La regolazione del flusso luminoso degli apparecchi a LED

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1 Tecnologia Illuminazione stradale La regolazione del flusso luminoso degli apparecchi a LED L applicazione in ambito stradale delle sorgenti LED sta vivendo una fase di sviluppo tumultuosa, accompagnata dalle tipiche incertezze che si verificano quando una innovazione dirompente, promettente e interessante va ad incidere su un mercato abbastanza consolidato quale quello dell illuminazione stradale Giorgio Pasotti 70

2 La gestione dell anagrafica permette un accurata gamma di interventi, a partire dalla mappatura cartografica (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) Gestione dell anagrafica del singolo punto luce: tutte le specifiche relative sono costantemente monitorate (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) caso si voglia adottare un alimentatore elettronico dimmerabile. Nel caso di apparecchi a LED, il controllo della regolazione invece può comportare un sovraprezzo del 15%20%, quindi ampiamente giustificato anche dal fatto che l apparecchio a LED è sigillato ed interventi successivi all installazione sono molto onerosi se non addirittura impossibili da realizzare. Nel seguito descriveremo le metodologie utilizzate per la regolazione di un apparecchio a LED. La regolazione autonoma o stand alone o con ricerca della mezzanotte presunta Il driver dell apparecchio a LED, se del tipo regolabile o dimmerabile può essere co Nuovi attori, nuove soluzioni, promesse mirabolanti, risultati eclatanti, disillusioni: tutto può avvenire in una fase di forte sviluppo di una tecnologia innovativa. Ed in questo contesto la corretta informazione tecnica gioca un ruolo determinante, perché cerca di indirizzare gli sviluppi delle soluzioni, per creare durevoli benefici nel futuro. Sotto questo punto di vista le associazioni di settore, gli enti di ricerca e in genere i professionisti della luce stanno giocando un ruolo a tutto campo volto ad informare correttamente l utenza sui vantaggi delle nuove tecnologie. In questo contesto stiamo assistendo ad un fenomeno nuovo: si è parlato per anni di regolazione del flusso luminoso nelle ore notturne come potenziale fonte di importanti risparmi quantificabili di solito fra il 25% ed il 30%. Oggi sembra quasi che i vantaggi energetici dei LED significativi se paragonati a sorgenti obsolete come l incandescenza o i vapori di mercurio, ma meno rilevanti se il paragone viene fatto verso le sorgenti più efficienti siano sufficienti a dire: ho risparmiato! In effetti la regolazione del flusso luminoso genera benefici che - restando nell ordine di grandezza del 30% - si aggiungono a quelli generati dall uso dei LED. Anzi, dal momento che l apparecchio con sorgente LED ha un costo ben superiore ed una elettronica di controllo che spesso nasce già regolabile, l extra costo della soluzione di regolazione è veramente marginale rispetto al costo dell apparecchio. Per comprendere meglio il tema, diciamo che un apparecchio tradizionale con lampada SAP per essere reso regolabile deve essere dotato di alimentatore elettronico regolabile oppure di regolatore di tensione centralizzato. Il sovrapprezzo - mentre è notevolmente inferiore al costo di un apparecchio di illuminazione nel caso della regolazione centralizzata - comporta spesso un raddoppio ( o anche più) del costo dell apparecchio nel 71

3 I MODULI LPM E LPL LPM. Il dispositivo LPM è un modulo aggiuntivo che - installato all interno del quadro di comando - consente la comunicazione tramite onde convogliate con i moduli LPL. Ogni LPM può gestire una linea trifase e tre linee monofasi su cui sono presenti fino a 989 moduli LPL. Le principali caratteristiche del modulo sono le seguenti: tramite l impostazione di orari di lettura e controllo registra i dati di ogni singolo punto luce nella propria memoria interna: in questo modo si hanno i dati di ogni singolo LPL e tramite questo conoscere eventuali anomalie; gestisce gruppi di scenografie e per ogni modulo LPL memorizza due differenti cicli gestendone in automatico lo scambio con cadenza stagionale; con l abilitazione della funzione del polling continuo il modulo LPM chiama in continuo i moduli presenti sull impianto ed in caso di eventuali anomalie genera in tempo reale un allarme; è in grado di comandare in tempo reale gruppi scenografici ad evento attraverso due ingressi digitali e - con l implementazione di un modulo IOM - gestirne fino a dieci. Ad esempio, tramite l attivazione di un selettore sul quadro, si può inviare un comando di dimmerazione a tutti o a una parte dei moduli LPL presenti sull impianto; è possibile gestire fino a dieci scenografie ad orario: ad esempio, il modulo LPM all orario stabilito invia ai gruppi (fino a sedici) di moduli LPL un comando di un nuovo livello di dimmerazione. LPL. Il modulo LPL è l apparecchiatura installata in prossimità dell apparecchio di illuminazione a LED per telemisura, telediagnosi, telecontrollo e dimmerazione del punto luce. La comunicazione con il quadro (modulo LPM) avviene tramite onde convogliate. Il modulo è realizzato in versione IP00 e in versione IP65 e può comandare apparecchi LED fino a 150W e 300W. Le principali caratteristiche del modulo sono le seguenti: permette la lettura delle misure (tensione, corrente, potenza, ore di funzionamento, stato lampada, ecc.) eseguite direttamente sul punto luce ove installato; può comandare a seconda della versione l accensione e lo spegnimento del punto luce dove è installato; consente la dimmerazione dei LED, comandata dall uscita Il dispositivo LPM per la comunicazione tramite onde convogliate con moduli LPL (cortesia: Reverberi Enetec) Il modulo LPL versione IP65 per il controllo degli apparecchi a luce LED (cortesia: Reverberi Enetec) 1-10V isolata o dall uscita PWM 200Hz isolata (il tipo di uscita dipende dal modello di LPL); permette la dimmerazione in retroazione: ove presente un regolatore di tensione in linea, il modulo regola la tensione in uscita in base alla tensione in ingresso; è possibile fare eseguire in modo automatico ad ogni modulo un ciclo giornaliero di dimmerazione, composto da un massimo di cinque operazioni, ad orari impostabili; ogni modulo può appartenere a gruppi scenografici comandati dal modulo LPM. mandato localmente da un semplice circuito elettronico e da un software più o meno sofisticato: questi tipi di software eseguono lo stesso ciclo di regolazione, identico, per tutti i giorni dell anno, senza eccezioni. Per rispettare le specifiche previste dalla UNI 11248, bisognerà quindi impostare il ciclo orario in modo che le condizioni di sicurezza siano garantite nella giornata più trafficata dell anno: una impostazione diversa determinerebbe infatti condizioni di scarsa sicurezza in quelle giornate. Scelta la giornata secondo questi parametri, per quel giorno dovrò valutare quando il traffico sarà sceso sotto il 75% ed a quel punto potrò ridurre il flusso luminoso del 50% per quella strada. Questa scelta, nel rispetto della norma, condurrà in alcuni casi a poter ridurre il flusso solo alle 2 di notte! Ma solo in queste condizioni si è sicuri che nelle con- 72

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5 Misura Moduli Punto Punto (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) Visualizzazione dell architettura sinottica di alimentazione di un proiettore a luce LED (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) dizioni peggiori ci si trova sempre in sicurezza: un amministratore che decida di non assumere in proprio i rischi derivanti da situazioni in contrasto dalla norma, dovrà quindi individuare il giorno più penalizzante dell anno e decidere il ciclo di riduzione in funzione di quel giorno, pur nella consapevolezza che negli altri giorni potrebbe risparmiare molto di più. Non sono da tenere in considerazione neppure quei dispositivi che vanno in riduzione x ore (ad esempio 4 ore, sempre 4 ore) dopo l accensione dell impianto. La riduzione viene attuata a orari variabili nell anno (variabili in funzione dell ora del tramonto) e quindi non rispettano di solito le leggi regionali ( riduzione entro le 23 o le 24 di estate ), in più, tenendo conto delle peggiori condizioni imposte dalla UNI11248, i risparmi sono inconsistenti. L unico dispositivo che garantisce un minimo risultato è quello con ricerca della mezzanotte presunta, che calcola, notte per notte, la durata della stessa. Mezzanotte è proprio posizionata a metà notte, quindi il software è in grado di stabilire, basandosi sulla media delle durate delle ultime notti, quanto tempo dopo l accensione ci sarà all incirca la mezzanotte. A questo punto si può decidere di ridurre il flusso alle o alle 01.00, perché il software è in grado di stimare con una certa precisione la mezzanotte. Riassumendo, i limiti funzionali di questi dispositivi di dicono che il rispetto della UNI11248 impone una valutazione attenta delle condizioni di traffico tutto l anno e questo penalizza un dispositivo che non è dotato di un orologio calendario in grado di discriminare i vari giorni dell anno; la durata delle notti dipende anche dal grado di sporcizia, manutenzione e stato di efficienza dei dispositivi che accendono l impianto. Un orologio crepuscolare astronomico da garanzie di costanza dei risultati, ma una fotocellula o peggio un timer comportano imprecisioni significative, anche di mezz ora al giorno; il dispositivo non è in grado di individuare la presenza di ora legale/solare: ne risulta che durante il periodo di ora legale la regolazione avverrà un ora dopo che nel caso di ora solare. Si tratta anche qui di minori risparmi perché si ridurrebbe il flusso, ad esempio, alle a Settembre ed Ottobre, quando in realtà si sarebbe desiderata una riduzione alla mezzanotte. Il controllo ad onde convogliate come soluzione Prevedendo dei dispositivi all interno dell apparecchio a LED capaci di comunicare ad Onde Convogliate con una centralina di comando dotata di orologio calendario si riescono ad ottenere i massimi 74

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7 Gestione anagrafica dei punti luce per l illuminazione dei tunnel autostradali (software Maestro) (cortesia: Reverberi Enetec) risparmi, cioè quel 25%-30% che la norma consente. L apparecchio viene dotato di un modulo (ad esempio nella foto il modulo fornito da Reverberi Enetec denominato LPL) che comunica con una centralina (nel caso Reverberi LPM) localizzata nel quadro di comando, nella quale sono memorizzati i cicli di funzionamento, giorno per giorno, dal momento che la centralina dispone di un orologio calendario in grado di stabilire non solo l ora ma anche il giorno dell anno in cui si sta lavorando. La tecnologia delle Onde Convogliate, utilizzata negli impianti di illuminazione pubblica da quasi venti anni, consiste nella trasmissione di un segnale ad alta frequenza (di solito > 100kHz) attraverso gli stessi cavi che alimentano gli apparecchi. In questo modo non è necessario installare cavi aggiuntivi (come ad esempio è indispensabile nel caso in cui si trasmettano le informazioni su bus DALI ) alla linea elettrica, che diventa il veicolo informativo attraverso la quale viaggiano in un senso le informazioni riguardanti il momento esatto in cui dimmerare, e nell altro la diagnostica dell impianto ( tensioni, correnti, dispersioni, contatori ore, ecc). Il progettista non deve fare altro che prevedere un componente aggiuntivo ( LPM ) nel quadro, e dall altro chiedere al costruttore di apparecchi a LED di montare l accessorio modulo di comunicazione a OC (LPL) (vedi riquadro): sono i soli componenti necessari per assicurare una regolazione accurata e rispettosa della sicurezza e delle norme. Se invece si vuole anche telegestire l impianto, allora si dovrà sostanzialmente prevedere al presenza di un modem ( GSM o GPRS o UMTS o radio ) ed eventualmente qualche altro accessorio opzionale. Si tratta di scelte che possono essere fatte anche successivamente alla accensione dell impianto, in quanto l installazione avviene all interno del quadro, anche in campo. Un caso applicativo: il tunnel autostradale Sebbene non si tratti propriamente di illuminazione stradale, il tunnel costituisce un ottimo esempio di ottimizzazione e risparmio spinto ai massimi livelli grazie a dispositivi a OC. In particolare l illuminazione permanente, cioè quella che non è all ingresso, ma nella parte interna del tunnel, è accesa giorno e notte, oltre 8000 ore l anno. Seguendo le norme UNI11095 e UNI11248 la riduzione del flusso può essere attuata dopo il tramonto, in relazione al traffico. Ci sono giorni dell anno e tratti stradali dove la riduzione può essere attuata già quasi dopo il tramonto, mentre è meglio essere cauti ad esempio il sabato sera o anche la domenica quando c è intenso traffico in rientro dal week-end. Autostrade per l Italia ha deciso di sostituire tutti gli apparecchi installati nel circuito della permanente dei tunnel e di dotarli di sorgenti a LED, rendendo possibile la regolazione tramite Onde Convogliate. Un caso concreto è quello della galleria Olimpia sull Autostrada A21, in cui sono presenti 140 apparecchi a LED per l illuminazione dei permanenti della fornice destra e 136 per la fornice sinistra. Ogni apparecchio LED è dotato di dispositivo LPL e nei quadri sono presenti i moduli LPM per la comunicazione tramite onde convogliate. RIPRODUZIONE RISERVATA 76