TECNOLOGIE E SOLUZIONI PER IL RISPARMIO NELL IP

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1 TECNOLOGIE E SOLUZIONI PER IL RISPARMIO NELL IP ing. Anna Busolini libero professionista Studio Busolini&Costantini presidente Delegazione Triveneto AIDI ing. Elena Pedrotti libero professionista consigliere Delegazione Triveneto AIDI

2 AIDI FONDATA A MILANO NEL 1959 E LA PRINCIPALE ASSOCIAZIONE ITALIANA NEL MONDO DELL ILLUMINAZIONE E un'associazione che da 50 anni opera nel mondo dell'illuminazione seguendo un ben precisa missione che è quella di promuovere e sostenere la cultura della luce, L AIDI, unica sotto quest'aspetto, annovera al suo interno tutte le componenti del mondo della luce: COSTRUTTORI DI APPARECCHI E LAMPADE PROGETTISTI LIGHTING DESIGNER MONDO ACCADEMICO PROPRIETARI E GESTORI DEGLI IMPIANTI INSTALLATORI CULTORI DELLA LUCE

3 Sommario 1. Introduzione 2. Strumenti per le amministrazioni pubbliche: Piano della luce Valutazione di un prodotto Valutazione di un progetto 2. Tecnologie attuali per l illuminazione pubblica: Apparecchi a LED Reattori elettronici dimmerabili Regolatori di flusso Sensori di luminosità ed Orologi astronomici

4 Illuminazione: consumi energetici in Italia

5 Perché puntare sull illuminazione pubblica per ridurre i consumi energetici nazionali? Fonte: Pubblicazione ENEA (Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo sostenibile) : Soluzioni economico finanziarie per la riqualificazione della illuminazione pubblica Marzo 2011 pag. 41

6 Fonte: Pubblicazione ENEA (Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo sostenibile) : Soluzioni economico finanziarie per la riqualificazione della illuminazione pubblica Marzo 2011 pag. 42

7 Fonte: Pubblicazione ENEA (Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo sostenibile) : Soluzioni economico finanziarie per la riqualificazione della illuminazione pubblica Marzo 2011 pag. 147

8 GUIDA AIDI (Associazione Italiana Di Illuminazione) PIANO REGOLATORE DELL ILLUMINAZIONE COMUNALE (PRIC) gennaio 1998 A) OBIETTIVI DA PERSEGUIRE: 1 - sicurezza per il traffico stradale veicolare al fine di evitare incidenti, perdita di informazioni sul tragitto e sulla segnaletica in genere; perseguire le condizioni di sicurezza per il traffico stradale veicolare significa rispettare innanzitutto le norme dei codice della strada e le norme UNI; 2 - sicurezza fisica e psicologica delle persone; riducendo il numero di atti criminosi e soprattutto la paura che essi possano accadere frequentemente; 3 - integrazione formale diurna e notturna degli impianti nel territorio comunale; 4 - qualità della vita sociale con l'incentivazione delle attività serali; 5 - migliore fruibilità degli spazi urbani secondo i criteri di destinazione urbanistica; 6 - illuminazione adeguata delle emergenze architettoniche e ambientali aumentando l'interesse verso le stesse con scelta opportuna dei colore, della direzione e dell'intensità della luce, in rapporto alle costruzioni circostanti; 7 - ottimizzazione dei costi esercizio e di manutenzione in relazione alle tipologie di impianto; 8 - risparmio energetico; miglioramento dell'efficienza globale di impianto mediante l'uso di sorgenti luminose, apparecchi di illuminazione e dispositivo dei controllo dei flusso luminoso, finalizzati a un migliore rendimento, in relazione alle scelte adottate; 9 - contenimento dell'inquinamento luminoso atmosferico e stradale e dell'invasività della luce.

9 Il piano della luce COSA E Nel caso della regione Veneto vi è la L.R. N. 17 del 7 agosto 2009 «Nuove norme per il contenimento dell inquinamento luminoso, il risparmio energetico nell illuminazione per esterni e per la tutela dell ambiente e della attività svolta dagli osservatori astronomici», che obbliga i comuni a redigere i Piani della Luce (PICIL) A cui è seguita la Delibera della Giunta Regionale n del 29 dicembre 2011 che contiene le «Linee guida per la redazione dei piani di illuminazione per il contenimento dell inquinamento luminoso» Il Piano della luce da informazioni su come sono gli impianti e indica come dovrebbero essere e quanto costa adeguarli, non solo dal punto di vista del risparmio energetico, ma anche della sicurezza elettrica, della sicurezza stradale, dell inserimento urbanistico, della valorizzazione del tessuto urbano, della fruizione degli spazi pubblici,

10 Il piano della luce COME si compone FASE 1- RILIEVO DELLO STATO DI FATTO FOTOGRAFA GLI IMPIANTI ESISTENTI CENSIMENTO DEI PUNTI LUCE (POSIZIONE, TIPO CORPO, TIPO SORGENTE E POTENZA, TIPO E STATO SOSTEGNO, RISPETTO LEGGE REGIONALE) CLASSIFICAZIONE DELLE TIPOLOGIE DI APPARECCHI E DI INSTALLAZIONI PRESENTI LINEE DI ALIMENTAZIONE (STATO DELLE LINEE) CENSIMENTO DEI QUADRI ELETTRICI DI COMANDO DEGLI IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE (STATO DEI QUADRI E SICUREZZA ELETTRICA)

11 Il piano della luce COME si compone FASE 2- ANALITICA PROPOSITIVA ANALISI DELLE ESIGENZE E PECULIARITA DEL TERRITORIO CLASSIFICAZIONE DELLE STRADE ZONIZZAZIONE PER AREE OMOGENE DEL TERRITORIO RELAZIONE AL PRG E ALLE ESIGENZE DELLA COMMITENZA LOCALIZZAZIONE NUOVI IMPIANTI INDIVIDUAZIONE DELLE PRIORITÀ DI INTERVENTO (VALUTAZIONI TECNICHE E VALUTAZIONI ECONOMICHE)

12 IL PIANO DELLA LUCE dà informazioni su come sono gli impianti e indica come dovrebbero essere e quanto costa adeguarli, non solo dal punto di vista del risparmio energetico, ma anche della sicurezza elettrica, della sicurezza stradale, dell inserimento urbanistico, della valorizzazione del tessuto urbano, della fruizione degli spazi pubblici, Il comune è così in grado di sapere cosa ha, ma anche cosa vuole per i suoi impianti IP

13 Alte potenze installate Impianti obsoleti Impianti non a norma Impianti poco sicuri Impianti poco efficienti

14

15 INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO PER IMPIANTI DI IP REGOLA (sempre valida) PER RISPARMIARE: Il progetto per gli impianti di illuminazione deve essere un BUON progetto: - rispondere alle esigenze del luogo - rispettare le normative e le leggi a riguardo - impiegare apparecchi e sorgenti efficienti - essere un impianto efficace

16 Miglioramenti per impianti di IP PROGETTI NUOVI O DI ADEGUAMENTO Compatibilità della classe illuminotecnica assegnata ad un area al suo effettivo utilizzo (analisi del rischio) Fattore di manutenzione impostato per il dimensionamento compatibile con le condizioni ambientali dell area e di invecchiamento delle sorgenti Piano di manutenzione dell impianto: intervallo di tempo per la sostituzione programmata delle sorgenti e la pulizia degli apparecchi

17 Miglioramenti per impianti di IP SOSTITUZIONE SORGENTI LUMINOSE

18 Miglioramenti per impianti di IP. LAMPADE A SCARICA AL SODIO LAMPADE AI VAPORI DI SODIO AD ALTA PRESSIONE VANTAGGI: Altissima efficienza luminosa ( lm/w) Vita media elevata ( ore) Basso contenuto di IR SVANTAGGI: Tempi di accensione lunghi Necessità di apparecchi ausiliari Bassa resa cromatica Necessità di controllo dell abbagliamento RICERCA ED INNOVAZIONE Miglioramento della resa cromatica (a scapito dell efficienza luminosa)

19 Panorama legislativo nel settore illuminazione

20 Panorama legislativo nel settore illuminazione

21 Miglioramenti per impianti di IP GLI APPARECCHI ILLUMINANTI Componenti di un apparecchio illuminante: Sorgente luminosa Riflettore Rifrattore (eventuale) Schermo di chiusura

22 Miglioramenti per impianti di IP GLI APPARECCHI ILLUMINANTI Efficienza luminosa della sorgente: rapporto tra il flusso luminoso emesso e potenza elettrica assorbita. Rendimento ottico di un apparecchio: rapporto tra il flusso effettivamente uscente dall apparecchio e quello emesso dalla sorgente luminosa

23 Miglioramenti per impianti di IP GLI APPARECCHI ILLUMINANTI Conformità della fotometria all area da illuminare Fotometria di tipo stradale

24 Miglioramenti per impianti di IP GESTIONE DEL FUNZIONAMENTO Complementi dell impianto per impostare quanta energia erogare solo quando è realmente necessaria: Reattori elettronici dimmerabili: permettono di regolare il flusso luminoso in uscita da una sorgente (e quindi l energia elettrica che essa assorbe); Orologi astronomici: accendono e spengono l impianto in funzione della effettiva luce naturale presente; Regolatore di flusso: imposta la tensione di alimentazione dell impianto (o di parte dell impianto) per ottenere una certa porzione di flusso luminoso emesso; Telegestione: permette il controllo di ogni singolo punto luce (accensione e percentuale di flusso emesso)

25 Gestione di un impianto di I.P. OROLOGIO ASTRONOMICO Interruttore elettronico per l attivazione di un circuito elettrico in relazione all ora di alba e tramonto nell area geografica impostata (provincia o coordinate geografiche) senza l utilizzo di sensori di luminosità esterni. Aggiornamento automatico ora legale/ solare. (In alcuni modelli) Possibilità di programmazione di interventi giornalieri o settimanali e delle fasi di transizione. Installazione direttamente su quadro e nessuna manutenzione richiesta.

26 Gestione di un impianto di I.P. REGOLATORI DI FLUSSO Il regolatore di flusso è uno stabilizzatore di tensione centralizzato che consente una regolazione della potenza erogata a circuiti di lampade mediante un azione di riduzione lineare della tensione di alimentazione secondo cicli programmabili in valore ed in tempo in funzione dei flussi di traffico stimati

27 Gestione di un impianto di I.P. REGOLATORI DI FLUSSO Vantaggi: Risparmio per minore consumi di energia Risparmio sui costi di manutenzione per allungamento della durata di vita delle lampade Stabilizzazione della tensione di ingresso delle lampade (con conseguente aumento della durata di vita delle stesse) Normalizzazione del fattore di potenza dell impianto Svantaggi: Spesa iniziale Maggiore complessità dell impianto

28 Gestione di un impianto di I.P. REGOLATORI DI FLUSSO

29 Gestione di un impianto di I.P. REATTORI ELETTRONICI DIMMERABILI Le lampade a scarica (ad alogenuri o al sodio) necessitano di un dispositivo che controlli la tensione in ingresso per attivarne l accensione. Questo dispositivo può essere di tipo elettromagnetico (tradizionale) oppure elettronico. I reattori elettronici garantiscono maggiore stabilità della tensione di ingresso (prolunga la durata di vita della lampada) e hanno un migliore rendimento energetico I reattori elettronici dimmerabili consentono di regolare la tensione di ingresso alla lampada e quindi il flusso luminoso da essa emesso

30 Gestione di un impianto di I.P. REATTORI ELETTRONICI DIMMERABILI I reattori elettronici dimmerabili di ultima generazione sono in grado di gestire in modo autonomo diverse fasi di accensione e regolazione in funzione dell orario senza necessità di controlli tramite orologi. VANTAGGI: Risparmio energetico per minore energia assorbita da parte delle lampade quando non funzionano a pieno regime SVANTAGGI: Accortezza nell installazione e funzionamento dipendente dalla temperatura

31 Gestione di un impianto di I.P. LA TELEGESTIONE Sistema di comando e monitoraggio da remoto degli apparecchi di un impianto di illuminazione Consente la programmazione di accensione, spegnimento ed emissione del flusso luminoso di ogni punto luce Segnala in tempo reale la presenza di guasti alle lampade, alle componenti o alla rete di alimentazione Possibilità di utilizzare l impianto per ulteriori servizi (antenne wireless, pannelli informativi, info e registrazioni meteo, ricariche di veicoli elettrici)

32 Gestione di un impianto di I.P. LA TELEGESTIONE VANTAGGI: Sistema flessibile: controllo e regolazione mirata in funzione delle zone cittadine Riduzione dei consumi energetici Efficienza e facilità di manutenzione Miglioramento del servizio offerto SVANTAGGI: Complessità del sistema Costo iniziale

33 Miglioramenti per impianti di IP RINNOVO DI VECCHI IMPIANTI Rettilineo di m con n. 65 punti luce con lampade al mercurio da 250 W

34 Miglioramenti per impianti di IP PROGETTAZIONE DI NUOVI IMPIANTI Impianto ex novo

35 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED LED = Light Emitting Diode Materiale semiconduttore con diversi drogaggi, quando applicata una differenza di potenziale il salto degli elettroni emette una radiazione luminosa

36 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED VANTAGGI: Luce bianca priva di UV e IR Colori saturi Alta efficienza luminosa ( lm/w) Vita media elevata (50000 ore) Funzionamento ad alte frequenze Ampia regolabilità del flusso luminoso emesso (0 100%) Regolabili in tensione, corrente o frequenza Ampio spettro di Tc teoricamente ottenibili Migliore fattore di manutenzione Ridotte dimensioni e bassi valori unitari di flusso emesso = versatilità di sistema e ampio spettro di potenze disponibili (superamento dei vincoli di taglia )

37 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED PRINCIPALI PUNTI DI FORZA DEI NUOVI SCENARI ILLUMINOTECNICI A LED DISCRETIZZAZIONE FINE DELLE TAGLIE (dai W ai: W-.) Intrinseca modularita dei sistemi (apparecchi) AMPIO CAMPO DI REGOLAZIONE DEL FLUSSO LUMINOSO (0 100 %) Docilita del controllo (grazie alla natura elettronica dei componenti) RICERCARE UNA DIVERSA FORMA DI INTEGRAZIONE DELL ILLUMINAZIONE (PUBBLICA E PRIVATA) NEL TERRITORIO

38 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED SVANTAGGI: Bassi valori di flusso emesso = necessità di accorpare un elevato numero di singole quantità Necessità di componenti ausiliari sofisticati (sistemi ottici primari e secondari, alimentatori switching) di comportamento incerto nel tempo e critici con la temperatura di funzionamento Emissione dipendente dalla temperatura Dispersione delle caratteristiche luminose anche all interno di uno stesso lotto (Tc, lm/w) Eccessiva emissione di componente blu nello spettro Costo relativamente elevato (allo stato attuale, ma con derivata negativa tipica dell elettronica) Non ovunque impiegabili/convenienti

39 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED ATTENZIONE! il singolo LED (chip) ha un alta efficienza luminosa, ma poi

40 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED Le lenti [ottiche primarie e secondarie] o particolari riflettori sono necessari per sfruttare al meglio la forte direzionalità della luce emessa dai LED perché il LED emette solo su un semispazio (Per le sorgenti tradizionali il riflettore è sufficiente)

41 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED OTTICHE secondarie: LENTI

42 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED OTTICHE secondarie: RIFLETTORI

43 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED c c

44 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED LA TEMPERATURA DI COLORE E UN PROBLEMA? marcata presenza del blu in tutti i tipi di LED i correttivi (fosfori) penalizzano l emissione (efficienza luminosa) = lm/w più elevati con temperature di colore Tc elevate criticità nel controllo delle caratteristiche cromatiche della luce emessa = difficoltà nel produrre LED con caratteristiche cromatiche uguali (allo stato attuale, ma continui progressi nel campo)

45 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED COME ORIENTARSI NEL COMPLESSO MONDO DELLE SORGENTI A E APPARECCHI A LED? Un aiuto al progettista per la comparazione: SCHEDA AIDI DI PRODOTTO PER GLI APPARECCHI ED I SISTEMI DI ILLUMINAZIONE UTILIZZANTI SORGENTI DI LUCE A LED

46 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED In ogni caso occorre considerare che: Costi apparecchio più elevati Costi attualizzati calcolati sulla durata di vita (costi di sostituzione di altre sorgenti nel corso delle > ore presunte) ma l incidenza di apparecchi (di qualità) sull impianto è relativamente modesta: Apparecchi: 8 10 % Cavi e cavidotti: 5 10 % Opere civili (scavi e plinti): 70 %

47 Tecnologie attuali per la P.I. APPARECCHI A LED SORGENTI TRADIZIONALI VERSO IL TRAMONTO? NO, a meno che non lo si faccia per decreto! (per alcune morte certa R.EU 244 e ) Altre tecnologie moriranno di morte naturale ma altre potrebbero continuare ad evolvere. Comunque vincerà la competizione.

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