení

Budoucnost | Výzva

Světelná dioda nebo také luminiscenční dioda, krátce LED (Light Emitting Diode), je považována za největší revoluci v technologii osvětlování od vynalezení žárovky Heinrichem Gobelem. Za krok, který snese srovnání výměny svíčky za žárovku. Technika osvětlování pomocí LED-diod, dosud popisovaná jako technologie budoucnosti, je již ve skutečnosti tady. LED-diody jsou robustní, mají dlouhou životnost a šetří energii. Dostatek důvodů k tomu, abychom s nimi osvětlovali i ulice a veřejná prostranství. 70 - 80% všech světelných bodů v obcích se nachází v sídelních ulicích a na veřejných prostranstvích, které jsou převážně vybaveny zastaralou osvětlovací technikou. Právě na tomto úseku vidíme ideální vstup techniky LED-diod do profesionálního pouličního osvětlení orientovaného na budoucnost. Použitím energeticky efektivní techniky LED-diod mohlo být v samotném Německu ročně uspořeno kolem 2,7 miliard kWh a v důsledku toho 1,6 milionu tun CO2. Z ekonomického pohledu to odpovídá zhruba 400 milionům Euro nákladů na energie. Pokud se dosud vycházelo z toho, že energeticky efektivní osvětlení veřejných prostor je dosažitelné pouze celkovou výměnou pouličního osvětlení, vývoj techniky LeuroLux ukazuje, že existují lepší a ze všech hledisek cenově výhodnější řešení. Adaptačními nástavbami vyvinutými Intelligent light je možné nově vybavit více než 50% existujících pouličních osvětlení zcela jednoduše, rychle a bez větších technických nároků. Námi používaná technika představuje sestavení až 160 LED-diod na desce jednoho osvětlovacího modulu. Pospojováním vícero modulů a regulací pomocí inteligentních předřadných spínačů lze přizpůsobit světelný proud potřebám daného místa. Energeticky efektivní moduly LED-diod vysoké kvality se tak hodí pro montáž do téměř každé pouliční lampy. Systém LeuroLux je důsledně dimenzován na dodatečné převybavení již existujících systémů světel a tak zajišťuje, že budete šetřit peníze již od investiční fáze dále do budoucnosti.

Přezbrojíme za výhodné ceny Vaše stará pouliční osvětlení - ze starého bude nové.

Intelligent Light / Budoucnost / výzva / strana 3

Technika Leurolux

V uplynulých letech obce investovaly do solidních systémů osvětlení s očekáváním jejich dlouhé životnosti. Díky svému nadčasovému designu mohou lampy ještě mnoho let poskytovat dobré služby. Při očekávané životnosti v průměru větší než 30 let, by bylo neefektivní stávající pouliční světla zlikvidovat na základě vývoje LED-diod. Systém LeuroLux dovoluje uchovat navyklý obraz měst tím, že nenahradíme stávající hlavy lamp futuristickými LED-konstrukcemi, nýbrž je přezbrojíme inteligentním řešením LED-technikou orientovanou na budoucnost. Systémem vyvinutým Intelligent light je možné zjevně více než 50% existujících světelných bodů jednoduše, rychle a cenově úsporně předělat. Barva světla LED-diody svítí prakticky všemi barvami. LED-diody používané technikou LeuroLux produkují bílé světlo, které vzniká na principu luminiscenční konverze. Nad modrými čipy LED-diod je rozložena světelná vrstva, takže vzniká bílé světlo. Podle složení konverzní látky variuje teplota barvy mezi teplým bílým a studeným bílým světlem. Úžasné světlo LED-diod, v protikladu k často favorizovaným tlumeným sodíkovým lampám, dává vyniknout jeho plné přirozenosti. Další přednosti: sycené barvy optimální provoz i za nízkých teplot odolnost proti vibracím a nárazům (vandalismu) nevelká konstrukce LED-diody jsou dynamicky ovladatelné, lze je tlumit a oživovat

Intelligent Light / Technika Leurolux / strana 5

Energetická účinnost

Díky osvětlovací technice vyvinuté LEUROCOMem lze oproti konvenčnímu pouličnímu osvětlení uspořit okamžitě až 70% energie, aniž by bylo nutné redukovat kvalitu osvětlení. Kritéria požadovaná normou DIN EN 12464 na energetické úspory jsou plněna v každém ohledu. Právě v přímém srovnání vůči tlumeným vysokotlakým sodíkovým lampám, které mnohé městské správy stále ještě favorizují, dokazuje technika LED-diod svoji převahu v energetické účinnosti a kvalitě světla, jakož i v předpokládané životnosti.

Vysokotlaký sodík

využitelné světlo

LED - dioda

využitelné světlo

Jak je vidět na tomto příkladě, technika LED-diod se vyznačuje také naprosto nepatrným rozptylem světla. Světlo je pouze tam, kde ho potřebujeme.

Intelligent Light / Energetická účinnost / strana 7

LED-diody nejenže potřebují výrazně méně energie, ale také ve stejném poměru v jakém spoří energii přispívají k redukci emisí CO2. Jejich vysoká doba hoření, více než 50.000 hodin, překoná všechny srovnatelné osvětlovací prostředky minimálně o faktor 3 a během doby svého provozu přicházejí zjevně o méně intenzity svícení než všechny známé alternativy (> 80% poskytnutých Lumenů při 50.000 provozních hodin). Protože LED-diody neobsahují žádné jedovaté látky jako rtuť, kadmium, olovo, chrom nebo xenon, není nutné je na konci jejich cyklu hoření likvidovat jako zvláštní odpad.

Vysokotlaký sodík

LED- dioda

Elektrická energie - vývoj ceny

Elektrická energie - vývoj ceny

Cena energie - vývoj a prognóza 2002-2017

Životnost osvětlovacího prostředku

Cena v € za kWh

Více než 50 000 hod

Sodíková vysokotlaká lampa

12 - 18 000 hod

Rtuťová vysokotlaká lampa

8 - 12 000 hod

Světélkující lampa T5

20 000 hod

Světélkující lampa T8

8 - 16 000 hod

Energeticky úsporná lampa

8 - 10 000 hod

0,30

0,25

0,20

0,15 Halogenová lampa

Intelligent Light / Elektrická energie - vývoj ceny / strana 11

55 000

50 000

45 000

40 000

35 000

Životnost v hodinách

cca 1 000 hod 30 000

2017

2016

2015

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

Žárovka

5 000

0,10

2 - 4 000 hod

25 000

Jen v uplynulých 5 až 6 letech musely obce akceptovat cenové zvýšení až o 50%. Bude-li tento trend pokračovat v nezmenšené míře, nebude již možné na energeticky efektivní technologii LED-diod nebrat zřetel.

Modul LED-diody

20 000

Zjevná nižší spotřeba elektrické energie šetří nejen životní prostředí, ale zároveň i rozpočty měst a obcí. Tyto argumenty získávají stále více na významu při sledování vývoje cen elektrické energie v posledních letech.

0,35

15 000

Pouliční osvětlení systémem LED-diod spotřebuje až o 70% méně energie oproti tradičním osvětlovacím prostředkům. Díky možnosti inteligentního tlumení lze úspory energie a s tím spojenou redukci emisí CO2 ještě rozšířit o dalších 20%.

10 000

Vývoj ceny

Čísla a srovnání

Nákladové bilance Svítidlo

Výkon na 2.400 Lumenů

Ztráta výkonu

Výkon systému (suma)

Výměna svítidla*

Náklady na svítidlo*

Náklady na údržbu*

Náklady na el- proud*

Náklady celkem*

Vícenáklady vůči LED*

Žárovka

200 W

0W

200 W

50

100 €

2.000 €

2.200 €

4.300 €

1.017 %

Halogenová lampa

96 W

0W

96 W

30

210 €

600 €

1.056 €

1.866 €

385 %

Energ. úsporná lampa

40 W

2W

42 W

12

120 €

240 €

462 €

822 €

114 %

Světélkující lampa

30 W

5W

35 W

8

32 €

160 €

385 €

577 €

56 %

Rtuťová HQL

55 W

9W

64 W

10

200 €

200 €

704 €

1.104 €

187 %

Sodíková NAV

35 W

7W

42 W

5

145 €

100 €

462 €

707 €

84 %

LED (3 x 10 Watt)

30 W

5W

35 W

0

0€

0€

385 €

385 €

0%

Výpočet možných nákladových úspor. Základnu pro výpočet tvoří světelný proud 2.400 Lumenů a *50.000 provozních hodin. Náklady na elektřinu jsou počítány za cenu kWh ve výši 0,22 €.

Ekologický aspekt Oproti tradičním prostředkům osvětlení, světlo LED-diod nemá téměř žádné infračervené ani ultrafialové podíly. Nedochází tedy k vyzařování tepla, čímž se snižuje spotřeba energie a osvětlení nepřitahuje hmyz.

Nálet hmyzu na různá svítidla Hmyz 60

60,6

50

40

Porovnání svítidel Svítidlo

životnost

stárnutí po 10.000 h

Výpadek v % po 10.000 h

Světelný výkon v lm/Watt

Teplota barvy

Žárovka

1.000 h

-

-

12 Im / W

2.700 K

Halogenová lampa

2 - 4.000 h

-

-

25 Im / W

2.800 - 3.200 K

Energ. úsporná lampa

8 - 10.000 h

-

-

60 Im / W

120 €

Světélkující lampa kompakt

7 - 11.000 h

ca. 11 %

3-5%

60 Im / W

2.700 - 5.300 K

Světélkující lampa T 8

8 - 16.000 h

ca. 10 %

10 - 12 %

80 Im / W

2.700 - 5.300 K

Světélkující lampa T 5

20.000 h

ca. 9 %

2%

80 - 100 Im / W

2.700 - 5.300 K

LED 5 / 10 W Modul

> 50.000 h

ca. 5 %

1%

80 - 110 Im / W

2.700 - 6.500 K

Rtuťová tlumivá vysokotlaká lampa

8 - 12.000 h

ca. 32 %

15 %

50 Im / W

2.700 - 4.100 K

Sodíková tlumivá vysokotlaká lampa

12 - 18.000 h

ca. 16 %

5%

80 - 100 Im / W

2.000 - 2.500

Intelligent Light / Čísla a srovnání / strana 13

50,9

30

32,7 28,1

20

10

12,1 Hg DH

MeH

LR

Na DH

LED

Zdroj: Prof. Dr. Gerhard Eisenbeis, Institut für Zoologie der Gutenberg Universität, Mainz

Dálkové řízení a monitoring světelných bodů

Topologické schéma

Jak již bylo uvedeno - jednotlivá svítidla jsou vybavena integrovaným řídicím modulem na obrázku označeno jako D - driver, který komunikuje s řídicí jednotkou (gateway) na obrázku označeno jako GW - gateway, umístěnou na začátku osvětlovací soustavy (větve) v rozvaděči ovládání této části soustavy. Komunikace od této gatewaye na centrální dispečerské pracoviště pak probíhá prostřednictvím stávající komunikace (např. pomocí stávajících radiomodemů).

PowerLine Communication, neboli PLC je obecná zkratka označující úzkopásmový a širokopásmový přenos zpráv po elektrické síti. Pro širokopásmové přenosy se užívá též zkratky BPL (Broadband over Powerline). Během několika posledních let se výrazně změnily požadavky na řízení a kontrolu veřejného osvětlení. Konvenční postupy řízení mohou stěží dělat více, než jenom přenášet signály pro zapnutí a vypnutí celé osvětlovací soustavy v rámci omezených oblastí, často bez možnosti monitorovat stav soustavy, natož stav jednotlivých svítidel. Navrhovaný systém tuto nepříznivou situaci mění, neboť provozovateli poskytuje možnost využívat celkovou kontrolu nad veřejným osvětlením a flexibilně je řídit, což zároveň přináší nezanedbatelnou finanční úsporu. Velkou výhodou tohoto systému je možnost snadno jej integrovat i do již existujících sítí veřejného osvětlení. Datový převodník - gateway a jednotlivá svítidla spolu komunikují přímo po drátech silového vedení (není nutná instalace dalších vodičů).

stávající spojení - např. radiomodem

rozvaděč - začátek větve + gateway

Navrhovaný systém s využitím komunikace po silovém vedení (PLC) je ideálním řešením pro stávající rozvodné osvětlovací soustavy. Podporuje ovládání a monitorování jednotlivých svítidel, přičemž k přenosu signálu využívá právě napájecí silové vedení jednotlivých svítidel. Jde o modulární systém, který lze podle požadavků rozšiřovat. Jednotlivá svítidla jsou vybavena integrovaným řídicím modulem, který komunikuje s řídicí jednotkou (gateway), umístěnou na začátku osvětlovací soustavy a umožňující ovládat řádově až 250 svítidel. Chybová hlášení, která může nadefinovat obsluha, mohou být zasílána prostřednictvím stávající komunikace s centrálním dispečerským pracovištěm (např. pomocí stávajících radiomodemů), nebo po dovybavení GSM modemem prostřednictvím zpráv SMS příslušným pracovníkům. V případě potřeby lze řídicí modul/gateway nainstalovat do instalačních skříní v dolních částech stožárů.

Intelligent Light / Dálkové řízení a monitoring světelných bodů / strana 15

centrální dispečink + radiomodem

svítidlo + driver PLC

svítidlo + driver PLC

svítidlo + driver PLC

Instalovaná gateway vyhodnocuje stavy jednotlivých svítidel na lince a umožňuje tato svítidla povelovat. Svítidla lze prostřednictvím gatewaye dálkově jednotlivě zapínat a vypínat a spojitě regulovat jas. Jako zpětné vazby je s výhodou využito integrovaného fotosnímače informujícího o aktuálním svitu svítidla. Z každého svítidla lze prostřednictvím PLC komunikace a použité gatewaye získávat informace o poruchových stavech svítidla a aktuálním stavu. Do napájecího napětí, respektive napájecích rozvodů, je vnucen modulovaný vf. signál, který se šíří po tomto vedení. Signál je superponován na stávající napájecí napětí. Přijímací modul oddělí z napájecího napětí signály v komunikačním pásmu a demodulací výsledného signálu jsou získána původní data. Protože, jsou získaná data ovlivněna rušením, musíme ověřit jejich správnost. Toto se provádí tzv. CRC kontrolním součtem. Jinými slovy kontrolní součet, který zjistíme výpočtem z přijatého signálu, musí souhlasit s kontrolním součtem, který byl vypočten při vysílání a je součástí přijímaných dat. Dalším krokem ke zlepšení odolnosti komunikace je použití tzv. FEC korektorů, které přidávají k vysílaným datům redundantní informace, ze kterých při příjmu a poruše dat je schopen restaurovat původní data. Pro zvýšení bezpečnosti přenášených dat se využívá dalších postupů, jako je automatické opakování, potvrzování přenášených zpráv, případně 100% redundací vysílané zprávy, její prokládání při vysílání a opětovné sestavení při příjmu.

Kmitočty pro přenos dat

Pro oblast pomalejších přenosů jsou již dnes v Evropě pro přenos dat po energetické síti povolené kmitočty, rozdělené do čtyř pásem. Z poznatku o zdrojích rušení, jako jsou spínané zdroje, tyristorové regulátory, universální sériové motory a komunikace rozvodných závodů (hromadné dálkové ovládání - HDO) se považuje za spodní kmitočtovou hranici pro komunikaci frekvence 100 kHz. Nejvyšší frekvence by měla být dána AM vysílači na dlouhých vlnách, což je právě zhruba 150 kHz - evropská norma EN 50065-1 (CENELEC). Kmitočtové pásmo od 9 kHz (definice počátku vysílacích kmitočtů) do 148,5 kHz je rozděleno na 4 subpásma A, B, C, D:

Pásmo

Kmitočtový rozsah

Poznámka

3 až 95 kHz

Jen pro dodavatele el. energie

A

9 až 95 kHz

Pro dodavatele el. energie a po jejich souhlasu i pro odběratele

B

95 až 125 kHz

Jen pro odběratele

C

125 až 140 kHz

Jen pro odběratele - vyžadován protokol o přistoupení k dohodě (ČSN EN 50065)*

D

140 až 148,5 kHz

Pro všeobecné použití jsou tedy k dispozici subpásma B, C a D. Je vidět, že šířka pásma není nijak vysoká, proto je silně omezena i přenosová rychlost po těchto médiích. Ze všech uvedených poznatků lze jako nejnižší možnou frekvenci pro přenos dat stanovit 100 kHz. Je to proto, že nižší frekvence jsou značně zarušené (velká úroveň šumu). Při stanovení horní mezní frekvence musíme brát v úvahu fakt, že např. nadzemní energetické vedení je v podstatě kvalitní anténa. Takže, aby nedocházelo k ovlivňování stanic v pásmu AM, je horní frekvence uvažována asi 150 kHz. Vysoké objemy dat vyžadují vysoká frekvenční pásma. Komerčně dodávané systémy PLC používají frekvence mezi 1.6 a 30 MHz. Různá frekvenční pásma jsou dynamicky řízena tak, aby zajišťovala co největší celkovou propustnost dat v síti. Až tři frekvenční pásma mezi 1.6 a 13 MHz jsou používána pro venkovní oblast a až tři frekvenční pásma mezi 15 a 30 MHz pro vnitřní oblast. Frekvence jsou určovány na základě rozsáhlých měření a plánování frekvencí v rámci krátkovlnného pásma, v souladu s běžnými standardizačními pracemi, které vede CENELEC (Evropský výbor pro elektrotechnickou standardizaci). Návrh evropské normy (prEN59013) je v současné době předkládán v jednotlivých členských státech ke schválení.

Intelligent Light / Kmitočty pro přenos dat / strana 17

Budoucnost

LED-diodová osvětlovací technika, dosud stále popisovaná jako technologie budoucnosti, se dostavila do reálných všedních dnů. Dne 8. října 2009 byla instalována první LED-diodová adaptační nástavba v obci Weinsberg u Heilbronnu. Stíněná světla vybavená světelným výkonem pouhých 3 krát 10 Wattů nyní ozařují kašnu před náměstím jasným a přirozeným světlem. LED-moduly s homogenním rozptylem světla, které byly použity, poskytují na úseku pouličního osvětlení vynikající teplotu barvy 5.500 Kelvinů, které dávají osvětlené zóně barvy podobné kvalitě denního světla. Perfektní nastavení modulů LED zajišťuje ideální rozptyl proudu světla. Světelný smog a rozptylové světlo jsou vyloučeny, čímž je docíleno maximální energetické účinnosti.

Intelligent Light / Budoucnost / strana 19

e-mail: [email protected]

www.intelligentlight.cz