Sistemas inteligentes de iluminação pública

Todo mundo está acostumado há muito tempo com a iluminação artificial nas ruas e a considera um dado adquirido. Lâmpadas colocadas em vários postes iluminam rodovias, estradas, rodovias, pátios, playgrounds e outros territórios e objetos. São acionados de forma automática ou manual, em determinado horário do dia conforme agendamento ou a critério do despachante.

Em diferentes locais, dependendo das características do objeto iluminado, são utilizadas lanternas com refletores, lanternas difusas ou lanternas com abajures de formatos diversos. Desta forma, as estradas principais são iluminadas com lâmpadas refletoras, as estradas secundárias também podem ser iluminadas com lâmpadas difusas com sombras difusas e os parques e caminhos são frequentemente iluminados com uma luz suave emitida por sombras esféricas ou cilíndricas.

SNiP 23-05-95 «Iluminação natural e artificial» regula o funcionamento da iluminação pública, sendo que as alterações a esta norma em 2011 implicam agora a introdução generalizada da tecnologia LED.O regulamento diz respeito, entre outras coisas, à garantia da segurança do tráfego rodoviário e de pedestres, em relação ao qual os valores da potência da lâmpada e o nível de iluminação são determinados para objetos com finalidades diferentes.

A segurança rodoviária vem em primeiro lugar e aqui é importante ter em conta tanto a velocidade de circulação como as características do terreno, bem como a presença de elementos da infraestrutura de transporte: pontes, cruzamentos, cruzamentos, etc.

A visibilidade para o condutor deve ser tal que não contribua para a fadiga precoce. É de extrema importância a iluminação horizontal em vias e ruas, que é definida no documento pela categoria de iluminação e intensidade de tráfego.

Os seguintes tipos de lâmpadas são tradicionalmente usados ​​para iluminação pública: lâmpadas incandescentes, lâmpadas de arco de mercúrio de alta pressão, lâmpadas de iodetos metálicos de arcoassim como lâmpadas de sódio de alta e baixa pressão. Nos últimos anos, as lâmpadas LED foram adicionadas a esta gama.

Quanto às lâmpadas LED, suas propriedades luminosas e características técnicas estão à frente de outros tipos de lâmpadas tradicionalmente utilizadas para iluminação pública. Os LEDs são muito econômicos, consomem um mínimo de eletricidade, podem converter diretamente, com quase 90% de eficiência, a corrente elétrica em luz.

Por uma questão de justiça, notamos que em potências significativas, os LEDs hoje são inferiores em termos de eficiência a alguns tipos de lâmpadas tradicionais. Mas, de acordo com as previsões dos especialistas, nos próximos anos a tecnologia LED atingirá tal grau de perfeição que substituirá completamente as lâmpadas de descarga de gás no campo da iluminação pública.

Isso é basicamente tudo o que pode ser dito sobre os sistemas convencionais de iluminação pública. No entanto, vamos mencionar algumas desvantagens. Em primeiro lugar, é antieconômico. A eletricidade é consumida independentemente da realidade, e o sistema de iluminação pública convencional não é flexível. A segunda qualidade negativa é a necessidade de custos de manutenção e a impossibilidade de funcionamento contínuo, daí a necessidade de sacrificar temporariamente a segurança em caso de avarias.

Essas desvantagens são desprovidas de sistemas inteligentes de iluminação pública. Um sistema de iluminação pública inteligente deixa de ser apenas lanternas com lâmpadas, passa a incluir um conjunto de lâmpadas de rua e uma rede para troca de informações com um centro local (concentrador), transmitindo-as a um servidor para posterior processamento dos dados recebidos.

Aqui é assumida a comunicação bidirecional, que permite ajustar remotamente o brilho dos faróis, dependendo das condições meteorológicas e da natureza do trânsito no momento. Por exemplo, com neblina, o brilho deve ser adicionado e, com lua cheia, deve ser reduzido. Assim, a economia de energia é alcançada pelo menos 2 vezes em comparação com os sistemas convencionais de iluminação pública.

A manutenção de sistemas inteligentes de iluminação pública é mais rápida e econômica. O monitoramento contínuo do estado das lâmpadas do centro permite reagir imediatamente a um mau funcionamento e eliminá-lo rapidamente. Não é mais necessário que as equipes percorram regularmente a área controlada para saber se uma lâmpada está com defeito, basta ir até uma lâmpada já conhecida e simplesmente consertá-la.

O elemento-chave do sistema inteligente é o próprio poste de iluminação, que contém vários blocos principais: um driver de lâmpada, um módulo de comunicação, um conjunto de sensores. Graças ao driver, a lâmpada é alimentada por tensão estabilizada e corrente contínua. O controle digital e a transmissão de dados são realizados pelo módulo de interface de comunicação. Sensores monitoram o clima, a posição da coluna no espaço, o grau de transparência do ar. Assim, a eficiência da gestão da iluminação em cidades e rodovias atinge um patamar qualitativamente novo.

O nível de iluminação dos objetos em uma determinada área é monitorado em tempo real graças a um concentrador local que controla com precisão o brilho, a direção da luz e até sua cor. Dependendo das condições meteorológicas, intensidade do tráfego, presença de precipitação, o nível de iluminação artificial pode ser alterado automaticamente.

Amplificação da luz ou vice-versa — escurecimento — este processo pode ser controlado por eletrônicos inteligentes. A propósito, o escurecimento oportuno tem um efeito benéfico na expectativa de vida das lâmpadas LED e ajuda a economizar energia sem prejudicar outras pessoas.

Em alguns países ainda hoje é possível encontrar sistemas inteligentes com alimentação autônoma, quando cada polo possui uma bateria solar ou turbina eólica separada.

A energia do vento ou do sol (durante o dia) acumula-se constantemente na bateria, mas é consumida pela lâmpada consoante as necessidades, tendo em conta as condições externas, de forma adequada. As vantagens de tais soluções são óbvias. As lanternas praticamente não requerem manutenção, são autônomas, econômicas e seguras.A menos que você precise limpar periodicamente os abajures de poeira e sujeira, especialmente nas rodovias.

Um servidor remoto ou controlador de zona controla automaticamente o sistema inteligente de iluminação pública. Inicialmente, são definidas as configurações e um algoritmo de controle, de acordo com o qual são gerados sinais para ligar, desligar e ajustar o brilho das lanternas remotamente. Os sinais são enviados para as entradas de sinal dos drivers.

Isso proporciona economia de energia, maior vida útil da lâmpada e um sistema de iluminação econômico como um todo. Para transmissão de sinal, RS-485, canal de rádio, Ethernet, GSM, par trançado ou até mesmo linhas de energia são usados ​​como condutores para o sinal HF.

O uso de servidores permite endereçar uma determinada lâmpada, ligá-la ou apagá-la enviando o sinal correspondente à sua unidade de controle. Em particular, se um canal de radiofrequência for usado, o beacon receberá um endereço IP usando o protocolo TCP / IP.

Cada farol, ou melhor, unidade de controle de farol, recebe inicialmente um dos muitos milhares de endereços IP disponíveis, e o operador vê cada farol com seu endereço e status atual em um mapa de monitor de computador.

Entre os recursos do servidor estão pesquisas regulares de lanternas, e uma lanterna com um endereço de fábrica específico é simplesmente vinculada a um local no território. O controle GSM é utilizado em casos excepcionais devido ao seu alto custo.

Os sistemas inteligentes de iluminação pública têm três níveis de controle para lâmpadas individuais e, embora os métodos de controle variem de um projetista para outro, o princípio permanece o mesmo. Por exemplo, DotVision (França) oferece as seguintes opções de controle:

• Individual;

• Zonal com regulação de potência;

• Zonal com regulação e telemetria.

Com o controle individual, garante-se o máximo de economia, assim como alta precisão de atendimento para o conforto e segurança das pessoas. Cada lâmpada é controlada e regulada individualmente com reatores, transceptores e controladores inteligentes.

O controle de zona com regulação de energia remota é um compromisso em termos de equilíbrio entre economia e recursos. Um regulador de energia e sistema de telemetria baseado em LonWorks ou Modbus está instalado no gabinete de controle de zona, o que permite comunicação bidirecional entre o controlador de zona e o servidor de zona.

No controle de zona com telemetria, a economia é pequena, mas o controlador de zona monitora falhas claramente, realiza telemetria e controla remotamente as lâmpadas (ligar e desligar). A troca de dados bidirecional está disponível entre o servidor e o controlador para transmissão de informações de telemetria e sinais de controle.

Claro, além dos sensores de luz, responsáveis ​​​​por acender as luzes à noite e desligar as luzes pela manhã, existem outros métodos de controle automatizado. Por exemplo, Stwol (Coréia) oferece a capacidade de controlar a iluminação diretamente de acordo com o nível atual de iluminação. Mas não com a ajuda de um sensor fotográfico, mas com a ajuda do GPS.

As coordenadas geográficas estão associadas ao horário do nascer e do pôr do sol, — o programa faz os cálculos — e a uma determinada hora astronômica, o aparelho já sabe que vai escurecer em 15 minutos e acende as luzes com antecedência. Ou 10 minutos após o nascer do sol, orientando-se da mesma forma, apaga as lanternas.Um método mais simples é acender e apagar as luzes de acordo com uma programação, em uma determinada hora do dia, dependendo do dia da semana.