realizzazioni 1 Un importante investimento in tecnologia Illuminazione pubblica sotto controllo L impianto di pubblica illuminazione del Comune di Casciago è stato oggetto di un importante opera di rinnovamento mirato a ottenere una maggiore efficienza A cura della redazione 62 Il tema degli investimenti degli Enti Locali in strutture più efficienti e più efficaci, in mancanza di risorse aggiuntive, ha assunto maggior rilevanza da quando il costo del petrolio, e quindi dell energia elettrica, è salito in maniera rilevante e tale da pesare sui bilanci dei Comuni in modo significativo. Il pressante interesse a ridurre le fonti di inquinamento atmosferico ha determinato una situazione per la quale le Amministrazioni Locali ritengono che si debba intervenire rapidamente, ma non hanno competenze e risorse per poterlo fare. In questo quadro, l Authority per l Energia Elettrica e il Gas, ha adottato una serie di provvedimenti attuativi dei Decreti di Minindustria del 2004 riguardanti i cosiddetti Certificati Bianchi, che hanno contribuito in maniera decisa a pubblicizzare l attività di società, denominate Esco, il cui fine sociale è la realizzazione e la gestione di impianti energeticamente efficienti, incluso il finanziamento dell opera. In pratica le Esco realizzano con fondi propri gli investimenti, e vengono remunerate con un canone annuo fisso per tutta la durata del contratto, di solito dai 10 ai 20 anni. Il vantaggio dell operazione per l Ente Locale è che il tutto avviene a spesa corrente costante, in quanto la Esco ricava la propria remunerazione dai risparmi, sia gestionali che energetici, conseguiti a fronte dell investimento. In pratica il Comune continua ad avere lo stesso costo annuale,
ma beneficia di un investimento fatto dalla Esco che avrebbe dovuto in ogni caso sostenere per inefficienza, obsolescenza, adeguamento normativo. Nel caso del Comune di Casciago (VA), era nata la necessità di rifare un impianto obsoleto, ma il Comune non disponeva dei fondi necessari. Si è allora rivolto a una Esco MA Group di Cremona che ha realizzato l impianto dotandolo delle più recenti ed efficienti tecnologie. 1 L impianto di illuminazione stradale di Casciago, in provincia di Varese 2 Il reattore elettronico dimmerabile modello EB di Reverberi Enetec 3 Esempio di configurazione di sistema di telecontrollo integrato Le tecnologie disponibili Oggi un impianto di pubblica illuminazione può essere reso efficiente adottando tecnologie adeguate, quali: utilizzo di apparecchi di illuminazione con ottiche performanti, tali da indirizzare il flusso luminoso emesso dalla lampada là dove serve, evitando di disperderlo verso l alto o fuori dalla sede stradale; utilizzo di componenti ausiliari di lampada di qualità. In alternativa reattori magnetici a basse perdite oppure reattori elettronici; utilizzo di componenti per la stabilizzazione e la riduzione del flusso luminoso nelle ore di minor traffico. In alternativa reattori biregime oppure regolatori di flusso luminoso oppure reattori elettronici dimmerabili. 2 I reattori elettronici dimmerabili La lampada a scarica è un componente complesso, che, dall accensione alla fase di piena emissione, necessita di accorgimenti per il suo funzionamento ottimale. Innanzitutto deve essere accesa tramite impulsi a elevata tensione (2000 V), ad arco innescato bisogna stabilizzarlo, successivamente controllare l arco e la potenza assorbita. Un gruppo di ausiliari tradizionale (reattore magnetico + accenditore + condensatore di rifasamento) assolve a questi compiti in maniera completa, ma non ottimale. L accenditore di solito non è in grado di capire se ci sono 3 63
realizzazioni 4 Il software Maestro consente la gestione delle anagrafiche degli impianti, di mappe interattive, di telecontrollo degli impianti, capace di gestire realizzazioni complesse in quanto basato sul potente database SQL 5 La gestione dei singoli punti luce è basata su due componenti: LPM, Lighting Point Manager, da installare nel quadro di comando e il cosiddetto Modulo Palo, nelle due versioni LPS e LPC 4 fenomeni che non fanno accendere la lampada e potrebbe continuare a provare di innescarla. Il condensatore subisce un degrado nel tempo e dopo qualche anno il fattore di potenza del gruppo non è più unitario, ma tende a decrescere progressivamente. Il reattore magnetico ha perdite che possono andare dal 7% nel caso di lampade di potenza elevata (400 W), al 20% nel caso di lampade da 70 W. Un solo componente, il reattore elettronico dimmerabile, può sostituire i tre componenti e fornire alcuni vantaggi MONITORAGGIO TRAMITE ONDE CONVOGLIATE Nel caso dell illuminazione stradale, dove i dati da scambiare sono pochi e non è importante la velocità di trasmissione, ma piuttosto l economicità della stessa, per il monitoraggio del singolo punto luce si preferisce da tempo usare le onde convogliate. Ogni palo viene dotato di un ricetrasmettitore a onde addizionali: livello di perdite che scendono al 10% nel caso di lampada 70 W e decrescono fino al 6% per lampade da 400 W; cicli di impulsi di accensione che salvaguardano la lampada; costanza del fattore di potenza nel tempo, fino a fine della vita utile a 0,99; stabilizzazione della tensione e della potenza in uscita, al valore nominale, per allungare la durata della lampada; dimmerabilità fino al 50% della potenza; set di protezioni integrate (max e min convogliate che, quando interrogato, fornisce i suoi dati di funzionamento: lampada accesa spenta, corrente, tensione, fattore di potenza, ed altri parametri. Il modulo posto nel quadro di comando riceve e memorizza questi dati e può inviarli, su richiesta, al centro di controllo. tensione, temperatura, cycling, cto cto e molte altre); allungamento della durata, se la frequenza di uscita del reattore è bassa, meno di 100 Hz: la soluzioni ad alta frequenza possono far entrare in risonanza la lampada. Questo tipo di tecnologia, la più energeticamente efficiente presente sul mercato, oggi ha tre importanti condizionamenti: l apparecchio di illuminazione deve garantire uno smaltimento del calore adeguato, perché la temperatura di funzionamento del reattore elettronico è di qualche decina di gradi più bassa del corrispondente magnetico. Pertanto è spesso necessario verificare termicamente il comportamento, che può risultare critico per applicazioni oltre i 100 W; la vita attesa, in condizioni termiche ottimali, non supera i 10/12 anni, un buon reattore magnetico spesso dura il doppio; il costo elevato. Inoltre il reattore elettronico dimmerabile, se si vuole ottenere un risparmio energetico significativo in relazione al suo costo, 64
deve essere comandato. Si sono visti, negli anni passati, impianti realizzati con reattori elettronici dimmerabili che vanno in riduzione di potenza con un ritardo fisso rispetto all ora di accensione dell impianto, che varia sensibilmente durante l anno. Quindi questo tipo di soluzione riduce il flusso luminoso a orari variabili durante l anno e questo non rispetta le normative, sia la UNI 11248, che le varie leggi sull inquinamento luminoso, che richiedono o rendono possibile la riduzione solo a ben precise condizioni. Un esempio di reattore elettronico dimmerabile, disponibile nelle potenze da 50 W a 250 W, è il modello EB di Reverberi Enetec srl Per rispettare le normative il reattore elettronico dimmerabile deve essere dotato di un dispositivo che ne comandi la riduzione di potenza a un orario prestabilito. Questo normalmente viene fatto con moduli palo, ovvero con dispositivi a onde convogliate che sono anche in grado di controllare il corretto funzionamento della lampada. Il controllo del singolo punto luce Oggi è possibile monitorare da remoto il funzionamento del singolo punto luce tramite la tecnologia delle Onde Convogliate. Si tratta di segnali che viaggiano sugli stessi cavi che portano energia, ma a frequenza molto diversa, comporta il vantaggio di non dover installare cavi aggiuntivi. In effetti un doppino può consentire il dialogo di n punti luce, se utilizzato come supporto fisico per la connessione come bus dati. Ma i costi di installazione e manutenzione elevati e le basse distanze in grado di coprire senza ripetitori, ne limitano l impiego a poche realizzazioni dove il flusso di dati è significativo, come per esempio nel caso di scenografie di monumenti. Nel caso dell illuminazione stradale, dove i dati da scambiare sono pochi e non è importante la velocità di trasmissione, ma piuttosto l economicità della stessa, si preferisce da tempo usare le onde convogliate. Ogni palo viene dotato di un ricetrasmettitore a onde convogliate che, quando interrogato, fornisce i suoi dati di funzionamento: lampada accesa spenta, corrente, tensione, fattore di potenza, ed altri parametri. Il modulo posto nel quadro di comando riceve e memorizza questi dati e può inviarli, su richiesta, al centro di controllo. Il modulo palo può essere equipaggiato di diversi dispositivi: un relè che comandi l accensione e lo spegnimento in remoto della lampada, un reattore biregime che viene comandato in riduzione, un vero e proprio dimmer o un reattore elettronico dimmerabile. Oggi la tecnologia è divenuta affidabile e, in funzione dei bisogni, si può decidere se effettuare il solo monitoraggio dei punti luce e invece regolare centralmente il livello di flusso luminoso, oppure avere la possibilità di variare il flusso di ogni lampada in maniera indipendente. Reverberi Enetec, nella propria gamma 5 di prodotti Opera per la telegestione del punto luce, dispone di tutte le soluzioni enunciate. Una volta resi disponibili questi dati, bisogna elaborarli. A Casciago, sia presso il comune, che presso la sede di MA Group, è installato uno dei più potenti software di telegestione, Maestro. Disponibile sia in configurazione clientserver che per computer isolato, nonché per consultazione via web, basato su piattaforma Scada Movicon X e sul potentissimo database SQL, Maestro consente la gestione sia delle anagrafiche dei punti luce, sia il telecontrollo, la gestione degli allarmi e delle misure. La soluzione adottata Dal 2003 Reverberi Enetec ha unificato in un unico e versatile sistema tutta la vasta gamma di prodotti per il telecontrollo. In occasione del lancio del nuovo software Maestro, ha creato la gamma Opera, con soluzioni complete e all avanguardia per il telecontrollo degli impianti di pubblica illuminazione. Oltre al software Maestro, 65
realizzazioni 6 I quadri di alimentazione sono dotati di moduli LPM, LPMx, DAC e modem GSM per la comunicazione con il centro di controllo LA FORNITURA PER L IMPIANTO DI CASCIAGO Nella realizzazione di Casciago sono stati installati i seguenti componenti: - circa 100 di corpi illuminanti della società Ghisamestieri, particolarmente adatti allo scopo dal punto di vista estetico e capaci di smaltire efficacemente il calore; - 76 moduli palo LPC,per il controllo ed il comando del singolo punto luce; - 20 reattori elettronici dimmerabile EB70 e 56 EB100; - 3 quadri di alimentazione dotati di moduli LPM, LPMx, DAC e modem GSM per la comunicazione con il centro di controllo - 1 software Maestro Professional 6 potentissimo database per la gestione delle anagrafiche degli impianti, di mappe interattive, di telecontrollo degli impianti, capace di gestire realizzazioni complesse in quanto basato sul potente database SQL, la gamma comprende: moduli per il telecontrollo dei quadri di comando, moduli per espandere il numero di ingressi ed uscite digitali ed analogiche gestibili, moduli per la gestione dei punti luce, accessori per il telecontrollo degli impianti.e dei regolatori. La gestione dei singoli punti luce è basata su due componenti: LPM, Lighting Point Manager, da installare nel quadro di comando e il cosiddetto Modulo Palo, nelle due versioni LPS e LPC: - LPS, Lighting Point Sentinel, è la versione del modulo palo che effettua la sola sorveglianza, cioè legge i valori di tensione, corrente di lampada, fattore di potenza, tempo di funzionamento e tempo di funzionamento sull ora e li trasmette al LPM; - LPC, Lighitng Point Controller, ha le stesse funzioni di LPS, ma in più offre la possibilità di accendere e spegnere la lampada Inoltre esiste la possibilità di aggiungere alle funzioni di LPC anche quelle di dimmerazione del singolo punto luce, tramite dimmer, biregime o reattore elettronico dimmerabile EB. In questo modo è possibile dimmerare in modo continuo e puntuale il singolo punto luce, consentendo al progettista la possibilità di valorizzare o meno alcuni punti rispetto ad altri e di effettuare cambi di scenari. È importante a questo punto evidenziare che, rispetto ad altri sistemi simili, i prodotti Opera si caratterizzano per la capacità di trasmettere una misura al proprio gestore LPM, e non solamente uno stato. Di solito vengono programmati per eseguire tre misure per notte. Queste vengono trasmesse al LPM tramite onde convogliate e senza necessità di cavi aggiuntivi per il trasporto dei segnali sulla rete elettrica. LPM memorizza mediamente fino ad 8 giorni di misure. Quindi per ogni lampada sono disponibili, per ogni notte, tre campioni per ognuna delle misure effettuate: tensione sul palo, corrente di lampada, fattore di potenza, tempo di funzionamento e tempo di funzionamento sull ora. Se il tempo di funzionamento della lampada è una misura intuitiva, ma necessaria per stabilire da quanto tempo quella lampada sta lavorando e quindi per pianificare la manutenzione programmata, il tempo di funzionamento sull ora necessita di una spiegazione. È in percentuale quanto tempo la lampada è stata accesa in un ora. È noto che le lampade SAP al termine della loro vita inizino a mostrare fenomeni di cycling: spegnimento, raffreddamento, riaccensione, riscaldamento, spegnimento. In questa fase, se si misura quanto la lampada sta accesa in un ora di alimentazione, si ha un indicatore importante di termine di vita utile della stessa e quindi un importante anticipatore dell evento non pianificato: lo spegnimento totale. È proprio grazie alla possibilità di approntare un sistema unico, capace di controllare, monitorare sia regolatori, che moduli palo, che si è potuto realizzare un sistema totalmente integrato. 66