Sistemas inteligentes de alumbrado público

Todos llevan mucho tiempo acostumbrados a la iluminación artificial en las calles y lo dan por sentado. Las lámparas colocadas en varios postes iluminan carreteras, caminos, carreteras, patios, parques infantiles y otros territorios y objetos. Se encienden de forma automática o manual, en un momento determinado del día según el horario oa criterio del despachador.

En diferentes lugares, dependiendo de las características del objeto iluminado, se utilizan farolillos con reflectores, farolillos difusos o farolillos con pantallas de diferentes formas. De esta forma, las carreteras principales se iluminan con lámparas reflectoras, las carreteras secundarias también se pueden iluminar con lámparas difusas con pantallas difusas, y los parques y aceras suelen iluminarse con una luz suave emitida por pantallas esféricas o cilíndricas.

SNiP 23-05-95 «Iluminación natural y artificial» regula el funcionamiento del alumbrado público, y los cambios realizados a esta norma en 2011 implican ahora la introducción generalizada de la tecnología LED.El reglamento se refiere, entre otras cosas, a garantizar la seguridad del tráfico rodado y peatonal, en relación con lo cual se determinan los valores de la potencia de la lámpara y el nivel de iluminación para objetos con diferentes propósitos.

La seguridad vial es lo primero, y aquí es importante tener en cuenta tanto la velocidad de circulación como las características del terreno, así como la presencia de elementos de la infraestructura de transporte: puentes, intersecciones, intersecciones, etc.

La visibilidad para el conductor debe ser tal que no contribuya a la fatiga temprana. La iluminación horizontal en carreteras y calles es de suma importancia, lo que se define en el documento por la categoría de iluminación e intensidad de tráfico.

Los siguientes tipos de lámparas se utilizan tradicionalmente para el alumbrado público: lámparas incandescentes, lámparas de arco de mercurio de alta presión, lámparas de halogenuros metálicos de arcoasí como lámparas de sodio de alta y baja presión. En los últimos años, las lámparas LED se han sumado a esta gama.

En cuanto a las lámparas LED, sus propiedades lumínicas y características técnicas están por delante de otro tipo de lámparas utilizadas tradicionalmente para el alumbrado público. Los LED son muy económicos, consumen un mínimo de electricidad, pueden directamente, con una eficiencia de casi el 90%, convertir la corriente eléctrica en luz.

En aras de la justicia, observamos que, con potencias significativas, los LED actuales son inferiores en términos de eficiencia a algunos tipos de lámparas tradicionales. Pero según las previsiones de los expertos, en los próximos años la tecnología LED alcanzará tal grado de perfección que sustituirá por completo a las lámparas de descarga de gas en el ámbito del alumbrado público.

Esto es básicamente todo lo que se puede decir sobre los sistemas de alumbrado público convencionales. Sin embargo, mencionemos algunas desventajas. En primer lugar, es antieconómico. La electricidad se consume independientemente de la realidad, y el sistema de alumbrado público convencional no es flexible. La segunda cualidad negativa es la necesidad de costos de mantenimiento y la imposibilidad de una operación continua, como resultado de lo cual la necesidad de sacrificar la seguridad por un tiempo en caso de mal funcionamiento.

Estas desventajas están desprovistas de sistemas inteligentes de alumbrado público. Un sistema inteligente de alumbrado público ya no son solo faroles con lámparas, el sistema incluye tanto un conjunto de farolas como una red para intercambiar información con un centro local (concentrador), transmitiéndola a un servidor para su posterior procesamiento de los datos recibidos.

Aquí se supone una comunicación bidireccional, lo que le permite ajustar de forma remota el brillo de los faros, según las condiciones climáticas y la naturaleza del tráfico en este momento. Por ejemplo, con niebla, se debe agregar brillo, y con luna brillante, se debe reducir. Así, se consigue un ahorro energético de al menos 2 veces respecto a los sistemas de alumbrado público convencionales.

El mantenimiento de los sistemas inteligentes de alumbrado público es más rápido y rentable. El monitoreo continuo del estado de las lámparas desde el centro le permite reaccionar de inmediato ante un mal funcionamiento y eliminarlo rápidamente. Ya no es necesario que las cuadrillas den vueltas regularmente por el área controlada para saber si una lámpara está averiada, basta con ir a una lámpara previamente conocida y simplemente repararla.

El elemento clave del sistema inteligente es la propia farola, que contiene varios bloques principales: un controlador de lámpara, un módulo de comunicación, un conjunto de sensores. Gracias al controlador, la lámpara se alimenta con voltaje estabilizado y corriente continua. El control digital y la transmisión de datos se llevan a cabo mediante el módulo de interfaz de comunicación. Los sensores monitorean el clima, la posición de la columna en el espacio, el grado de transparencia del aire. Por lo tanto, la eficiencia de la gestión de la iluminación en ciudades y carreteras pasa a un nivel cualitativamente nuevo.

El nivel de iluminación de los objetos en un área determinada se monitorea en tiempo real gracias a un concentrador local que controla con precisión el brillo, la dirección de la luz e incluso su color. Dependiendo de las condiciones climáticas, la intensidad del tráfico, la presencia de precipitaciones, el nivel de iluminación artificial se puede cambiar automáticamente.

Amplificación de la luz o viceversa, atenuación, este proceso puede controlarse mediante electrónica inteligente. La atenuación oportuna, por cierto, tiene un efecto beneficioso sobre la esperanza de vida de las lámparas LED y ayuda a ahorrar energía sin dañar a los demás.

En algunos países, incluso hoy en día, se pueden encontrar sistemas inteligentes con suministro de energía autónomo, cuando cada polo tiene una batería solar o un aerogenerador por separado.

La energía del viento o del sol (durante el día) se acumula constantemente en la batería, pero la lámpara la consume según la necesidad, teniendo en cuenta las condiciones externas, en un modo adecuado. Las ventajas de tales soluciones son obvias. Las linternas prácticamente no requieren mantenimiento, son autónomas, económicas y seguras.A menos que necesite limpiar periódicamente las pantallas de lámparas de polvo y suciedad, especialmente en las carreteras.

Un servidor remoto o controlador de zona controla automáticamente el sistema inteligente de alumbrado público. Inicialmente se establecen ajustes y un algoritmo de control, según los cuales se generan señales para el encendido, apagado y ajuste remoto de la luminosidad de las linternas. Las señales se envían a las entradas de señal de los controladores.

Esto logra ahorros de energía, una mayor vida útil de la lámpara y un sistema de iluminación económico en su conjunto. Para la transmisión de señales, RS-485, canal de radio, Ethernet, GSM, par trenzado o incluso líneas eléctricas se utilizan como conductor para la señal HF.

El uso de servidores le permite direccionar una determinada lámpara, encenderla o apagarla enviando la señal correspondiente a su unidad de control. En particular, si se utiliza un canal de radiofrecuencia, a la baliza se le asigna una dirección IP mediante el protocolo TCP/IP.

A cada baliza, o más bien unidad de control de baliza, se le asigna inicialmente una de las muchas miles de direcciones IP disponibles, y el operador ve cada baliza con su dirección y estado actual en un mapa de monitor de computadora.

Entre las características del servidor se encuentran las encuestas periódicas de linternas, y una linterna con una dirección de fábrica específica simplemente se vincula a un lugar en el territorio. El control GSM se utiliza en casos excepcionales debido a su elevado coste.

Los sistemas inteligentes de alumbrado público tienen tres niveles de control para lámparas individuales y, aunque los métodos de control difieren de un diseñador a otro, el principio sigue siendo el mismo. Por ejemplo, DotVision (Francia) ofrece las siguientes opciones de control:

• Individual;

• Zonal con regulación de potencia;

• Zonal con regulación y telemetría.

Con el control individual se asegura el máximo ahorro, así como una alta precisión de servicio para la comodidad y seguridad de las personas. Cada lámpara se controla y regula individualmente con balastos, transceptores y controladores inteligentes.

El control de zona con regulación remota de energía es un compromiso en términos de equilibrio entre economía y capacidades. En el gabinete de control de zona se instala un sistema de telemetría y regulador de potencia basado en LonWorks o Modbus, que permite la comunicación bidireccional entre el controlador de zona y el servidor de zona.

En el control de zona con telemetría, la economía es pequeña, pero el controlador de zona claramente monitorea fallas, realiza telemetría y controla remotamente las lámparas (encendido y apagado). El intercambio de datos bidireccional está disponible entre el servidor y el controlador para la transmisión de información de telemetría y señales de control.

Por supuesto, además de los sensores de luz, que se encargan de encender las luces por la noche y apagar las luces por la mañana, existen otros métodos de control automatizado. Por ejemplo, Stwol (Corea) brinda la capacidad de controlar la iluminación directamente de acuerdo con el nivel actual de iluminación. Pero no con la ayuda de un fotosensor, sino con la ayuda del GPS.

Las coordenadas geográficas están asociadas a la hora de salida y puesta del sol, —el programa hace los cálculos— y a una determinada hora astronómica, el dispositivo ya sabe que oscurecerá en 15 minutos y enciende las luces con antelación. O 10 minutos después de la salida del sol, orientándose de la misma manera, apaga las lámparas.Un método más simple es encender y apagar las luces según un horario, a una hora determinada del día, según el día de la semana.