 |
|
|
|
ARTYKUŁY Technika świetlna Monitoring oświetlenia z diodami elektroluminescencyjnymi na ulicy Karmelickiej w Warszawie |
|
Diody elektroluminescencyjne są coraz częściej wykorzystywane przy konstruowaniu opraw oświetleniowych. Parametry fotometryczne podawane przez producentów (dystrybutorów) są często niekompletne lub mało wiarygodne. Stąd w wyniku współpracy Zarządu Dróg Miejskich w Warszawie oraz Zakładu Techniki Świetlnej Politechniki Warszawskiej powstała idea sprawdzenia, jak zachowują się tego typu instalacje w praktycznym zastosowaniu. W Warszawie zostały wytypowane trzy odcinki ulic, na których zainstalowano testowe instalacje, wykorzystujące diody elektroluminescencyjne. Pracownicy ZTŚ na bieżąco monitorowali stan oświetlenia wytypowanych ulic. W artykule zawarto wyniki ostatnio przeprowadzonych badań.
Obecnie bardzo niewiele instalacji oświetleniowych z oprawami oświetleniowymi wyposażonymi w LED-y, oświetla ulice w naszym kraju. Przyczyn tego stanu rzeczy jest kilka.
Po pierwsze – są to rozwiązania konstrukcyjne dosyć nowe, które nie zostały przetestowane w praktyce, w dłuższej perspektywie czasowej. Trudno określić, jak poszczególne parametry oświetleniowe będą zmieniały się z czasem; brakuje tego typu doświadczeń.
Po drugie – oprawy oświetleniowe wyposażone w diody elektroluminescencyjne są dość drogie, ich cena kilkukrotnie przewyższa klasyczne rozwiązania.
Po trzecie – bardzo dyskusyjna jest kwestia ich energooszczędności w porównaniu z klasycznymi oprawami oświetlenia drogowego. Rzetelna analiza ich rzeczywistych parametrów fotometrycznych poddaje w wątpliwość realne możliwości zaoszczędzenia energii elektrycznej, w części z oferowanych rozwiązań.
Stąd mamy taki stan rzeczy, iż inwestorzy albo bezkrytycznie decydują się na tego typu instalacje oświetleniowe, albo wstrzymują się z ich zakupem. Dość rozważnym rozwiązaniem wydaje się zainstalowanie opraw oświetleniowych z LED-ami na okres testowy. Jeśli oprawy potwierdzą swoje walory w rzeczywistych warunkach, wtedy można zdecydować się na ich szersze zastosowanie (negocjując okres gwarancyjny adekwatny do podawanej trwałości źródeł światła). Poza tym można na bieżąco monitorować stan oświetlenia na testowanej ulicy. Na takie optymalne rozwiązanie zdecydowały się władze stolicy.
W wyniku współpracy Zarządu Dróg Miejskich (ZDM) w Warszawie oraz Zakładu Techniki Świetlnej (ZTŚ) Politechniki Warszawskiej podjęto próbę monitoringu stanu oświetlenia testowych instalacji oświetleniowych. ZDM wybrał nowe oprawy oświetleniowe z diodami elektroluminescencyjnymi oraz określił miejsce ich instalacji. Pracownicy ZTŚ zajęli się monitoringiem stanu oświetlenia testowych fragmentów ulicy, w określonych odstępach czasowych.
Ostatecznie decydenci ZDM zdecydowali o testowym zainstalowaniu dwóch typów opraw oświetleniowych, wyposażonych w diody elektroluminescencyjne, na ulicy Dzielnej w Warszawie oraz trzeci typ opraw na ul. Karmelickiej. Opis wyników monitoringu instalacji z ul. Dzielnej był już opisywany w literaturze [5], przy czym nie uzyskały one pozytywnej oceny. Wstępne wyniki monitoringu instalacji oświetleniowej z ul. Karmelickiej zamieszczono w niniejszym artykule.
Nowe oprawy zostały zamontowane w miejsce dotychczasowych klasycznych opraw oświetleniowych OUS-150 (z lampami sodowymi 150 W), czyli ich rozmieszczenie było narzucone. Monitorowaną instalację oświetleniową stanowiło 6 nowych opraw oświetleniowych z LED-ami (producent Sunovia) zaoferowanych do testów przez firmę Tebis. Według deklaracji dostawcy oprawy były amerykańskiej produkcji. Oprawy zamontowano na sześciu kolejnych słupach od ul. Miłej w kierunku ul. Stawki.
 |  |
| Rys. 1. Widok modułów świecących opraw z diodami elektroluminescencyjnymi | Rys. 2. Widok ul. Karmelickiej oświetlonej oprawami typu SCHX5/100W (sześć kolejnych opraw) |
Parametry techniczne oprawy oświetleniowej oraz ulicy były następujące:
Odcinek ulicy, na którym zainstalowano oprawy oświetleniowe (SCHX5/100W), przedstawiono na rysunku 2. Został on wybrany przez ZDM z uwzględnieniem możliwości przeprowadzenia szczegółowych badań fotometrycznych.
Pomiary stanu oświetlenia ulicy wykonano opierając się na normie PN-EN 13 201:2007. Zgodnie z tą normą wykonywano pomiary, zarówno rozkładu natężenia oświetlenia, jak i rozkładu luminancji na powierzchni jezdni. Moduł pomiarowy przyjęto pomiędzy 2. i 3. oprawą licząc od ul. Miłej w kierunku ul. Stawki. Raster pomiarowy został przyjęty zgodnie z normą, tzn. na każdym pasie ruchu, siatka punktów 3x10. Pomiary rozkładu natężenia oświetlenia wykonywano luksomierzem, którego głowica fotometryczna posiadała termostatyzację (co umożliwia wykonywanie pomiarów także w niskich temperaturach otoczenia). Natomiast w przypadku luminancji, pomiary wykonano w identycznym rastrze
pomiarowym – zgodnie z normą. Pole pomiarowe miernika, zgodnie z normą, wynosiło 2’x20’. Dodatkowo pomiary wykonano matrycowym miernikiem luminancji. Rysunek 3 przedstawia rozmieszczenie punktów pomiarowych dla badanego odcinka pomiarowego
 |
| Rys. 3. Rozmieszczenie punktów pomiarowych przy pomiarach natężenia oświetlenia i rozkładu luminancji |
Na badanym odcinku pomiarowym pomiary wykonywano od początku lipca 2011 r. w około miesięcznych odstępach czasu. W grudniu 2011 r. zrezygnowano z pomiarów luminancji ze względu na niską temperaturę zewnętrzną oraz stan nawierzchni jezdni. Przy stałym monitorowaniu poziomu natężenia oświetlenia (przy jego stałym poziomie) zmiany w poziomie luminancji świadczyłyby tylko o zmianie właściwości refleksyjnych nawietrzni jezdni, co nie było przedmiotem badań. Dlatego od grudnia do końca lutego nie wykonywano pomiarów.
Zestawienie wyników pomiarów fotometrycznych dla badanego odcinka pomiarowego.
Wyniki pomiarów średniego natężenia oświetlenia (zakres uzyskanych wyników na przestrzeni kilku miesięcy, w których wykonywano badania):
Na przestrzeni kilku miesięcy odnotowano stałość parametrów fotometrycznych badanej instalacji oświetleniowej. Lekki wzrost średniego natężenia oświetlenia można tłumaczyć spadkiem temperatury zewnętrznej, gdyż wpływa ona pozytywnie na warunki pracy diod elektroluminescencyjnych.
Po analizie wyników rozkładu luminancji stwierdzono, że badane oprawy oświetleniowe nie spełniają wymagań oświetleniowych dla badanej ulicy. Równomierność całkowita oraz równomierność wzdłużna są bowiem na zbyt niskim poziomie. Oprawy te mogą być stosowane tylko na ulicach, gdzie są najniższe wymagania oświetleniowe (klasa ME5 i ME6) ze względu na niskie równomierności.
Podczas wykonywania pomiarów na badanym odcinku pomiarowym zauważono, że oprawy LED powodują powstawanie światła intruzyjnego na budynku sąsiadującym z badaną instalacją. Jest ono szczególnie widoczne na rysunku 4. W oczywisty sposób tego typu oświetlenie przeszkadza mieszkańcom sąsiadującego bloku mieszkalnego.
 |
| Rys. 4. Widok ulicy Karmelickiej w Warszawie oświetlonej oprawami SCHX5/100W – powiększenie elewacji budynku, na którym można zauważyć oświetlenie niepożądane (intruzyjne) |
Ponadto dostrzeżono (subiektywnie) dość spore olśnienie generowane przez badane oprawy oświetleniowe – widoczne szczególnie na rysunku 2. Podsumowując wymienione aspekty badaną instalacje oświetleniową należy ocenić negatywnie.
W przyszłości zawsze należy zwracać uwagę na dobór miejsca zainstalowania testowych opraw oświetleniowych. W przypadku analizowanej instalacji oświetleniowej – odcinek pomiarowy był bardzo dobrze dobrany.
Po zakończeniu badań i demontażu sprzętu oświetleniowego należy przeprowadzać badania laboratoryjne zastosowanych opraw typu LED, aby można było określić ich faktyczne parametry fotometryczne i elektryczne. Na podstawie badań laboratoryjnych oraz pomiarów terenowych będzie można wyciągać wnioski na temat analizowanych opraw oświetleniowych. Pozwoli to podejmować racjonalne decyzje o zastosowaniu tego typu opraw oświetleniowych na szerszą skalę.
Badania tego typu można by rozszerzyć na większą ilość instalacji oświetleniowych, zarówno nowych jak i już eksploatowanych. Pozwoliłoby to na weryfikację stanu oświetlenia. Pomiary tego typu umożliwiłyby dokładne określenie współczynników utrzymania instalacji oświetleniowej w danym mieście (uwzględniając natężenie ruchu pojazdów, warunki środowiskowe – zanieczyszczenie, zabrudzenie opraw, spadek strumienia świetlnego źródeł światła w trakcie eksploatacji, itd.).
Władzom Warszawy należą się słowa uznania za racjonalność w podejmowaniu decyzji dotyczących nowego, nieznanego sprzętu oświetleniowego. Jest to zachowanie godne naśladowania. Jak wykazało doświadczenie, poleganie tylko na danych technicznych podawanych przez sprzedawców opraw oświetleniowych (szczególnie nowych na rynku), często prowadzi do błędnych decyzji, a zainstalowane oświetlenie jest niezgodne z normami oraz często energochłonne w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami.
AUTORZY: Dariusz Czyżewski, Wojciech Żagan, Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, Zakład Techniki Świetlnej
LITERATURA:
[1] Żagan W. : Rzetelnie i rozważnie o LED-ach – ocena obecnych i prognoza przyszłych aplikacji oświetleniowych diodelektroluminescencyjnych. „Przegląd Elektrotechniczny” 2008, nr 1, ISSN 0033-2097
[2] Czyżewski D.: Oprawy oświetlenia drogowego ze źródłami światła typu LED. XVIII Krajowa Konferencja Oświetleniowa– Technika Świetlna 2009, Warszawa, ISSN 1506-6223 [3] Czyżewski D.: Pomiary oświetlenia drogowego - opis wymagań formalnych. „Elektrosystemy” 2006, nr 2, ISSN 1509-2100
[4] Czyżewski D.: Oprawy oświetlenia drogowego ze źródłami światła typu LED. „Przegląd Elektrotechniczny” 2009, nr 11,ISSN 0033-2097
[5] Czyżewski D.: Monitoring pierwszych instalacji oświetleniowych, wykorzystujących diody elektroluminescencyjne w Warszawie. „Przegląd Elektrotechniczny” 2011, nr 4, ISSN 0033-2097
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
Znacząca cześć producentów żarówek w tej chwili produkuje również LED-y. Problem polega na tym, że za wszelką cenę próbuje się ludzi uszczęśliwić technologią, która jest w trakcie rozwoju i dopracowania. LED-y to przyszłość, natomiast należy dopracować tą technologię. Gdyby oprawy były dobre, wyniki badań tylko potwierdziłyby ich jakość. A tak fakty świadczą same za siebie...