Alimentatore switching controllato, per Led di potenza.

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1 Alimentatore switching controllato, per Led di. Detto alimentatore è controllato da un circuito, che consente la possibilità a qualsiasi corpo illuminante, ( stradale ovvero di interni ), di erogare la giusta illuminazione quando è richiesta. Il sistema brevettato, è mirato ad ottenere un ulteriore risparmio energetico rispetto a qualsivoglia altro alimentatore per Led attualmente allo stato dell'arte. Esso infatti fa lavorare al max il led di quando per le strade c è traffico di persone o di auto ed a ridotta quando per le strade non c è traffico di persone e di auto. Se non c è traffico stradale per tutta la notte ovvero a qualsiasi orario, il LED di lavorerà sempre al minimo, evitando di sprecare inutile energia elettrica, illuminando eccessivamente la strada ovvero qualsivoglia interno nel caso di uffici enti ospedalieri e quant altro, quando NON è necessario. Ciò è stato possibile perchè l illuminazione dei Led di può essere regolata con circuiti elettronici. Nel predetto sistema brevettato, il risparmio energetico avviene in maniera automatica, quindi senza regolazioni remote effettuate attraverso temporizzatori tarati al variare della durata delle giornate o a seconda del traffico presunto. Si utilizza infatti, un variatore di luce crepuscolare, che a differenza di un normale interruttore crepuscolare ON-OFF, (che con un predeterminato grado di luminosità, accende il corpo illuminante al max della ), regola automaticamente l intensità luminosa di un determinato LED, aumentandola, man mano che diventa più buio e viceversa. Si utilizza ancora ed è questa la peculiarità brevettata, un sistema di rilevamento, che in assenza di traffico ( auto o persone ) pilota il circuito facendo erogare al Led una luminosa ridotta prestabilita, con un risparmio notevole di energia elettrica. Il circuito è molto versatile Utilizza componenti elettronici che possono lavorare da -40 a +105 centigradi. Questo consente di utilizzare il circuito, sia in paesi di alta montagna in pieno inverno, con temperature molto basse, che in paesi assolati in piena estate, senza che lo stesso ne possa soffrire, dando quindi maggiore affidabilità. E insensibile agli abbassamenti della tensione d alimentazione. In un range che può variare da 100V a 240V, la tensione di uscita resta sempre costante ed uguale alla tensione nominale. Il circuito è dotato di: - Variatore di luce crepuscolare, che a differenza di un normale interruttore crepuscolare ON-OFF, che con un predeterminato illuminamento accende il complesso illuminante al max della, regola invece automaticamente l intensità luminosa di un determinato LED aumentandola (in relazione alla diminuzione della luce naturale), man mano che diventa più buio. Il sensore, del variatore di luce crepuscolare, abbisogna di una tensione di riferimento di 5V altamente stabilizzata. Lo stabilizzatore è realizzato nello stesso contenitore del sensore, in maniera che il medesimo sia insensibile a tutte le variazioni della linea di alimentazione ed ai campi elettromagnetici circostanti.

2 - L alimentatore, come ormai nella più moderna tecnica degli alimentatori da computer, non fa uso di trasformatore di alimentazione, ed utilizza la tecnologia switching migliorando il rendimento totale del circuito, rispetto ad un classico alimentatore switching del 8-10%, con un pari risparmio energetico. Qualsivoglia illuminatore montato su palo ovvero su qualsiasi supporto, può essere regolato singolarmente; i parametri variabili sono: - la percentuale di illuminazione a regime (in assenza di traffico di persone o di auto) rispetto alla max possibile (in presenza di persone o di auto). - il ritardo per ritornare alla situazione di risparmio energetico (dopo il passaggio di persone o di auto). La percentuale di illuminazione a regime (in assenza di traffico di persone o di auto) è stata mantenuta variabile, per aumentare la flessibilità del circuito. Essa può variare dal 10% al 100% della max luminosità. Questa percentuale di illuminamento è quella che permette un elevato risparmio energetico, che cresce con il diminuire della percentuale. Se in posizione di riposo (a regime in assenza di traffico in genere) il LED eroga il 50% della max luminosità, si risparmierà il 50% dell energia per alimentarlo. Man mano che diminuisce la percentuale di illuminazione rispetto alla max luminosità, aumenta il risparmio energetico. Considerando che, se la luminosità diminuisce del 30%, l occhio umano non riesce a distinguerlo, si ipotizza una ragionevole diminuzione del flusso luminoso in assenza di traffico di auto o persone, impostandolo al 40% della max luminosità (con un risparmio del 70% e più di luminosità, in assenza di traffico). Il ritardo per riportare il LED alla posizione di risparmio energetico (quindi con erogazione di luminosità ridotta) può variare da 30 secondi a 3 ore. Questo significa che dopo il passaggio di un auto o di persone il LED ritornerà alla posizione di risparmio energetico (al 30%, al 40% o al 50% della max luminosità) dopo 30 secondi, o dopo un ritardo che si può stabilire. Un tempo di ritardo ragionevole può essere dai 3 ai 5 minuti, durante i quali, se passa un altra auto ovvero transitono persone, il LED non riduce la luminosità, e così via se ne passa un altra ed un altra ancora. In pratica finchè il traffico di auto o di persone sarà di una certa intensità, il LED erogherà la max illuminante in maniera costante, fintanto che, il traffico non diminuirà con un ritmo minore di una macchina o di una persona ogni 3 minuti ( o 5 minuti). La regolazione singola per corpo illuminante, permette di impostare maggiore illuminazione in zone con maggiore necessità di illuminazione, come in piazze, luoghi di ritrovo o di culto, uffici e quant altro. Ciò permette all operatore di effettuare una regolazione mirata, controllandone l effetto visivo immediatamente, man mano che si sposta. Altra peculiarità del sistema brevettato è che, il passaggio dallo stato di risparmio energetico a quello di erogazione del 100% di luce avviene in maniere graduale, per diminuire il fastidio della variazione improvvisa di luminosità. La variazione graduale di illuminazione sarà con una velocità tale da permettere di illuminare la strada alla macchina, al momento in cui questa passerà sotto al palo.

3 Infine vi è la possibilità di variare contemporaneamente, i parametri di illuminamento di ampie zone (per esempio in autostrada ovvero in grandi uffici), attraverso l utilizzo di ricevitori wi-fi. Ma la pecularieta fondamentale di detto sistema come si e detto, riasulta essere la possibilità di dare la giusta illuminazione quando necessita. Considerazioni sul risparmio energetico aggiuntivo che si ottiene con l utilizzo di Led di, alimentati dai circuiti di cui sopra cui sopra. Considerando come media annuale, tutte le giornate con un grado di illuminamento pari a quelli degli equinozi, quindi con 12 ore di buio e 12 di luce, si considera un numero totale di ore annue pari a 12h x 365 giorni=4380 ore di funzionamento. Per il Led controllati si considera invece che durante la prima e la dodicesima ora di funzionamento si risparmia il 50% di energia poiché, al tramonto parte da luminosità 0 ed arriva al max dopo un ora e all alba parte da luminosità max ed arriva a 0 dopo un ora. Durante la seconda e la terza ora (dalle alle 21.00) si ipotizza che per il traffico il led funzioni a max (100%). Per la 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ed 11 ora si potrebbe ipotizzare, di impostare la luminosità al 40% del funzionamento max. Attese pero le sporadiche accensioni al max che vanno anch esse considerate, per le auto che seppur a regime ridotto possono transitare, si ipotizza che il risparmio non sia del 60% ma del 50%. Sotto sono segnate le varie ore, con l ora d inizio e la percentuale di funzionamento 1 ora 2 ora 3 ora 4 ora 5 ora 6 ora 7 ora 8 ora 9 ora 10 ora 11 ora 12 ora 50% 100% 100% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 In pratica è come se il Led restasse acceso alla max per 7 ore, per cui il numero totale di ore annue si considera pari a 7h x 365 giorni=2550 ore di funzionamento. Si considera: - che la luminosità richiesta per ogni palo sia pari a lumen. - che per le lampade a luce con componente blu, ci sia bisogno di una diminuzione di luminosità pari al 10% (per visione scotopica pechè si imposta un basso flusso luminoso) - un 20% di perdita di luminosità a causa del gruppo illuminante (si considerano quindi gruppi illuminanti molto buoni, altrimenti sarebbe il 30%), per i led si considera un 5% di perdita di luminosità a causa del gruppo illuminante, perché emette solo anteriormente. Si calcola: - la della lampada, tenendo conto dell efficienza - il numero di lampade necessarie per un funzionamento decennale, per ciascun palo (tenendo conto della vita media) - il costo delle lampade utilizzate in 10 anni - il costo della manodopera per il cambio delle lampade utilizzate i 10 anni (si considera il costo di mano d opera pari a 5 euro, tenendo conto anche del costo dell elevatore) - il fabbisogno energetico annuo ( in Kwh) - il costo annuo dell energia annua consumata da ciascuna lampada (considerando l energia elettrica, esclusa IVA, al costo di 0,159 euro/kwh, secondo il rapporto annuale AAEG, 2006 pag. 21)

4 - la necessaria del pannello solare, se volessimo alimentare singolarmente ogni lampada (per la Sicilia si considera che un pannello solare da 1Kw possa generare un energia annua pari a Kwh) - la superficie del pannello solare occorrente per alimentare un palo - la di un impianto a pannelli solari x alimentare pali o pali, per ciascuna tipologia di lampada. - In una colonna è specificato, per ogni lampada, se ha bisogno dell alimentatore. Qui appresso è segnata una tabella comparativa di consumo energetico e costi per illuminazione pubblica a pali, al variare del tipo di lampada utilizzata. Comparazione di risparmio energetico decennale in un comune con gruppi illuminanti su palo x illuminazione pubblica Tipo di lampada Luminosit à richiesta riduzione x visione scotopica perdita x gruppo illuminante fabbisogno luminoso Efficienza lampada Numero ore anno vita media (lumen) % % (lumen) (lm/w) (w) h h Costo lampad a Incandescenza no Alogeni no Vapori di mercurio si Fluorescenti compatte no Sodio alta pressione si Ioduri metallici si Led si Led controllati si Tipo di lampada lampade x 10 anni costo lampade costo mano d'opera Costo energia per palo annua costo decennale energia Fabbisogn o energetico annuo pannelli solari x palo superfici e pannelli x palo x 1000 pali alimentator e x 3000 pali n (Kwh) (KW) (m2) (KW) (KW) Incandescenza ,82 6, Alogeni ,62 4, Vapori di mercurio ,21 1, Fluorescenti compatte ,16 1, Sodio alta pressione ,14 1, Ioduri metallici ,12 0, Led ,10 0, Led controllati ,06 0, Dalla tabella comparativa segnata sopra, si può notare in maniera evidente il grande vantaggio dell utilizzo della tecnologia brevettata come su detto; Il costo decennale del sistema a led controllati per ciascun palo è pari euro contro di euro per la lampada ad incandescenza o per quelle a vapori di mercurio. Addirittura per alimentare autonomamente ciascun palo a led controllati basterebbe una superficie di 0,49 mq, pari ad un quadrato da 70cm di lato.

5 Riassumiamo brevemente le peculiarità ed i punti di forza del ns. sistema brevettato per Led di - Componentistica che permette il funzionamento da -40 C a +105 C - E insensibile agli abbassamenti della tensione d alimentazione tra 100V e 240V - Variatore di luce crepuscolare - Assenza di trasformatore di alimentazione - Il sensore, del variatore di luce crepuscolare, con tensione di riferimento nello stesso contenitore - possibilità di variare i parametri di illuminamento di ampie zone, contemporaneamente, mediante l utilizzo di ricevitori. - Ciascun illuminatore a palo, può essere regolato singolarmente da remoto: a) la percentuale di illuminazione a regime b) il ritardo per ritornare alla situazione di risparmio energetico.