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1. 2 Premessa Nei sistemi di illuminazione pubblica di distretti energetici (tratte stradali, centri commerciali, centri di attività terziarie, etc.)

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Presentazione sul tema: "1. 2 Premessa Nei sistemi di illuminazione pubblica di distretti energetici (tratte stradali, centri commerciali, centri di attività terziarie, etc.)"— Transcript della presentazione:

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2 2 Premessa Nei sistemi di illuminazione pubblica di distretti energetici (tratte stradali, centri commerciali, centri di attività terziarie, etc.) lilluminamento richiesto nelle ore serali e nelle ore notturne non è lo stesso. Mantenere lo stesso livello di illuminamento causa sprechi energetici non ripagati da vantaggi concreti.

3 3 Premessa possibilità di alimentare le tratte di illuminazione con sistemi di controllo attivo; gestione ottimale del sistema locale in relazione alle specificità del distretto ed alle condizioni di illuminazione naturale. Esistono ampi margini per contenere il consumo energetico da illuminazione pubblica attraverso la riduzione del flusso luminoso in ottemperanza alle vigenti norme, legati alla :

4 4 Principi della visione Gli stimoli luminosi sono percepiti dai fotorecettori che emettono impulsi nervosi, originando la sensazione visiva. Tipi di fotorecettori: coni visione fotopica o diurna coni: soglia di eccitazione elevata, sensibili al colore (visione fotopica o diurna) bastoncelli visione scotopica bastoncelli: elevata sensibilità, mancanza dellinformazione colore (visione scotopica o crepuscolare)

5 5 Principi della visione scotopica La soglia della visione scotopica è una decade più bassa di quella fotopica. scotopica Con la visione scotopica possono verificarsi più facilmente fenomeni di abbagliamento. La sensazione visiva è fondamentalmente legata al contrasto fra due luminanze; si può definire un indice di contrasto: Lo = Luminanza oggetto; Ls= Luminanza sfondo

6 6 Principi della visione La visione è quindi leffetto sensoriale generato dalla luce sullorgano visivo. I principali parametri che la caratterizzano sono: adattamento visivo contrasto abbagliamento acuità visiva

7 7 Isteresi della visione Velocità di adattamento della visione alle diverse condizioni ambientali: circa 7 minuti per i coni; circa 1 ora per i bastoncelli.

8 8 Confort visivo Una buona visione si ottiene con: una sufficiente illuminazione dello spazio da visualizzare; una luminanza dellambiente compatibile con quella del fondo; lassenza di sorgenti luminose che creino abbagliamento.

9 9 Limiti della visibilità Il sistema visivo è in grado di elaborare immagini aventi intensità luminose in un esteso intervallo di valori (1: ). Ciò, unito alle caratteristiche di sensibilità dei fotorecettori, fa sì che ad una consistente variazione di luminosità non consegua una elevata variazione della percezione visiva.

10 10 Limiti della visibilità LA BUONA VISIONE SI OTTIENE ANCHE CON UNA RIDOTTA ILLUMINAZIONE ARTIFICIALE In mancanza di fonti luminose che recano fastidio alla visione (assenza di luce crepuscolare, insegne di negozi spente, etc.) LA BUONA VISIONE SI OTTIENE ANCHE CON UNA RIDOTTA ILLUMINAZIONE ARTIFICIALE

11 11 Finalità Lapparecchiatura LUCE mira ad aumentare lefficienza dei sistemi di illuminazione attraverso lottimizzazione dellalimentazione delle lampade e la gestione intelligente dellintero sistema di illuminazione, favorendo: consumi elettrici un sensibile contenimento dei consumi elettrici servizio lincremento della qualità del servizio vita media tempi di manutenzione. laumento della vita media delle lampade e la conseguente riduzione dei tempi di manutenzione.

12 12 Principio di funzionamento Lalimentazione alle lampade è fornita da moduli di potenza diversificati, costituiti da trasformatori di corrente opportunamente governati.

13 13 Principio di funzionamento La tecnologia utilizzata consente di ottenere incrementi (o decrementi) minimi di tensione del valore desiderato in base al numero di trasformatori quadripoli utilizzati: il numero di steps ottenibili è 3 n, essendo n il numero dei trasformatori. Per esempio: 3 trasformatori27 regolazioni 4 trasformatori81 regolazioni 5 trasformatori243 regolazioni

14 14 Risultati Ciascun modulo può dare un contributo additivo, o sottrattivo o nullo. Questa gestione consente una maggiore precisione della regolazione della luminosità e una drastica riduzione di elettrosmog. Per la realizzazione dellapparecchiatura L.U.C.E., sono previsti 3 moduli perché 27 regolazioni sono sufficienti alla funzione desiderata.

15 15 Risultati I servizi di illuminazioni sono interamente programmabili in funzione delle esigenze. RISPARMIO ENERGETICO OTTIMIZZAZIONE SERVIZIO RIDUZIONE INQUINAMENTO LUMINOSO AUMENTO VITA MEDIA LAMPADE REGOLAZIONE E STABILIZZAZIONE LUMINOSITÀ

16 16 Algoritmo di processo Le regolazioni della luminosità sono gestite da un micro- controllore e da vari programmi predefiniti scelti secondo le diverse applicazioni (posizione strada, classe strada, ecc.)

17 17 Algoritmo di processo Il microcontrollore è asservito al blocco ricognizione effemeridi solari che scandisce la lettura delle locazioni di memoria in cui sono presenti i programmi di illuminazione. Ricognizione effemeridi solari Banco di memoria

18 18 Algoritmo di processo Lapparecchiatura prevede: lottimizzazione della luminosità tramite le informazioni fornite da sensori esterni; lacquisizione e registrazione dei dati del servizio prestato. Ingresso analogico e digitale Banco di memoria

19 19 Analisi economica Condizione di riferimento: tratta di illuminazione stradale e perimetrale del CR ENEA Casaccia (anno 2005); ipotesi assunte: costo energia medio ponderato in funzione delle ore di funzionamento per ciascuna fascia; periodo medio di funzionamento: 11,35 ore giornaliere; costo unitario apparecchiatura nellipotesi di produzione di piccola/media serie (inferiore di circa il 25%); vita media apparecchiatura: 10 anni; apparecchiatura trifase da 30 KW valutazione risparmio TEE ai sensi dei D.M. 20 luglio 2004.

20 20 Analisi economica Dati CR ENEA Casaccia Ore funzionamento medio (h/g)11,35 Costo unitario medio ponderato (/kWh)0,06463 Consumo annuo (kWh/a) ,50 Spesa annua energia elettrica (/a)8031,85

21 21 Analisi economica Dati stimati mediante il sistema L.U.C.E. Costo apparecchiatura ()6500 Percentuale energia elettrica risparmiata30% Consumo annuo (kwh/a) Spesa annua energia elettrica (/a)5.515 Risparmio (/a)2.363,72 Tempo di pay-back (a)2,7

22 22 Conclusioni L.U.C.E.: risparmi energetici consente risparmi energetici maggiori del 30%; riduce limpatto ambientale; limita gli interventi di manutenzione; ammortizza il suo costo in circa 3 anni di utilizzo.

23 23 Conclusioni I sistemi attualmente presenti sul mercato fanno uso di trasformatori multi-uscita o di trasformatori abbinati a variac motorizzati, ove gli azionamenti sono demandati a relè elettromeccanici. Lapparecchiatura L.U.C.E., basata sul sistema illustrato, consente la regolazione della luminosità senza distorcere apprezzabilmente la forma donda della corrente che fluisce nelle lampade, limitando lemissione di disturbi elettromagnetici.

24 24 Conclusioni Va considerato, inoltre, che nel sistema in questione gli azionamenti avvengono in tempi rapidi e senza lusura di organi elettromeccanici. La peculiarità della tecnologia proposta è quella di costituire una valida alternativa ai sistemi attuali utilizzati per la regolazione remotizzata di una sorgente di alimentazione in alternata. A titolo di esempio, essa può essere utilizzata per sostituire variac motorizzati, per controllare a distanza sottostazioni fornitrici di energia, etc.

25 25 UTS Fonti rinnovabili e Cicli Energetici Innovativi Gruppo Supervisione e Controllo di Sistemi Energetici Sistema L.U.C.E. (Light Using Capful Energy ) ottimizzazione dei sistemi di illuminazione pubblica Massimo Presaghi Giovanni Puglisi Francesco Romanello Simonetta Fumagalli Giuseppe Leonardi Vincenzo Iacoboni Michele Sica C.R. ENEA Casaccia:C.R. ENEA Ispra:SISTEMA S.r.l.


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