Sistemas de gestión del alumbrado vial 274 La extensión geográfica de las instalaciones de alumbrado público hace bastante difícil poder garantizar los niveles de eficiencia, calidad, fiabilidad y ahorro energético del servicio mediante el uso de instrumentos tradicionales. Las instalaciones se caracterizan por una gran cantidad de puntos neurálgicos desperdigados por todo el territorio para los que es necesario controlar constantemente el funcionamiento y realizar su gestión. En especial, las instalaciones de alumbrado público son muy extensas y tienen una difusión capilar en las áreas urbanas, un número muy elevado de cuadros eléctricos de alimentación y de puntos luminosos. Es pues problemático y muy costoso realizar rápidamente la localización de los errores de funcionamiento de los distintos componentes, descubrir la causa y eliminar la avería, hevar a cabo una gestión atenta y puntual de la instalación y controlar el flujo luminoso de cada una de las luminarias. Todo ello comporta costes muy altos en términos de tiempo y de dinero. SISTEMA MULTIPOTENCIA El sistema que se está tratando se coloca en el sector del alumbrado de públicos como calles, carreteras, cruces y parques. En dicho contexto, existe la exigencia de poder reducir la potencia con la que se alimenta la lámpara durante las horas nocturnas, con el objetivo de obtener un ahorro energético. Sobre todo en los casos de la iluminación vial es útil obtener un ahorro energético a un horario preestablecido, en relación a la intensidad del tráfico y a las consiguientes exigencias de seguridad. La uniformidad del horario de conmutación es una característica necesaria para evitar condiciones de iluminación no homogéneas. La reducción de potencia es posible se si utilizan variadores de tensión combinados a luminarias cableadas con componentes convencionales, o bien con componentes adecuados, haciendo que sea automático el paso de la potencia nominal a la reducida, como se describe a continuación. Las variantes de cableado de la luminaria prevén la sustitución de la fuente de alimentación con un modelo de dos selecciones (Bipower) y con el correspondiente conmutador de selección. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA MULTIPOTENCIA: • la disminución de la potencia absorbida de un 40/45%, durante el funcionamiento a potencia reducida; • la reducción del mantenimiento ordinario, Está realizado con una reactancia con enchufe, formado por la impedancia nominal y la aumentada, que permite disminuir la corriente de la lámpara, del flujo emitido y de la potencia absorbida. El paso de la potencia plena a la reducida se garantiza por medio de un dispositivo de conmutación electrónico. El “SISTEMA MULTIPOTENCIA” no se puede utilizar con las lámparas de halogenuros metálicos. El dispositivo electrónico precisa de un hilo piloto añadido a la línea de alimentación: de esta manera y por medio de un temporizador centralizado es posible programar la conmut ción de potencia a horarios preestablecidos. MÓDULO DE GESTIÓN Para simplificar la aplicación de luz dinámica, se puede programar la luminaria durante la instalación según un cierto número de escenarios establecidos, que pueden activarse por un tiempo a partir del momento del encendido o a una hora establecida, o por un tiempo al alcanzar el sensor de luminosidad un umbral. Una aplicación tipo sencilla prevé que las luminarias estén controladas por un interruptor crepuscular exterior que alimente la línea eléctrica; por ejemplo: al encender las luminarias funcionan al 100%, después de 4 horas pasan al 75%, después de 6 horas pasan al 50% y después de 10 horas vuelven al 100%. Las luminarias se apagan luego cuando el crepuscular general corta la corriente a la línea. O bien, algunas luminarias pueden incorporar un dispositivo para la regulación de dos niveles de potencia que, programados previamente o programados por el cliente, se basan en el cálculo de la medianoche virtual. El dispositivo está integrado en la luminaria y no requiere ninguna modificación en la instalación por parte del instalador. La luminaria ha de cablearse normalmente con un cable bipolar (fase+neutro) o tripolar en caso de luminaria con clase de aislamiento I (fase+neutro+neutro). La conmutación del relé se produce entre 2 contactos de intercambio que permiten a los drivers funcionar o no dependiendo de cómo se haya realizado el cableado. La reducción del flujo luminoso está configurada en 7 horas (valor de fábrica) y todo se produce sin ningún cable de mando o fase de control. La media entre el periodo de encendido (atardecer) y de apagado (amanecer) del sistema de alumbrado es el punto de referencia para el dispositivo, y se indica como “medianoche natural”. Un microprocesador calcula el tiempo de conmutación deseado partiendo de este punto de referencia. Las configuraciones de fábrica son 3 horas antes (hacia las 22 h) y las 4 horas después (hacia las 5) respecto a la “medianoche natural”. El usuario final puede modificar fácilmente la duración en cualquier momento. Ejemplo de regulación Funcionamiento a potencia nominal 100% 75% After 4 hours After 6 hours After 10 hours The lighting fixture is turned off using a dimmer switch 50% 25% 0% Funcionamiento a potencia reducida 100% 100% 50% 14_bipotenza.indd 274 12/02/13 12.59 Sistemas de gestión del alumbrado vial 275 La situación actual de las instalaciones de alumbrado se puede resumir de la siguiente manera: a) consumos altos de intervención; b) costes altos de mantenimiento; c) escaso control de gestión; d) contaminación lumínica y medioambiental. Para responder de manera eficaz a los problemas evidenciados, Disano Illuminazione propone diferentes metodologías para el AHORRO ENERGÉTICO, para el CONTROL DEL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN, que de consecuencia conlleva un AHORRO ECONÓMICO considerable; estos son: • EL SISTEMA MULTIPOTENCIA • EL SISTEMA DE TELECONTROL Y TELEGESTIÓN El sistema de telecontrol y telegestión es un sistema de vanguardia capaz de controlar la red sin alterar la instalación existente, del alumbrado público a un punto luminoso único. Este sistema permite realizar a un solo operador lo que si no existiera requeriría un costoso empleo de hombres y medios; también hace posible realizar grandes ahorros por lo que respecta a los costes energéticos y de mantenimiento, garantizando contemporáneamente altos niveles de fiabilidad, continuidad y calidad del servicio. • • • • • • • • CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES: se aplica a la instalación ya existente; realiza la diagnosis, control y gestión de manera remota; gestiona cada punto de luz; permite ahorros energéticos y de mantenimiento (más de un 35%); disminuys la contaminación lumínica y medioambiental; alarga la vida media de las instalaciones de alumbrado; mejora el servicio y la calidad del alumbrado público; el coste se puede amortizar en un breve plazo de tiempo. TELEDIAGNOSIS Y TELEGESTIÓN HASTA DE UN SOLO PUNTO El control del funcionamiento de una sola lámpara representa una función totalmente innovadora, sobre todo porque con la simple conexión del dispositivo electrónico en serie a la línea de alimentación es posible ejecutar el control de la lámpara, detectando las condicionas de funcionamiento: • lámpara encendida / apagada por el control; • lámpara que funciona a potencia plena; • lámpara que funciona a potencia reducida después del mando; • condensador averiado (o corrección del factor de potencia insuficiente); • lámpara agotada (parpadeante); • lámpara en cortocircuito; • fusible fundido; • ausencia de corriente (circuito de la lámpara no conectado). El dispositivo electrónico es compatible con cualquier lámpara (tipo, potencia y marca) existente en el mercado y puede instalarse indiferentemente en el cámara de registro de cables o en el ojal de la columna o en el interior del cuerpo iluminante. COMUNICACIÓN POR MEDIO DE PLC: La aplicación de la comunicación por PLC elimina la necesidad de cableados añadidos y presenta la flexibilidad de actuar comandos de manera dinámica, en zonas diferentes y a horarios distintos (que se pueden modificar en todo momento según las necesidades), para el apagado de las instalaciones (apagado selectivo de los puntos luminosos) y/o la reducción de su flujo luminoso. La paralización de las instalaciones y/o la reducción del flujo luminoso responden a la exigencia de racionalizar los recursos energéticos en aquellos horarios y/o periodos en los que la afluencia de personas y vehículos se reduce, creando beneficios económicos y medioambientales. De manera más precisa, la técnica de transmisión por PLC permite: • recibir desde cada punto luminoso las informaciones sobre las propias condiciones de estado (encendido / apagado) y/o de error de funcionamiento; • enviar a cada punto luminoso instrucciones para los mandos de encendido/apagado; • enviar a cada punto luminoso instrucciones para mandos de funcionamiento a plena potencia/potencia reducida (para lámparas que incorporan alimentadores de potencia); • enviar a cada punto luminoso instrucciones para la regulación gradual (dimmer) del flujo luminoso (para lámparas que incorporan balastros electrónicos regulables); 14_bipotenza.indd 275 AHORROS Y BENEFICIOS: • Ahorros económicos y energéticos El uso programado y continuado mediante telediagnosis permite ahorros de gestión y energéticos importantes, mejorando la calidad del servicio dado al ciudadano. Los principales factores que permiten ahorrar el 25% de los costes energéticos respecto a la gestión tradicional son: - la racionalización del uso de las lámparas mediante recortes - la optimización de los ciclos de funcionamiento; - la reducción de los encendidos diurnos para búsqueda de errores; - la reducción del flujo luminoso de las lámparas. • Ahorro de los costes de mantenimiento Con la telegestión es posible: - ahorrar los costes de personal, gracias a la optimización de los tiempos de intervención; - ahorrar por lo que respecta a los materiales, gracias al control focalizado de los elementos efectivamente averiados; - optimizar la gestión del almacén y de los medios de transporte; - eliminar los costes inútiles debidos a la búsqueda de averías; - ahorrar los costes de la organización general del servicio. • Seguridad El sistema de telegestión se ha concebido de manera que responde eficazmente a todas las exigencias de seguridad y adaptabilidad a la realidad técnica de las instalaciones: - todos los módulos de control de la lámpara y de control del armario se fabrican en doble aislamiento; - los módulos del sistema garantizan una compatibilidad total con las instalaciones que ya està en funcionamiento - cualquier avería o manupulación de los componentes no altera el funcionamiento de la instalación, que sigue funcionando regularmente. LUMINARIAS VIALES SISTEMA DE CONTROL Y TELEGESTIÓN ARQUITECTURA DEL SISTEMA: El sistema permite dirigir de manera remota las instalaciones de alumbrado público. En especial permite la telediagnosis, la telegestión, por medio de uno o más PC remotos, de todos los componentes que constituyen el conjunto de una instalación de alumbrado público ya existente o de nueva realización, según las exigencias de cada uno de los gestores. De uso e instalación fácil y sencillo, CENTRO DE CONTROL MÓDULO DE GESTIÓN PUNTO A PUNTO MÓDULO DE GESTIÓN PUNTO A PUNTO transmisión de datos GSM/GPRS ONDAS PORTADORAS DE DATOS MÓDULO DE TELEGESTIÓN PUNTO LUZ ONDAS PORTADORAS DE DATOS MÓDULOS ADICIONALES PARA LA TELEGESTIÓN CONSOLA 12/02/13 12.59 Regulación de los LEDs Alumbrado público 11 Normativa para el alumbrado vial y la calidad de la luz Los niveles de luminancias utilizados para el alumbrado vial se encuentran dentro de los niveles comprendidos entre 0,01 cd/m2 y 3,00 cd/m2. 0,01 cd/m2 3,00 cd/m2 Alumbrado vial Cielo estrellado Luz del día o iluminación de interior Numerosos estudios llevados a cabo mediante pruebas experimentales han evaluado los tiempos de reacción de un conductor, tanto con obstáculos fijos como en el caso de una vía alumbrada con distintas fuentes. Se ha demostrado que, para los niveles de luminancia comprendidos entre 0,01 - 3,00, los tiempos de reacción con iluminación de luz blanca se reducen considerablemente. Todo esto hace entender que para conseguir el mismo tiempo de reacción, es necesario un nivel de luminancia mayor si se utilizan lámparas de sodio, y menor en caso de utilizar lámparas de haluros metálicos o de LED. Además, con niveles bajos de iluminancia y fuentes luminosas de color predominantemente azul/verde se obtiene una reducción de un 7% de los accidentes por Km respecto a fuentes de color pre- dominantemente amarillo/rojo (Fuente ANIE – Asociación italiana de empresas electrotécnicas y electrónicas) La norma UNI11248 introduce parámetros se seguridad nuevos. Uno de estos es la calidad de la luz. La UNI sostiene que hay que aumentar la categoría vial de referencia en caso de usar fuentes con un rendimiento cromático inferior a 30. De hecho, hay que aumentar la cantidad de luz necesaria para que la instalación cumpla con la normativa. Por el contrario, se puede disminuir la categoría vial de referencia si se usan fuentes con un rendimiento cromático superior a 60 y, por lo tanto, los niveles de iluminancia requeridos correspondientes. Esto conlleva que, para la iluminación de una misma vía, se disminuyan los niveles de luminancia requeridos por la Norma si se utilizan fuentes de luz de alto rendimiento cromático, con la consiguiente disminución de la potencia instalada. Contaminación lumínica Los LEDs necesitan ópticas y lentes, como todas las demás fuentes luminosas, para que el haz de luz se oriente y no haya emisiones hacia arriba y, en consecuencia, se cumplan las leyes contra la contaminación lumínica. Disano ha realizado una serie de reflectores y ópticas que evitan fenómenos de contaminación lumínica. Estos reflectores orientan el haz de luz de tal forma que se obtienen distribuciones fotométricas no solo apropiadas para la iluminación vial, sino en muchos casos incluso mejores con respecto a ópticas para lámparas tradicionales. Todos los LEDs se controlan y equipan con un reflector que modela el haz, optimiza la prestación y obtiene una distribución de la luz precisa. Estas ópticas poseen rendimientos que van de un 80% a un 95%, es decir, valores muy superiores con respecto a los reflectores para lámparas de descarga. Ejemplos de instalación de LED de alumbrado público Iluminación de glorietas Vías urbanas locales Instalación de productos en el perímetro interno de la glorieta y en las vías limítrofes. Con tráfico de vehículos y límite máximo de velocidad de 50Km/h, óptimas con valores de uniformidad de luminancia Ejemplos de instalación Ejemplos de instalación Altura instalación (m) 8 Ancho vía (m) 7 72 LED Número de aparados 6 Luminancia media (lux) 30lux Uniformidad media 50 Altura instalación (m) 6 Ancho vía (m) 6 36 LED Distancia ejes Luminancia Uniformidad columnas media (cd/m2) media 23 0,80 0,5 Uniformidad longitudinal 0,7 00 LED_Intro_ridotta.indd 11 Torcia LED Visconti LED Sforza con forcella LED Montecarlo LED Campana LED Volo LED Aura LED Torcia LED Visconti LED Sforza forcella LED Montecarlo LED Campana LED Volo LED Aura LED Bastia LED Lanterna LED Lanterna LED Dispositivos a LED (nueva tecnología) Bastia LED Vista LED Clima LED Clima LED 1000 Dispositivos a LED (nueva tecnología) Dispositivos convencionales (vieja tecnología) Vista LED 2000 Aparatos con poca eficiencia 3000 Aparatos de baja eficiencia 4000 Aparatos de muy baja eficiencia 5000 Globo LED 10 Globo LED 20 Aparatos con poca eficiencia 40 30 Aparatos de baja eficiencia 50 Dispositivos convencionales (vieja tecnología) Aparatos de muy baja eficiencia 80 70 60 0 Flusso luminoso emesso (lm) Flujo luminoso emitido 100 90 0 Efficienza efi apparecchio (lm/W) Luminaria ciencia Dispositivos de tecnología LED y tradicional: la eficiencia y el flujo luminoso en comparación 20/02/13 15.38 Posibilidad de “luz dinámica” = ahorro energético “Luz dinámica” 12 Luz dinámica Las luminarias integran un sistema electrónico basado en un microprocesador para el control del flujo luminoso para explotar completamente la potencialidad de ahorro energético que ofrecen los LEDs, que permite una regulación continua de cero a 100% con un ahorro energético proporcional. Este permite hacer funcionar la luminaria a una potencia reducida en algunas instalaciones, según periodos programables o mediante el uso de sensores oportunos, por ejemplo de luz o de presencia. En concreto, según la normativa vial UNI-11248:2007, es posible clasificar dinámicamente las vías, desclasificándolas hasta dos categorías menos, y reducir el flujo durante algunos momentos de la noche, cuando el tráfico es muy reducido. Así mismo, la luz dinámica es indicada para zonas muy poco concurridas, como aparcamientos cubiertos y pasos subterráneos. Ejemplo: Dispositivo para la regulación con dimmer en dos niveles de potencia de luminarias de LED. Para simplificar la aplicación de luz dinámica, se puede programar la luminaria durante la instalación según un cierto número de escenarios establecidos, que pueden activarse por un tiempo a partir del momento del encendido o a una hora establecida, o por un tiempo al alcanzar el sensor de luminosidad un umbral. Una aplicación tipo sencilla prevé que las luminarias estén controladas por un interruptor crepuscular exterior que alimente la línea eléctrica; por ejemplo, al encender las luminarias funcionan al 100%, después de 4 horas pasan al 75%, después de 6 horas pasan al 50% y después de 10 horas vuelven al 100%. Las luminarias se apagan luego cuando el crepuscular general corta la corriente a la línea. O bien, algunas luminarias pueden incorporar un dispositivo para la regulación de dos niveles de potencia que, programados previamente o programados por el cliente, se basan en el cálculo de la medianoche virtual. El dispositivo está integrado en la luminaria y no requiere ninguna modificación en la instalación por parte del instalador. La luminaria ha de cablearse normalmente con un cable bipolar (fase+neutro) o tripolar en caso de luminaria con clase de aislamiento I (fase+neutro+neutro). La conmutación del relé se produce entre 2 contactos de intercambio que permiten a los drivers funcionar o no dependiendo de cómo se haya realizado el cableado. La reducción del flujo luminoso está configurada en 7 horas (valor de fábrica) y todo se produce sin ningún cable de mando o fase de control. La media entre el periodo de encendido (atardecer) y de apagado (amanecer) del sistema de alumbrado es el punto de referencia para el dispositivo, y se indica como “medianoche natural”. Un microprocesador calcula el tiempo de conmutación deseado partiendo de este punto de referencia. Las configuraciones de fábrica son 3 horas antes (hacia las 22 h) y las 4 horas después (hacia las 5) respecto a la “medianoche natural”. El usuario final puede modificar fácilmente la duración en cualquier momento. Montecarlo Lanterna Sforza Modoled Clima Brera Monza Pordoi Ejemplo de regulación 100% 75% 50% 25% 0% With dimmer switch After 4 hours After 6 hours 100% After 10 The lighting fixture hours is turned off using a dimmer switch 100% 50% Volo Disco Musa Astro Stelvio Visconti Estas luminarias pueden suminis-trarse con la tarjeta de control simple o con la tarjeta para el control por DMX o PC, subcódigo 0078. Los modelos pueden funcionar con reloj automático o manual. Nuestros artículos: Brera, Montecarlo, Lucerna, Sforza, Visconti, Pordoi, Disco: Bajo pedidio con alimentador dimmer 1-10V subcódigo 12. Stelvio, Saturno: Serie alimentador dimmer 1-10V. 00 LED_Intro_ridotta.indd 12 13/02/13 17.16 Posibilidad de “luz dinámica” = ahorro energético “Sistema de Portadora de Línea” 13 Sistemas para la telegestión de ondas portadoras Características técnicas del módulo de gestión (que introducir dentro del cuadro de mando) Alimentación: 230Vac 50/60Hz (aprox. 21mA a 230V, 44mA Max). Caja: grado de protección IP20, fijación barra DIN 9 módulos. Reloj calendario: error máximo de +/- 4min/año en el rango 0-70°C. Capacidad de memoria: aproximadamente 20 días para una instalación con un número máximo de puntos controlados (990). Temperatura de funcionamiento: temperatura ambiente -20°C +55°C. En caso de falta de alimentación: ninguna pérdida de datos, 3 días de autonomía sobre el funcionamiento del reloj. Sección de las entradas: configuradas como 2 En a 24Vdc. Equipamiento: - reloj calendario con sincronización automática desde remoto par parte del PC del centro de control; - grabación de todas las medidas realizadas por los módulos; - muestreos realizados: hasta 3 por cada noche, una de las cuales fijo después de 7 minutos del encendido de la instalación. - puerto serial asincrónico RS232 para la configuración local de la instalación. - puerto serial asincrónico RS485/RS422 para la conexión con el master del sistema y para la conexión de otros módulos. - 2 LEDs de señalización (RX/TX) de la comunicación en curso. - LED de señalización de presencia de la alimentación. Puede introducirse un controlador dentro de la luminaria o dentro de la columna, capaz de monitorizar los parámetros característicos de funcionamiento. El controlador está conectado eléctricamente a la luminaria mediante la salida 1-10Vdc o PWM del transformador de la luminaria misma. Este sistema de telegestión se define «punto a punto». Un sistema se denomina «punto a punto»cuando el conjunto de los equipos eléctricos está destinado a la monitorización, programación y control de cada una de las luminarias de LED. Este sistema se basa en la tecnología de ondas portadoras que permite la comunicación bidireccional de informaciones digitales entre el módulo instalado en la luminaria y el módulo de gestión. El módulo de gestión está ubicado dentro del cuadro de mando. Los datos digitales se modulan a la tensión de la red, y no son por tanto necesarios buses o conductores adicionales en la instalación. Con el sistema «punto a punto» es posible, por ejemplo, monitorizar y registrar los parámetros eléctricos de la luminaria y, en función de estos, señalar posibles anomalías y alarmas, apagar, encender y regular la intensidad de la luz de la luminaria. Esto se realiza mediante mandos manuales o planificados. La comunicación entre el centro de control (PC) y el sistema «punto a punto»se produce siempre mediante el cuadro a través de los canales de comunicación clásicos (GSM-GPRS-rete LAN etc.). A continuación lo mandos impartidos por el centro de control pasan del módulo de gestión dentro del cuadro a cada una de las luminarias por medio de las ondas portadoras. El módulo de gestión puede controlar hasta un máximo de 990 puntos de luz y puede llegar a una distancia máxima de 1,5Km. Más allá de esta distancia, también esposible configurar el módulo dentro de la luminaria como repetidor de señal. También se programan una serie de escenografías en el módulo de gestión para la regulación de las luminarias. De hecho, cada uno de los controladores introducidos en las luminarias mantiene de todas formas, en el interior de su memoria, algunas informaciones relativas al ciclo que utilizar para la luminaria. El ciclo de cada una de las luminarias se aplica cada día, a horarios establecidos con hasta cinco configuraciones en las que se pueden definir el horario de la aplicación y la acción que ejecutar. El módulo «punto a punto» es, pues, autónomo en la gestión del ciclo de su luminaria aunque faltara la comunicación con el módulo de gestión. Toda esta serie de controles, ajustes e informaciones es gestionada con un software apropiado capaz de descargar periódicamente todos los datos para la gestión de las instalaciones y las comprobaciones de las posibles anomalías. CENTRO DE CONTROL MÓDULO DE GESTIÓN PUNTO A PUNTO transmisión de datos GSM/GPRS Características técnicas para controlar punto a punto ONDAS PORTADORAS DE DATOS (que introducir dentro de la luminaria). Alimentación: 150 - 254Vac 50/60Hz autoalimentado. Caja: plástico con grado de protección IP20 o IP66. Conexión: versión IP66 mediante cables FROR-Npi 2x2,5mm2 L=20cm Versión IP20 con bornes; colocados en serie entre la línea de alimentación y la luminaria. Consumo interno min. 0,7 VA Temperatura de funcionamiento: temperatura ambiente -20°C +65°C. Comunicación: ASK de ondas portadoras Velocidad de comunicación: 1000 Baudios Normas de referencia: EN50065-1, EN50178 Clase de aislamiento: Clase 2 Salida de control: 1-10 Vdc; PWM; DALI 00 LED_Intro_ridotta.indd 13 MÓDULO DE GESTIÓN PUNTO A PUNTO MÓDULO DE TELEGESTIÓN PUNTO LUZ ONDAS PORTADORAS DE DATOS MÓDULOS ADICIONALES PARA LA TELEGESTIÓN CONSOLA 20/02/13 15.49