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*Paolo Di Lecce; *Filippo Manfredi- Reverberi Enetec
Paolo Di Lecce, Filippo Manfredi
La tecnologia LED ha portato alla ribalta dispositivi per il risparmio energetico che
presentano qualche limite applicativo: una marea montante, che sta diventando uno
standard negli impianti di illuminazione pubblica, laddove si installino nuovi apparecchi LED
Una logica... “antismart”
Mezzanotte virtuale o risparmio virtuale?
In questo articolo partiamo dal considerare alcu-
ni semplici algoritmi software che vengono resi
disponibili nei driver dei LED, spesso perciò
a costi molto bassi, che presumono
di calcolare il momento indicativo
in cui ci si aspetta la mezzanotte, per
consentire la regolazione del flusso luminoso
mediante un programma orario preimpostato
in fabbrica. Dal momento che però non si tratta
di valutazioni basate su orari reali, ma su dati
indiretti, in questa sede cercheremo di capire
perché gli errori generati da questi dispositivi
siano significativi. Un altro importante aspetto
critico nevralgico di questi dispositivi è quello
che - una volta programmati - non possano
essere facilmente riprogrammati, a meno di
utilizzare apparecchiature costose per recarsi
presso gli apparecchi, in quota, sperando che
l’apparecchio a LED sia anche di facile apertura.
(Ovvero: queste considerazioni fanno facilmente
capire come la riprogrammazione sia appunto
un evento virtuale, come la mezzanotte, che
nessuno farà mai, e quando si legge o si dice
che il dispositivo è riprogrammabile lo si fa solo
per ingannare chi con conosce le problematiche
e per coprire un limite reale dell’applicazione).
ASSIL, Associazione Italiana dei costruttori di Illuminazione, coglien-
do un sempre maggiore interesse per i sistemi di telegestione, ha ri-
tenuto opportuno affrontare la problematica con i propri associati ed
ha individuato un percorso volto a dare chiarezza agli operatori del
settore.
Qual è la migliore definizione di “illuminazione urbana intelligente”?
Una definizione che raccoglie molti consensi è la seguente:
“Effettiva integrazione, automatica ed ecocompatibile, di sistemi fisi-
ci, digitali e sociali per garantire la migliore illuminazione, sicurezza
ed interoperabilità in ogni situazione. Il sistema di illuminazione
intelligente potrebbe integrarsi o interfacciarsi con altri sistemi intel-
ligenti come smart building, smart city o smart grid“.
Gli ambiti all’interno dei quali opera questo tipo di illuminazione sono:
Telecontrollo: Trasmissione, dalla periferica al computer del Centro di
Controllo, dei dati e degli stati di funzionamento dell’impianto (moni-
toraggio dei parametri funzionali)
Telecomando: Programmazione, comando e regolazione a distanza
delle modalità di funzionamento di un impianto tramite un adeguato
software installato presso un Centro di Controllo
Telegestione: Insieme delle funzioni di telecontrollo e telecomando
tramite un unico software di gestione.
Centro di Controllo: PC o server, installato anche a grande distanza
dagli impianti, che raccoglie e gestisce tutti i dati e le attività relative
agli impianti di Pubblica Illuminazione di una città o di un quartiere
tramite un applicativo Software dedicato.
Volendo classificare i vari tipi e livelli crescenti di soluzioni tecnologi-
che, si possono adottare le seguenti definizioni:
Livello 1 - Sistema stand alone• Non comunica a distanza
• Multilivello, in quanto modifica autonomamente i livelli di
illuminazione durante la notte
• Pre-programmato in fabbrica e/o modificabile solo recandosi in sito
• L’accensione e lo spegnimento sono rapportati al ciclo giorno/notte
durante tutto l’anno, modificando gli orari in accordo alle stagioni
Livello 2 – Telecontrollo• Multilivello, in quanto modifica autonomamente i livelli di
illuminazione durante la notte
• Comunicazione unidirezionale: da periferica al Centro di Controllo.
La periferica comunica al Centro di Controllo gli stati, gli allarmi e le
misure;
• L’accensione e lo spegnimento sono rapportati al ciclo giorno/notte
durante tutto l’anno, modificando gli orari in accordo alle stagioni
QUANTO E’ “INTELLIGENTE” UN APPARECCHIO DI ILLUMINAZIONE? LA CLASSIFICAZIONE ASSIL
[email protected] 72 27/08/15 15:07
Livello 3 –Telegestione• Comunicazione bidirezionale: la periferica comunica al Centro di Controllo
gli stati, gli allarmi e le misure di ogni singolo punto luce; il Centro di
Controllo può interagire con la periferia per modificare le programmazioni, le
impostazioni o addirittura in real time per comandare accensioni, spegnimenti
e regolazioni di luce in ogni singolo punto luce
• Multilivello in quanto modifica autonomamente i livelli di illuminazione
durante la notte
• L’accensione e lo spegnimento sono rapportati al ciclo giorno/notte durante
tutto l’anno, modificandogli orari in accordo alle stagioni
Livello 4 –Telegestione & interoperabilità• Comunicazione bidirezionale: la periferica comunica al Centro di Controllo
gli stati, gli allarmi e le misure di ogni singolo punto luce; il Centro di
Controllo può interagire con la periferia per modificare le programmazioni, le
impostazioni o addirittura in real time per comandare accensioni, spegnimenti
e regolazioni di luce in ogni singolo punto luce, tramite un software aperto e
che interagisce con altri sistemi in ottica “smart city”.
* Multilivello in quanto modifica autonomamente i livelli di illuminazione
durante la notte
* Interagisce in tempo reale con sensori (luce solare – meteo – traffico ecc.),
per garantire la migliore illuminazione in quel momento, ovvero quella che
garantisce la maggiore sicurezza e il maggior risparmio energetico
*Predisposto per consentire la trasmissione dei dati di sistemi no lighting (Wi-
Fi, videosorveglianza, Gestione totem interattivi, Servizi informativi ecc.)
Smart Lighting: come i punti luce equipaggiati con dispositivi intelligenti
comunicano con il quadro di alimentazione, e questo con il server del Centro di
Controllo e Supervisione
Dispositivo per il controllo e la dimmerazione del punto luce
in Radio Frequenza(courtesy: Reverberi Enetec)
Un’altra limitazione apportata da questi disposi-
tivi è quella che la difficoltà di riprogrammazione
diventa impossibilità quando si dovesse - anche
fra soli 10 anni - pensare di dotare l’impianto
di dispositivi Smart, sia nel campo dell’illumina-
zione, sia in altri settori: di fatto i costi di ripro-
grammazione se non di sostituzione sarebbero
cosi elevati da disincentivare qualunque inve-
stimento futuro, fino a quando gli apparecchi
a LED non fossero completamente sostituiti. E
allora? Questa marea silenziosa di dispositivi a
mezzanotte virtuale annegano di fatto ogni idea
di Smart City e tutti i desideri di investimento
Smart per i prossimi 10-20 anni, la vita attesa
dell’apparecchio LED.
I limiti del calcolo della mezzanotte
virtuale
I software di calcolo della mezzanotte virtuale si
basano su un semplice concetto: la mezzanot-
te è all’incirca a metà della notte. Basta perciò
misurare quanto è durata la notte precedente
e presumere che la mezzanotte sarà, a partire
dall’accensione dell’impianto, dopo la metà
delle ore di accensione della notte precedente.
Un concetto molto efficace all’Equatore, molto
meno quando si sale alle nostre latitudini.
I fattori che possono disturbare questo calcolo
possono essere di vari tipi:
1.Accensione e spegnimento dell’impianto
con interruttore crepuscolare. In questo ca-
so la durata della notte può variare anche di
mezz’ora da un giorno all’altro, nel caso che
le condizioni meteo siano differenti. A questo
si pone facilmente rimedio calcolando la dura-
ta della notte come media, ad esempio, delle
durate degli ultimi 5 giorni. Inoltre questo in-
conveniente non si verifica se l’accensione è
comandata da orologio crepuscolare astrono-
mico. Le variazioni di durata della notte non
sono significative se valutate in ambito di giorni
vicini tra loro.
2.Accensione breve. Una manutenzione
dell’impianto, un black out, possono determina-
re un calcolo profondamente errato, ma a que-
sto si pone parzialmente rimedio semplicemente
scartando dei valori di durata inferiori ad una
certa soglia ( per esempio, inferiori alle 6 ore).
3.Collocazione geografica. In relazione al-
la posizione geografica del luogo dove sono
installati gli impianti, la mezzanotte vera può
variare, nell’arco dell’anno, anche di mezz’ora.
I nostri software di calcolo indicano una varia-
zione possibile, tra Bardonecchia e Otranto, di
quasi un’ora. Questo significa che rispetto alla
mezzanotte vera ad Otranto la mezzanotte reale
sarà circa mezz’ora più tardi di quella presunta,
mentre a Bardonecchia si anticiperà di mezz’ora.
4.Ora legale. L’ora legale, che è una conven-
zione, non può essere presa in conto da questi
software. Quindi l’algoritmo indicherà che si è a
mezzanotte quando l’ora reale è l’una di notte
nel periodo di ora legale. Ed a questo problema
Alimentatori elettronici dimmerabili per lampade a scarica: il cuore dello Smart Lighting
Esempio di ciclo giornaliero eseguibile da dispositivi con la stima della mezzanotte virtuale
[email protected] 73 27/08/15 15:07
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non c’è rimedio. Si pensi a tutte le leggi regionali
che obbligano alla riduzione del flusso luminoso
entro una certa ora, di solito le 23 o le 24. Ebbe-
ne la legge non sarà rispettata nel periodo di ora
legale se si imposta la dimmerazione alle 24.00.
Il risparmio è virtuale se si tiene
conto delle norme e della sicurezza
Quindi i dispositivi che calcolano la mezzanotte
virtuale sono piuttosto imprecisi, con il rischio
di non rispettare le leggi regionali sull’inquina-
mento luminoso. Nei casi estremi, si può arrivare
anche a 1,5 ore di differenza tra mezzanotte
presunta e mezzanotte reale. Abbiamo cercato
di capire le conseguenze in un giorno dell’anno,
ma cosa succede quando si esamina l’anno nel
suo complesso?
Bisogna innanzitutto aver chiaro che il ciclo di
funzionamento di questi dispositivi è uno ed uno
1 Carmiano (LE). Il nuovo impianto di illuminazione ha riguardato anche il centro storico. 2 Uno dei 19 quadri di alimentazione installati (cortesia: Reverberi Enetec). 3 Alcuni dei nuovi apparecchi stradali a luce LED. 4 Smart Lighting: dispositivo per il controllo del punto luce con la tecnologia delle Onde Convogliate.
Il Comune di Carmiano (LE) ha bandito una gara per l’ammodernamento
degli impianti di Illuminazione Pubblica in regime di Project Financing.
L’appalto è stato vinto dalla società Berlor, una delle più attive in zona nel
settore specifico. Il progetto che è risultato vincente prevedeva la sosti-
tuzione di 2.160 apparecchi di illuminazione con prodotti più efficienti a
tecnologia LED, tutti dotati di modulo di controllo punto punto LPL della
Reverberi Enetec.
Nei 19 quadri di alimentazione sono stati installati i cosiddetti Gateway
a Onde Convogliate, ovvero i dispositivi DIM, LPM, RAM che interrogano
periodicamente i moduli LPL e ne comandano in tempo reale il livello di
illuminazione. I risultati ottenuti mostrano un risparmio del 35%, supe-
riore al 30% ipotizzato in fase di gara. Lungo i 4 assi di accesso alla città
sono installati sensori LTM di ultima generazione per la misura della Lu-
minanza e del Traffico in tempo reale, in modo da adattare le condizioni
di illuminazione a quanto effettivamente avviene in città. Altri dispositivi
per la Smart City completano l’intervento: telecamere installate in alcu-
ni punti sensibili, Hot Spot Wifi nelle aree pubbliche di maggior pregio.
Dispositivi alimentati tutti dagli impianti di Pubblica Illuminazione,
grazie ai moduli LPL che accendono e spengono le lampade sulla base di
un ordine che arriva dal Gateway. L’architettura di impianto è gestita dal
Software Maestro Professional, in versione client server, con possibilità di
interfaccia web per il comune
UN ESEMPIO DI INVESTIMENTO OCULATO: UN PROJECT FINANCING NEL COMUNE DI CARMIANO (LE)
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solo, per qualunque giorno dell’anno. La norma
UNI 11248 e la norma UNI 11431 consentono la
riduzione del flusso luminoso quando il traffico
- rispetto al flusso di portata della strada - si è
ridotto del 50% e del 75%.
Cosa succederà nel giorno della festa del San-
to Patrono, nei giorni che precedono il Natale,
nelle notti bianche, ed in qualunque occasione
in cui il traffico è sostenuto fino a tarda ora?
Probabilmente le condizioni per ridurre il flusso
luminoso si verificheranno alle 2 o anche alle
3 di notte (pensiamo all’estate oppure ad una
via molto trafficata come Corso Buenos Aires
a Milano). Per garantire la sicurezza in questi
giorni dell’anno, dovrei impostare in fabbrica un
ciclo urbano che preveda la riduzione del flusso
luminoso alle 2 di notte. Ma purtroppo il ciclo
impostabile è uno solo, quindi mi troverei ad
avere tutte le notti una dimmerazione alle 2 del
mattino. Quali risparmi in questo caso? Il 10%?
Potrebbe essere anche tanto.
L’amministrazione attenta al risparmio per ri-
spettare le leggi sull’inquinamento luminoso
ed avere almeno un 20% di risparmio ridurrà
il flusso luminoso alle 23.00, ma poi con qua-
le coscienza affronterà una notte bianca o un
concerto affollato sapendo che gli impianti dalle
23.00 sono a metà regime? La sola risposta è un
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controllo della regolazione con orologio calendario, e sistema punto punto,
dove l’impianto sa sempre in che giorno o in che stagione si è, le centraline
sono sempre in grado di tenere conto dell’ora legale, ed è possibile anche
definire cicli orari diversi in funzione delle stagioni o del luogo. Ad esempio:
si potrebbe decidere di dimmerare a partire dalle 20.00 in inverno, e a
partire dalle 23.00 in estate. O anche adottare un profilo di dimmerazione
diverso nel corso della settimana rispetto al week end. Se l’impianto di
illuminazione è localizzato in area industriale, durante il w.e. si è sempre in
condizioni di ridurre il flusso luminoso fin dall’accensione, se non ci sono
lavorazioni, e sincronizzare i cicli di dimmerazione con gli orari degli uffici.
Ma la stessa cosa non è possibile con un ciclo fisso e invariabile, che non
sappia distinguere i week-end dai giorni lavorativi.
Con un orologio calendario ed un sistema punto punto invece si arriva ad
ottenere il 30% - 35% di risparmio, senza compromettere la sicurezza.
Troppo spesso in alcune città si sono viste applicazioni anche di alimenta-
tori elettronici dimmerabili dotati di algoritmi per la mezzanotte virtuale:
per ottenere il risparmio contrattuale si dimmerava alle 19.00 in inverno,
situazione nella quale poi si verificano puntualmente incidenti o si assiste
alle lamentele della popolazione, perché una riduzione del flusso del 50%
è ben visibile.
Inoltre un sistema punto punto, se telecontrollato, permette anche di ri-
programmare a costi minimi attraverso il software del centro di controllo
i profili di dimmerazione, una opzione molto utile se non indispensabile
nei casi di eventi puntuali come le notti bianche. Una alternativa ai sistemi
punto punto comandati da orologio calendario è da ricercare nella Smart
City e nello Smart Lighting: un sistema che concilia la sicurezza, con un ri-
sparmio che può arrivare anche al 50%! Installando un sistema di controllo
e comando punto punto, gestito da una sonda come la LTM, si possono
avere informazioni in tempo reale sulla luminanza e sul traffico e quindi
regolare l’impianto in modo che solo quando ci sono le effettive condizioni
che consentono la dimmerazione questa possa essere attuata.
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Esempi di schermate per il controllo del singolo punto luce (cortesia: Reverberi Enetec)
http://www.reverberi.it/it
[email protected] 75 27/08/15 15:07