MARKO KRANJC OPTIMIZACIJA JAVNE RAZSVETLJAVE OBČINE KRŠKO Krško, maj 2012
Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa 1. stopnje OPTIMIZACIJA JAVNE RAZSVETLJAVE OBČINE KRŠKO Študent: Študijski program: Mentor: Somentor: Marko Kranjc Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Energetika izr. prof. dr. Jurij Avsec red. prof. dr. Milan Marčič Krško, maj 2012 I
II
ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Juriju Avsecu za pomoč pri izdelavi diplomskega dela, prav tako se zahvaljujem somentorju red. prof dr. Milanu Marčiču in Darku Hrženjaku ter vsem, ki so kakor koli prispevali k mojem študijskem procesu. III
OPTIMIZACIJA JAVNE RAZSVETLJAVE OBČINE KRŠKO Ključne besede: Javna Razsvetljava, LED tehnologija, svetlobno onesnaževanje, optimizacija UDK: 622.477:351.811.111.5(043.2) Povzetek Splošno znano je, da imamo v Sloveniji preveliko svetlobno onesnaženje, kar povzroča tudi višjo porabo električne energije, zato je na tem področju nujno potrebno ukrepati in optimizirati javne razsvetljave po vsej Sloveniji. Dober primer obnove javne razsvetljave je zamenjava starih (natrijeve, živosrebrne ) z novejšo LED tehnologijo, ki omogoča za 50 % znižanje porabe električne energije. Zmanjšanje svetlobnega onesnaženja pa dosežemo s primerno regulacijo sistema. V diplomskem delu bomo predstavili problematiko javne razsvetljave v občini Krško. Iz Uredbe o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja na okolje je razvidno, da je omejitev porabe energije za javno razsvetljavo na občino 44,5 kwh/prebivalca. Splošna poraba v Sloveniji znaša 90 kwh/prebivalca, za občino Krško pa kar 106 kwh/prebivalca, kar pomeni, da je trenutna poraba od dovoljene vrednosti prekoračena za več kot 100 %. V diplomskem delu bo predstavljena tudi optimizacija z LED tehnologijo, njene lastnosti, prihranek in investicija pri obnovi. IV
OPTIMIZATION OF STREET LIGHTING FOR THE KRŠKO MUNICIPALITY Keywords: Street lighting, LED technology, light pollution, optimization UDK: 622.477:351.811.111.5(043.2) Abstract It is generally known that Slovenia has a highly increased amount of light pollution, which causes higher consumption of electrical energy. It is therefore absolutely necessary to do something in this field and optimize street lighting all across Slovenia. A good example of its renovation is the change of old electric bulbs (sodium, mercury bulbs) with a newer LED technology, which enables a 50 % reduction in the electrical energy consumption. The decrease of light pollution, however, can be reached by a proper system regulation. Present thesis deals with the problems of street lighting in the Krško municipality. Decree on Limit Values Due to Light Pollution of Environment limits the consumption of energy for street lighting in a municipality to 44.5 kwh/person. Average Slovene consumption is 90 kwh/person, but in the Krško municipality that number goes up to 106 kwh/person, which means the present consumption is exceeded for more than 100 %. This thesis also deals with the optimum use of LED technology, its features, saving and investment in renovation. V
Vsebina 1 UVOD... 1 2 SPLOŠNO O JAVNI RAZSVETLJAVI... 2 2.1 KRATEK ZGODOVINSKI PREGLED RAZVOJA JAVNE RAZSVETLJAVE... 2 2.2 KAKOVOST JAVNE RAZSVETLJAVE... 2 2.3 SVETLOBA IN VID... 4 2.4 ANALIZA PROMETNIH NEZGOD... 5 2.4.1 Prednosti javne razsvetljave... 6 2.4.2 Nezaželeni vplivi javne razsvetljave... 6 2.4.3 Poraba energije... 7 2.4.4 Svetlobno onesnaženje... 7 2.4.5 Recikliranje svetlobnih virov in... 7 3 UREDBE, MEDNARODNI STANDARDI IN EVROPSKE DIREKTIVE... 8 3.1 PREDPOSTAVKE UREDBE... 9 3.1.1 Predpisi osvetljevanja in omejitve... 9 3.2 ZAKON O JAVNIH CESTAH...10 3.3 ENERGETSKI ZAKON (URADNI LIST 27/2007)...10 3.4 ZAKON O VARSTVU OKOLJA (URADNI LIST 39/2006)...10 4 ANALIZA JAVNE RAZSVETLJAVE V OBČINI KRŠKO... 11 4.1 POPIS OBSTOJEČIH SVETILK PO POSAMEZNIH ODJEMNIH MESTIH V OBČINI KRŠKO...13 4.1.1 Primera popisa za prižigališče JR Senovo Bohorska cesta in JR Koprivnica...14 4.2 OPIS OBSTOJEČIH SVETILK...16 4.2.1 Halogenska žarnica...16 4.2.2 Živosrebrna a...16 4.2.3 Nizkotlačna živosrebrna a ali fluorescenčna a...17 4.2.4 Visokotlačna živosrebrna a...17 4.2.5 Nizkotlačna natrijeva a...17 4.2.6 Visokotlačna natrijeva a...18 4.2.7 Metalhalogena a...18 5 LED TEHNOLOGIJA... 19 5.1 KRATKA ZGODOVINA LED...19 5.2 LASTNOSTI LED...19 5.3 PREDNOSTI LED TEHNOLOGIJA...20 5.4 SLABOSTI LED TEHNOLOGIJA...22 5.5 VPLIV LED TEHNOLOGIJE NA OKOLJE...22 5.6 PHILIPS MINI IRIDIUM LED BGS 45I...23 5.7 PHILIPS IRIDIUM 2 LED BGP 352 (MEDIUM)...25 6 NAČRT OPTIMIZACIJE JAVNE RAZSVETLJAVE V OBČINI KRŠKO... 27 6.1 POPIS SVETILK...27 VI
6.2 IZRAČUN TRENUTNE PORABE...29 7 MOŽNOSTI REGULACIJE JAVNE RAZSVETLJAVE... 36 7.1 NADZORNI SISTEM SITECO LIGHT CONTROL...38 7.2 PROTOKOL DALI...40 7.3 BREZŽIČNA POVEZAVA ZIGBEE...41 8 SKLEP... 44 9 VIRI, LITERATURA... 45 10 PRILOGE... 47 10.1 POPIS ODJEMNIH MEST...47 10.2 TRENUTNI STROŠKI PO ODJEMNEM MESTU...76 10.3 SEZNAM SLIK...80 10.4 SEZNAM TABEL...80 10.5 IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE DIPLOMSKEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV AVTORJA...81 VII
UPORABLJENI SIMBOLI CIE - Commission Internationale de I Eclairage, mednarodna komisija za razsvetljavo DLOR - Dawnward light output ratio, delež svetlobe usmerjen navzdol IR - Infrardeča LED - Light emitting diode (slov.: svetlečadioda) ULOR - Upward light output ratio, delež svetlobe usmerjen navzgor UV VT - Ultravijolična - Visokotlačna VIII
UPORABLJENE KRATICE E f L U - Osvetljenost - Frekvenca - Svetlost - Splošna enakomerna osvetljenost IX
1 UVOD Slovenija je ena izmed 141 držav, ki je sprejela Kjotski protokol. To je mednarodni sporazum, ki skuša zmanjšati emisije ogljikovega dioksida in petih ostalih toplogrednih plinov. Sprejet je bil, da se zaustavilo segrevanje ozračja. Okvirna konvencija za preprečevanje podnebnih sprememb je nastala pred trinajstimi leti, Kjotski protokol pa ji je bil dodan pred približno osmimi leti. Z rusko ratifikacijo je protokol začel veljati 16. februarja 2005. Emisije držav, ki so sporazum ratificirale, predstavljajo 61 % globalnih emisij. Obdobje 2008 do 2012 je določeno kot prvo ciljno obdobje, v katerem bodo države, ki so protokol ratificirale, skušale emisije zmanjšati za najmanj pet odstotkov v primerjavi z letom 1990. Če ta cilj primerjamo s količino emisij, ki bi jih lahko pričakovali za leto 2010 brez uresničevanja ciljev protokola, pomeni, da gre pravzaprav za 29 % znižanje. [1] Posredno ima tudi javna razsvetljava velik vpliv na okolje z vidika toplogrednih plinov in predstavlja velikega porabnika električne energije in velikega proizvajalca svetlobnega onesnaženja. Z optimizacijo z LED tehnologijo bi znižali porabo električne energije za razsvetljavo, kar posredno zniža proizvodnjo toplogrednih plinov in hkrati zmanjša neprimerno svetlobno onesnaženje na vrednost, ki jo določa Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja. V smislu zmanjševanja porabe električne energije za razsvetljavo se vedno bolj uveljavlja tudi LED tehnologija. Na tem področju je bil v zadnjih letih narejen velik napredek in na tržišču so že e za javno razsvetljavo v LED tehnologiji. Osnovna značilnost LED svetil je nizka priključna moč za relativno visok svetlobni tok, njihova učinkovitost pa lahko znaša tudi 115 lm/w. Trenutno je s stanjem tehnike mogoče doseči okoli 140 lm/w. Seveda moramo upoštevati tudi izkoristek pretvornika iz izmenične v enosmerno napetost. Svetilnost se spreminja tudi s temperaturo, istočasno pa ne smemo pa zanemariti življenjske dobe LED diod, ki znaša celo 50.000 ur in več. Pri tem pa v povezavi z javno razsvetljavo velja omeniti še dejstvo, da prej navedeni podatek velja samo za LED diodo, pri LED i pa je ta izkoristek (lm/w) zaradi izgub temperature in leč e dosti manjši. Razlika med LED diodo in LED o je v tem, da je a sestavljena iz več diod, katere napaja elektronska komponenta, ki pretvarja izmenično v enosmerno napetost. Vse skupaj je zaprto v ohišje z lečo, ki povzroča svetlobne izgube, nekaj izgub pa nastane tudi v elektronski komponenti. LED a se uporablja za razsvetljevanje, medtem ko se LED dioda uporablja za signalne lučke v raznih elektronskih napravah, ki jih srečamo v računalnikih, mobilnih telefonih, skratka v vseh elektronskih napravah. 1
2 SPLOŠNO O JAVNI RAZSVETLJAVI 2.1 KRATEK ZGODOVINSKI PREGLED RAZVOJA JAVNE RAZSVETLJAVE V starodavnih kulturah, kot so Rimska, Egipčanska in Grška, so imeli zelo dobro razvito arhitekturo, podnevi občudovanja vredno, ponoči pa sta prevladala strah in tišina. Razlog za to je preprost, saj niso imeli sistema za razsvetljevanje ulic, zato so ljudje ponoči ostajali doma. Tako je bilo vse do konca srednjega veka, ko so v Parizu in Londonu v zimskem času uvedli obvezno izobešanje latern, ki so služile za nadzor in večjo varnost ljudi. V Sloveniji začetki javne razsvetljave segajo v leto 1751, ko so v Ljubljani zasvetile prve oljčne e. Proti koncu 18. stoletja so naročili še okoli 200 zvončastih latern in prižiganje oddali v zakup. Takšno razsvetljava so v Ljubljani imeli vse do leta 1864, ko so začeli uporabljati zanesljivejši petrolej in sprva v manjših količinah tudi zemeljski plin. Kasneje so v mestu postavili plinarno ter osvetljevali večji del mesta. Plinarna je omogočala prvo centralno krmiljeno cestne razsvetljave. Električna razsvetljava se je sprva pojavila v obliki obločnic, ki so v primerjavi s prejšnjo razsvetljavo predstavljale znaten napredek. Vendar so obločnice imele eno večjo slabost, in sicer veliko bleščanje, zato so e pomikali vse višje, tudi do 50 metrov visoko. Zaradi tega se je porodila ideja o osvetljevanju celotnih mest z nekaj stolpi. Edini primer takšne razsvetljave so postavili v mestu Detroit, v Parizu pa so želeli na kraj, kjer stoji Eifflov stolp, postaviti stolp za razsvetljavo, ki naj bi osvetljeval celotno mesto. 2.2 KAKOVOST JAVNE RAZSVETLJAVE Fizikalni količini, ki definirata svetlobo, sta: - (L) svetlost (cd/m 2 ), ki izraža količino odboja svetlobe od opazovane površine, ki jo zazna naše oko, in - (E) osvetljenost (lux), ki izraža količino vpadne svetlobe na površino. Pri cestni razsvetljavi je zelo pomembna ustrezna osvetljenost in svetlost cestnih površin. Že v fazi načrtovanja javne razsvetljave je potrebno upoštevati parametre (svetlost, osvetljenost), da so vrednosti v skladu s priporočili in standardi. Vendar pa moramo upoštevati tudi to, da se sčasoma izkoristek zniža in da se e zaprašijo, kar pomeni zmanjšanje parametrov. Zaradi tega moramo pri projektiranju javne razsvetljave upoštevati 25 % več svetlosti oziroma osvetljenosti, kar nam služi kot rezerva, ko se izkoristki znižajo. S tem se izognemo ponavljajočim se vzdrževalnim delom, lahko pa tudi prihranimo. 2
Ko pa priporočena vrednost parametrov pade na 70 %, je javno razsvetljavo potrebno obnoviti, kar pomeni zamenjavo in čiščenje. Slika 1: Prikazuje primer slabše in boljše svetlosti površine [2] Kakovost javne razsvetljave ni odvisna samo od parametrov svetlosti in osvetljenosti, ampak tudi od enakomernosti. Do neenakomerne osvetlitve lahko pride zaradi varčevanja električne energije ali pa zaradi okvare. Zaradi tega se pojavijo temne cone, ki zmanjšujejo vidnost ovir ali nevarnosti na cestah. Do tega pa lahko pride tudi zaradi napačnega projektiranja in postavitve javne razsvetljave, kadar je razmik med posameznimi ami prevelik. Slika 2: Primer slabe in dobre enakomernosti osvetljenosti cestišča [2] Pri javni razsvetljavi moramo biti še posebej pozorni na omejitve bleščanja. Slednje negativno vpliva na našo vidno polje, saj nam zmanjša vidne funkcije in povečuje utrujenost udeleženca v prometu. Do bleščanja pride zaradi prevelike svetlosti površin ali prevelikih kontrastov v našem vidnem polju. Naše oči se zaradi tega adaptirajo na višji nivo, kar povzroči slabše zaznavanje ovir. Bleščanju se ne moremo povsem izogniti, vendar pa ga lahko s primerno izbiro in namestitvijo svetil zmanjšamo na sprejemljivo raven. 3
Slika 3: Prikazuje nivoje bleščanja, ki zmanjšujejo kontrast in otežujejo zaznavanje ovir [2] Pri vsem tem pa sta pomembni tudi smer svetlobe in pa njena barva oziroma spektralna sestava. Smer svetlobe pogojuje obliko in velikost senc, ki lahko motijo ustrezno zaznavanje okolice. V določenih predelih prometne površine, na primer med parkiranimi vozili, lahko zaradi senc pride do neenakomerne svetlosti oziroma osvetljenosti in s tem povezanih težav. Zaradi tega je potrebno take površine včasih še dodatno osvetliti. Barva svetlobe oziroma njena spektralna vsebina (ki jo običajno opišemo z faktorjem reprodukcije barve) pa svetlobi omogoča ustrezno reproduciranje barv. Ustrezno zaznavanje barv v cestni razsvetljavi sicer ni prioritetna naloga, zato je ta lastnost cestne razsvetljave pri načrtovanju drugotnega pomena. Vendar pa je pri virih z višjim faktorjem reprodukcije barve zaznavanje barv lažje, s tem pa dobimo tudi več informacij iz okolja. Tako so nizkotlačne natrijeve, ki zaznavanja barv sploh ne omogočajo, za splošno cestno razsvetljavo neprimerne in jih uporabljamo samo za razsvetljavo tunelov, prehodov za pešce ali pristanišč. Pri razsvetljavi površin, namenjenih pešcem, pa moramo paziti še na eno lastnost, in sicer na vertikalno osvetljenost. Samo pri zadostni vertikalni osvetljenosti lahko pešci dovolj zgodaj opazijo in tudi prepoznajo osebe, ki jim prihajajo nasproti, in temu ustrezno pravočasno reagirajo. [2] 2.3 SVETLOBA IN VID Za preprečevanje nesreč na cestah je dovolj zelo preprosta formula: dobro videti in biti dobro viden. Seveda pa je vid zelo kompleksen čut, ki je odvisen od mnogih dejavnikov, zato se mu mora cestna razsvetljava ustrezno prilagoditi. Dnevna svetloba nam nudi od 5.000 do 100.00 luksov osvetljenosti opazovanih površin, v noči z mesečino pa je na voljo le približno 1 luks osvetljenosti. Naš vid oziroma naše oči zaradi velike zmožnosti prilagajanja različnim svetlobnim razmeram sicer delujejo v tem celotnem področju, saj lahko našo okolico vidimo tudi ponoči, vendar pa je sposobnost vida pri manjših osvetljenostih zmanjšana oziroma okrnjena. [2] 4
2.4 ANALIZA PROMETNIH NEZGOD Prvovrstni namen javne razsvetljave je izboljšati kakovost življenja, saj ustrezna razsvetljava zagotavlja večjo varnost v prometu in manj kriminalnih dejanj. Razsvetljava nam v nočnem času pomaga, da prej zaznamo ovire v prometu in zavoje cest, saj se nam sposobnosti vida ponoči zelo poslabšajo. Zaradi tega težje zaznamo ovire, slabše razločimo barve in smo občutljivejši na bleščanje. Razdelitev prometa čez dan je razporejena približno na 75 % v dnevnem času in 25 % v nočnem času. Če pa primerjamo število nezgod s smrtim izidom in tistih s težje poškodovanimi osebami, opazimo, da je razmerje med ponesrečenci podnevi in ponoči enako približno 50 %. ponesrečenci podnevi 21% 1% 78% lažje poškodovani težje poškodovani mrtvi Slika 4: Delež ponesrečencev v dnevnem času [2] ponesrečenci ponoči 27% 3% 70% lažje poškodovani težje poškodovani mrtvi Slika 5: Delež ponesrečencev v nočnem času [2] S postavitvijo kakovostne javne razsvetljave zvišamo nivo osvetljenosti okolja, kar pa izboljša vidne sposobnosti udeležencev v prometu. Posledično se izboljša varnost v prometu in se zmanjša število prometnih nesreč tudi do 30 %, na bolj nevarnih cestnih odsekih pa celo do 45 %. 5
2.4.1 Prednosti javne razsvetljave Javna razsvetljava obstaja in se razvija že približno 400 let, zato smo se ljudje navadili na osvetljenost tudi ponoči. To prinaša dobre lastnosti, predvsem v prometu, saj se zmanjša število prometnih nesreč. Dobre lastnosti javne razsvetljave se opazijo tudi pri številu kriminalnih dejanj. Splošno znano je, da se napadi na osebe ali lastnino dogajajo v temi, saj so storilci takrat pogumnejši in bolje zakriti. Z osvetljenostjo pešci prej zaznajo sumljive okoliščine, zato lažje reagirajo. Javna razsvetljava tako pozitivno vpliva tudi na občutek varnosti prebivalcev. 2.4.2 Nezaželeni vplivi javne razsvetljave Nezaželen vpliv razsvetljave na okolje pa predstavlja delež svetlobnega toka neposredno v zgornjo poloblo in odsevan delež svetlobe To je tudi večinski povzročitelj nebesnega sija nad urbanimi okolji. Svetloba se odbija od površin, ki jih osvetljujemo, in od njihove neposredne okolice. Z različnimi metodami poskušamo zmanjšati skupni delež svetlobe, ki prehaja v atmosfero, povsem izničiti pa ga zaenkrat še ne moremo. Posamezni deleži svetlobe, ki se običajno pojavljajo, so prikazani na spodnji sliki. Leti so naslednji: - ULOR (Upward light output ratio) ali delež svetlobe usmerjen navzgor, - DLOR (Dawnward light output ratio) ali delež svetlobe navzdol, - uporabna svetloba in - razsipna svetloba Slika 6: Neposredni in posredni deleži svetlobe v zgornjo poloblo [3] 6
Nezaželen vpliv pa predstavlja tudi vpliv na okolje in organizme, ki živijo v njem. Javna razsvetljava močno vpliva na žuželke, saj jih umetna svetloba privlači, zaradi česar zmoti njihov naravni življenjski ritem. Vidni organi žuželk se razlikujejo od naših oči v tem, da so drugače občutljivi, in zato zaznavajo svetlobo, ki ima krajše valovne dolžine, kot jo na primer imata modra in vijolična barva. Javna razsvetljava ima negativen vpliv tudi na rastline. Raziskave so pokazale, da povečanje razsvetljave v okolju povzroči spomladi pomik razmnoževalnega obdobja rastlin proti zgodnejšim mesecem, kar povzroča pozebe in druge poškodbe rastlinja. 2.4.3 Poraba energije Cestna razsvetljava je porabnik energije (električne energije). Ker pa pri proizvodnji električne energije nastajajo določeni vplivi na okolje (emisije toplogrednih plinov, degradacija okolja itd.), moramo del teh vplivov pripisati tudi cestni razsvetljavi. Vendar pa je cestna razsvetljava majhen porabnik energije, saj se v te namene porabi (podatki so za Nemčijo, leto 1997) le 0,1 % porabljene končne energije oziroma 0,7 % porabljene električne energije. Celo če upoštevamo samo električno energijo, porabljeno za razsvetljavo (poslovnih in stanovanjskih prostorov ter cest), jo cestna razsvetljava porabi le 6,2 %. Poleg tega ta procent zaradi uvedbe varčnejših svetlobnih virov ter sanacije starejših svetilnih naprav iz leta v leto pada. [2] 2.4.4 Svetlobno onesnaženje Cestna razsvetljava okolje tudi svetlobno onesnažuje. Po eni strani gre za svetlobo, ki sveti v bivalne prostore ob prometnih površinah in moti stanovalce, po drugi strani pa za svetlobo, ki sveti ali se odbija v nebo in povzroča svetlenje nočnega neba. V Sloveniji imamo sprejet zakonski akt, ki delno obravnava to področje z Uredbo o svetlobnem onesnaževanju okolja, ki je že v veljavi. Namen uredbe je zmanjšati emisije svetlobe tako v stanovanja kot tudi v nebo. Omejitve, ki jih uredba podaja, se nanašajo tako na cestno razsvetljavo kot tudi na osvetljevanje stavb, reklamnih panojev in podobnega. Seveda pa je potrebno tudi pri omejevanju emisije svetlobe v okolje še vedno obdržati ustrezne svetlosti oziroma osvetljenosti prometnih površin. Zaradi tega je potrebno zamenjati neprimerne e cestne razsvetljave in jih nadomestiti s takimi, ki imajo bistveno manjšo emisijo svetlobe v okolico prometne površine oziroma v nebo. [2] 2.4.5 Recikliranje svetlobnih virov in Tako svetlobni viri kot e vsebujejo različne snovi (v ah najdemo skoraj 2/3 vseh elementov periodnega sistema), ki so bodisi koristen odpadek, bodisi strupene oziroma nevarne za okolje. Z ustreznim recikliranjem svetlobnih virov tako lahko 7
odpravimo škodljive vplive na okolico ter pridobimo dragocene surovine za ponovno uporabo v proizvodnji svetlobnih virov ali drugje. Zaradi tega je ustrezno zbiranje in recikliranje za določene vrste svetlobnih virov () predpisano, za ostale pa zaželeno. V kratkem bo tako zbiranje organizirano tudi pri nas, strošek pa bo v končni fazi bremenil proizvajalce. [2] 3 UREDBE, MEDNARODNI STANDARDI IN EVROPSKE DIREKTIVE V sodobnem času je nočno razsvetljevanje postalo samo po sebi umevno zato si več ne znamo predstavljati življenja brez javne razsvetljave. Vendar se v zadnjih letih daje velik poudarek kvalitetni in varčni razsvetljavi. Kvalitetna razsvetljava pomeni, da je a postavljena na položaj, na katerem je najmanj svetlobnega onesnaževanja, kar določa tudi Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja. Svetlobno onesnaženje okolja je emisija svetlobe iz umetnih virov svetlobe. Svetlobno onesnaževanje okolja povzroča za človekov vid motečo osvetljenost in občutek bleščanja pri ljudeh, zaradi bleščanja ogroža varnost v prometu, zaradi neposrednega in posrednega sevanja proti nebu moti življenje ali selitve ptic, netopirjev in žuželk, ogroža naravno ravnotežje na varovanih območjih, moti profesionalno ali amatersko astronomsko opazovanje in s sevanjem proti nebu pa po nepotrebnem porablja električno energijo. [4] Sij neba je razsvetljevanje nočnega neba zaradi sipanja svetlobe iz umetnih virov svetlobe na sestavinah atmosfere. Sij neba se meri v magnitudah na kvadratno ločno sekundo. Bleščanje je fiziološko zmanjšanje sposobnosti človekovega vida zaradi sipanja svetlobe v očesni steklovini ali neugoden, psihološko pogojen občutek zaradi pogostega in nehotenega pogledovanja v vir svetlobe, ki ga povzroči razlika med svetlostjo vira svetlobe in svetlostjo okolice. [4] V Sloveniji imamo kar nekaj zakonov in uredb, ki urejajo področje javne razsvetljave kot gospodarsko službo in področje porabe električne energije za javno razsvetljavo. Ti zakoni in uredbe so: Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja je sestavljena iz več ukrepov, ki se sklicujejo na naslednje: - uporaba z ravnim steklom, nameščenih v vodoravnem položaju, in - omejevanje porabljene energije za razsvetljavo. 8
Slednja se v uredbi uporablja na dva načina: - kriterij ustreznosti energijske učinkovitosti razsvetljave v posamezni občini največja dovoljena raba energije za javno razsvetljavo na prebivalca. - kriterij največje priključne moči za razsvetljave fasad in okolice ustanov, poslovnih stavb in proizvodnih objektov. 3.1 PREDPOSTAVKE UREDBE Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja zajema osvetljevanje vseh vrst nepokritih površin, kamor spadajo: - ceste in javne površine (parkirišča, pločniki, križišča itd.), - železnice, letališča, pristanišča, - industrijski objekti, ustanove, poslopja in turistični objekti, - kulturni spomeniki, pročelja cerkva, - gradbišča in športni objekti in - oglaševalne površine. Izjeme, ki so dovoljene v Uredbi o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja, so naslednje: - prekriti prostori, - reševanje, varovanje oseb in signalizacije, - e, katerih moč je manjša od 25 W, če se ne uporablja v kateri koli vrsti razsvetljave, ki je našteta v uredbi (ta pa pokriva vse dejavnosti na prostem) in - območja kulturnih spomenikov. 3.1.1 Predpisi osvetljevanja in omejitve V Sloveniji imamo Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja, iz katere je razvidno, da je omejitev porabe električne energije za javno razsvetljavo na prebivalca 44,5 kwh, vendar je povprečna poraba v Sloveniji za 100 % povišana in znaša približno 90 kwh/prebivalca. Potrebno je upoštevati tudi predpis o uporabi, ki svetijo le pod vodoravnico, kar pomeni da ne sledijo terenu. 9
Poleg cest in ostalih javnih površin se osvetljujejo tudi razni kulturni spomeniki in fasade cerkva in drugih kulturnih dediščin. Vsi prej našteti objekti naj bi se po uredbi osvetljevali od zgoraj navzdol, in sicer do povprečne svetlosti največ 1 cd/m 2. 3.2 ZAKON O JAVNIH CESTAH Zakon o javnih cestah v svojem 44. členu določa, da je občina dolžna vzdrževati prometne površine, objekte in naprave na, ob ali nad voziščem državnih cest, kamor spadajo tudi javna razsvetljava cest, semaforji in druga prometna signalizacija v naselju. 3.3 ENERGETSKI ZAKON (URADNI LIST 27/2007) Energetski zakon predvideva zmanjšanje porabe energije lokalnih skupnosti, ki so zadolžene tudi za ukrepe učinkovite rabe energije in rabo obnovljivih virov energije na svojem področju. Najbolj izpostavljeni členi na področju javne razsvetljave v energetskem zakonu so členi 9, 65 in 66.a. 9. člen: zagotavlja prednost učinkoviti rabi energije in ekološko sprejemljivost pri pridobivanju, proizvodnji in porabi vseh vrst energije ter varstvo potrošnikov in spodbujanje prilagodljivih porabnikov energije. 65. člen: učinkovita raba energije in spodbujanje rabe obnovljivih virov energije sta sestavna dela energetske politike. Ekonomsko opravičljivi ukrepi za izrabo varčevalnih potencialov energije in za izrabo obnovljivih virov energije so pri izvajanju energetske politike enako pomembni kot zagotavljanje zadostne oskrbe z energijo na osnovi neobnovljivih virov energije. Ob enakih stroških za izrabo varčevalnih potencialov na strani rabe ali za zagotavljanje novih zmogljivosti za isti obseg energije imajo prednost ukrepi za dosego varčevalnih potencialov. [5] 66.a člen: programe, ki zmanjšujejo rabo energije iz posameznih omrežij oziroma povečujejo učinkovitost njene rabe in izrabo obnovljivih virov energije, opravljajo po javnem pooblastilu izvajalci gospodarskih javnih služb po tem zakonu. [5] 3.4 ZAKON O VARSTVU OKOLJA (URADNI LIST 39/2006) Zakon o varstvu okolja v 2. členu predvideva cilje za zmanjšanje obremenitve okolja, s čimer se posledično zmanjša poraba energij. Ti cilji so naslednji: 10
- preprečitev in zmanjšanje obremenjevanja okolja, - ohranjanje in izboljševanje kakovosti okolja, - trajnostna raba naravnih virov, - zmanjšanje rabe energije in večja uporaba obnovljivih virov energije, - odpravljanje posledic obremenjevanja okolja, izboljšanje porušenega naravnega ravnovesja in ponovno vzpostavljanje njegovih regeneracijskih sposobnosti. [6] 4 ANALIZA JAVNE RAZSVETLJAVE V OBČINI KRŠKO Občina Krško se nahaja v jugovzhodnem delu Slovenije in zajema 16 krajevnih skupnosti s skupnim številom prebivalcev 27.590. Po vsej občini je nameščenih 4081 skupne nazivne moči 3069 kw. V letu 2010 so stroški javne razsvetljave za električno energijo znašali 262.744,04. Iz Uredbe o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja je razvidno, da je omejitev porabe energije za javno razsvetljavo na občino 44,5 kwh/prebivalca. Povprečna poraba v Sloveniji znaša 90 kwh/prebivalca, za občino Krško pa kar 106 kwh/prebivalca, kar pomeni da je trenutna poraba od dovoljenega prekoračena za več kot 100 %. Poraba se v zadnjih letih še povečuje, ker se delež javne razsvetljave povečuje. V letu 2009 je poraba električne energije znašala 2.674.814 kwh, v letu 2010 pa se je povečala za 1 % in znaša 2.695.969 kwh. Povečano porabo električne energije razberemo na spodnjem grafu. 2700000 2695000 2690000 2685000 kwh 2680000 2675000 2670000 2665000 2660000 2009 2010 leto Slika 7: Poraba električne energije za javno razsvetljavo v občini Krško 11
Poglavitna težava je velikem številu različnih tipov. Teh je kar 32, poleg tega pa so nameščene na zelo različna stojna mesta z različnimi načini pritrditve, zraven seveda sodijo tudi cerkve in igrišča, ki so prav tako priključena na javno razsvetljavo. Za občino Krško velja, da večina javne razsvetljave sloni na ah tipa Hg 250 (527 kosov) in tipa Hg 150 (409 kosov). V manjših naselij pa tipa Hg 125 (861 kosov) in FC 36 (686 kosov). Naslednja pomanjkljivost obstoječega stanja je neurejena in slabo učinkovita regulacija razsvetljave. Redukcije v nočnem času med 23. in 5. uro tam, kjer bi bilo to mogoče, niso urejene, poleg tega pa na odsekih, kjer so svetlobnotehnični pogoji boljši od priporočenih, regulacija svetlobnega toka ni uporabljena. To pomeni, da bi obnova javne razsvetljave poleg zamenjave morala zajemati tudi zamenjavo in ureditev regulacije. Javna razsvetljava ne zajema le stroškov porabljene električne energije in priključnine, temveč tudi stroške vzdrževanja. Občina Krško vsako leto nameni 150.000 za stroške vzdrževanja, kar glede na druge občine predstavlja kar velik odstotek. S temi sredstvi se izvajajo nujna vzdrževalna dela ter zamenjava dotrajanih z novimi. Vendar pa zgoraj omenjeni znesek ni dovolj velik za posodobitev opreme v celotni občini. 36% stroški vzdrževanja stroški električne energije 64% Slika 8: Razmerje med stroški vzdrževanja in stroški električne energije Če stroške električne energije razčlenimo, vidimo, da je cena sestavljena iz dveh faktorjev, s pomočjo katerih se obračuna končna cena. Prvi faktor je strošek priključnine, ki je vsak mesec fiksni, saj ima priključek določenega odjemnega mesta določeno vrednost, po kateri se obračunava priključnina. Drugi faktor pa je strošek porabljene električne energije, ki niha glede na dolžino dneva in predstavlja kar 93 % skupnega stroška, medtem ko strošek priključnine predstavlja le 7 % skupnega stroška. 12
300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 2009 2010 leto Slika 9: Razmerje med stroškom električne energije in priključnino 4.1 POPIS OBSTOJEČIH SVETILK PO POSAMEZNIH ODJEMNIH MESTIH V OBČINI KRŠKO Na vseh odjemnih mestih je bil izveden popis obstoječih za vsako o posebej. Tak prikaz omogoča ugotovitev natančnega stanja števila svetilnih mest, tipa, moči in ustreznosti za vsako odjemno mesto posebej. Izvedena je bila tudi lokalizacija, pri kateri se vsaki i in odjemnemu mestu določi GPS pozicijo, vnese vse podatke o stojnih mestih (kandelabri, i, stojala itd.), napajalnih električnih vodnikih, podzemnih in nadzemnih vodnikih. Pridobljeni podatki so se nato vnesli v kataster, ki omogoča natančen vpogled v obstoječe stanje. V občini Krško je v uporabi 32 različnih vrst, izmed katerih prevladujejo živosrebrne. Spodnja tabela prikazuje natančno število uporabljenih glede na tip in število v i. 13
Tabela 1: posameznih tipov uporabljenih v občini Krško Tip Št. Št. dvojnih Št. Skupna moč HG 125 1.284 423 861 160.500 HG 250 553 26 527 138.250 HG 400 211 2 209 84.400 MH 70 34 0 34 2.380 MH 100 4 0 4 400 MH 150 26 0 26 3.900 MH 250 21 0 21 5.250 MH 400 89 0 89 35.600 OS 1 64 0 64 64 OS 10 3 0 3 30 OS 35 19 0 19 665 OS 122 48 0 48 5.856 OS 80 39 0 39 3.120 OS 100 1 0 1 100 OS 1000 1 0 1 1.000 NA 70 118 0 118 8.260 NA 100 23 0 23 2.300 NA 150 411 2 409 61.650 NA 250 206 1 205 51.500 NA 400 92 1 91 36.800 VA 15 19 0 19 285 VA 20 367 4 363 7.340 FC 18 268 94 174 4.824 FC 36 710 24 686 25.560 FC 52 3 0 3 156 FC 55 5 0 5 275 FC 56 16 0 16 896 FC 65 2 0 2 130 ZN 10 5 0 5 50 ZN 20 4 1 3 80 ZN 40 1 0 1 40 ZN 60 12 0 12 720 skupaj 4.659 578 4.081 642.381 4.1.1 Primera popisa za prižigališče JR Senovo Bohorska cesta in JR Koprivnica S popisom pridobljeni podatki so osnova za izdelavo tabele, ki vsebuje podatke o številu posameznih, skupni moči, številu (v nekaterih ah sta vstavljeni dve i) in številu za vsako posamezno odjemno mesto. V občini Krško je skupno 153 odjemnih mest s skupno 4081 ami. Vse skupaj predstavlja veliko mrežo, ki ji brez konkretnega popisa in dobro urejenih podatkov ni možno slediti in z njo upravljati. Zaradi obsežnosti popisa sta v tem poglavju predstavljeni samo dve odjemni mesti, prvo je v občini Krško najobširnejše, in sicer JR Senovo Bohorska cesta, drugo pa 14
je povprečno manjše odjemno mesto JR Koprivnica. Ostali del popisa je v prilogi naloge. Tabela 2: Popis na odjemnem mestu JR Senovo - Bohorska cesta (W) JR Senovo (Bohorska cesta) 3x100 66 HG 125 92 125 68 66 HG 250 60 250 40 40 HG 400 2 400 2 1 MH 250 4 250 4 2 NA 150 35 150 35 34 NA 250 4 250 4 2 VA 20 15 20 15 15 FC 18 18 18 12 12 Skupaj 230 35.174 180 172 Tabela 3: Popis na odjemnem mestu JR Koprivnica JR Koprivnica 3x50 33 (W) HG 250 10 250 10 10 MH 400 8 400 8 8 NA 400 6 400 6 6 Skupaj 24 8.100 24 24 Pri analizi odjemnih mest opazimo različno število in, in sicer do tega pojava pride, kadar so na enem drogu pritrjene dve ali celo tri e. Če odjemna mesta med seboj primerjamo, opazimo, da je pri manjšem odjemnem mestu manj različnih tipov in manj, kar pomeni lažje vzdrževanje in hitrejše odkrivanje napak. 15
4.2 OPIS OBSTOJEČIH SVETILK Žarnice spadajo med najstarejše električne vire svetlobe. Tako kot v začetku so tudi danes še vedno nepogrešljive. Od začetkov, ko so žarilno nitko izdelovali iz platine in so bile žarnice zaradi potrebnega velikega toka vedno vezane v serijo in ne paralelno, so se vedno bolj razvijale. Razvoj je šel preko žarnic z ogleno žarilno nitko in izkoristkom približno 3 lm/w do wolframove žarilne nitke, ki je zaradi manjših toplotnih izgub zvita v enojno ali dvojno spiralo. Pri navadnih (wolframovih) žarnicah se namreč kar 90 % električne energije spremeni v toploto in samo 10 % v svetlobo. Vendar tudi žarnice niso samo žarnice. Ločimo vsaj dve vrsti žarnic, in sicer poznamo navadno žarnico in pa halogeno žarnico. Razlika med njima je predvsem v drugačni atmosferi znotraj balona, tehnične karakteristike pa so kljub temu precej drugačne. Žarnice pa so tudi umetni vir svetlobe, ki je po principu delovanja najbliže soncu. [7] Trenutno se v javni razsvetljavi najbolj uporablja sledeče vrste svetlobnih virov: visokotlačne živosrebrne (zunanja razsvetljava cest, ulic itd), visokotlačne natrijeve (so svetlobni viri, ki intenzivno zamenjujejo VT Hg, ki imajo precej boljši svetlobni izkoristek, vendar manj kvalitetno barvo svetlobe rumeno), svetilne cevi (reklamna razsvetljava), visokotlačne metalhalogene (so nadgradnja VT Hg, za stadione, smučarske proge, specialna področja notranje razsvetljave), nizkotlačne natrijeve (za osvetljevanje predorov). 4.2.1 Halogenska žarnica Halogenska žarnica ima za razliko od navadne žarnice balon napolnjen z mešanico žlahtnih plinov (neon, argon, kripton in halogen plin jod, brom), ki ni vakuumirana. Naloga halogenega plina je zaviranje izhlapevanja wolframa iz žarilne nitke, s čimer se podaljša življenjska doba žarnice. Halogenske imajo tudi boljši izkoristek (približno 25 lm/w), daljšo življenjsko dobo (2000 do 3000 ur) in bolj belo svetlobo. Potrebujejo večjo vročino okoli žarilne nitke, zato imajo halogenske manjše balone, ki so izdelani iz temperaturno bolj obstojnega kremenčevega stekla. 4.2.2 Živosrebrna a Poznamo dve vrsti živosrebrnih, in sicer: - nizkotlačne živosrebrne ali fluorescenčne in - visokotlačne živosrebrne. 16
4.2.3 Nizkotlačna živosrebrna a ali fluorescenčna a Fluorescenčna a je zgrajena iz daljše okrogle steklene cevi, ki ima na koncih elektrode. Cev je napolnjena z mešanico argona ali kriptona in z dodatkom živega srebra. Svetloba, ki jo oddaja fluorescenčna a, je večinoma v UV spektru, zaradi česar je notranjost steklene cevi prevlečena z fluorescenčnimi praški, ki UV svetlobo spremenijo v nam vidno svetlobo. V sedanjem času so najbolj uporabljene fluorescenčne, ker imajo boljši svetlobni izkoristek in precej daljo življenjsko dobo (10.000 do 12.000 ur). Na tržišču je dostopnih veliko različnih fluorescenčnih z različnimi močmi in barvami. Za razliko od navadne, pri kateri lahko v svetlobo pretvorimo največ 15 % dovedene moči, je pri fluorescenčni i možno v svetlobo pretvoriti do 25 % dovedene moči. Svetlobni izkoristek fluorescenčne se giblje med 96 in 104 lm/w, faktor reprodukcije barve pa med 60 in 95 %. 4.2.4 Visokotlačna živosrebrna a Svetloba visokotlačne živosrebrne v primerjavi z nizkotlačno o vsebuje nekoliko manj UV deleža in več vidne svetlobe. Kljub temu pa se tudi pri tej i zaradi večjega svetlobnega izkoristka uporablja fluorescenčna obloga zunanjega balona. Življenjska doba visokotlačnih je razmeroma dolga (15.000 ur), svetlobni izkoristek pa doseže vrednosti do 60 lm/w. Svetloba visokotlačne živosrebrne je pretežno modrikasto bela z večjim deležem rumene in zelene svetlobe in z manjšim deležem rdeče. Barvo svetlobe pa lahko spreminjamo tudi z raznimi fluorescenčnimi premazi. Sijalka je zgrajena iz keramičnega gorilnika, ki je napolnjen z mešanico živega srebra in argona pri tlaku od 2 do 9 barov. Ne potrebuje vžigne naprave, ker ima pomožno elektrodo, potrebuje pa elektronsko predstikalno napravo ali dušilko. Uporaba visokotlačnih živosrebrnih upada, saj le-te ne zadovoljujejo novejših kriterijev in se umikajo iz trga, poleg tega pa je obstoječe skladno z uredbo potrebno zamenjati. 4.2.5 Nizkotlačna natrijeva a Nizkotlačne natrijeve imajo zelo visok izkoristek, saj presegajo 185lm/W, ker oddajajo svetlobo v rumenem področju, ki je ravno v tem področju, ki je človekovemu očesu najbližje. Natrij je pri nizkem tlaku 10-6 bara, ki je v i, in pri nizkih temperaturah kovina. Zato je potrebno natrij najprej segreti. V i zato na začetku poteka pomožno razelektrenje v plinu neonu (a na začetku sveti rdeče). Ko pa a doseže delovno temperaturo in se natrij uplini, se barva svetlobe spremeni v rumeno. Da se segreje, potrebuje a približno 10 do 15 minut. 17
Življenjska doba nizkotlačne natrijeve je 16.000 ur, svetlobni tok pa po 10.000 urah pade na približno 85 % začetne vrednosti. Zaradi monokromatske barve svetlobe se te uporabljajo večinoma samo za zunanjo razsvetljavo cest in ostalih prometnih površin. 4.2.6 Visokotlačna natrijeva a Visokotlačna natrijeva a deluje pri tlaku 0,25 bara in temperaturi gorilnika okoli 1200 C. Zaradi višjega tlaka je svetloba, ki jo ta a oddaja, bolj bela in ni monokromatska tako kot pri nizkotlačni natrijevi i. Temperatura barve svetlobe je okoli 2200 K, svetlobni spekter pa je precej zvezan z večjimi vrednostmi med rumeno in rdečo svetlobo ter z majhnim deležem zelene in modre svetlobe. Zaradi tega je faktor primerljivosti razmeroma slab, vendar še vedno boljši kot pri nizkotlačni natrijevi i. Ta vrsta je zelo gospodarna, saj dosega svetlobni izkoristek do 140 lm/w, ki pa po približno 10.000 urah pade na 80 % začetne vrednosti. Polni svetlobni tok doseže po 6 do 10 minutah. Njena življenjska doba je 12.000 do 24.000 ur. 4.2.7 Metalhalogena a Ta a je v osnovi visokotlačna živosrebrna a, pri kateri pa so v gorilniku dodani kovinski halogenidi. Posledica tega je bolj zvezan svetlobni spekter, kar pomeni, da lahko dosežemo razmeroma visoke temperature barve (do 6000K) brez uporabe fluorescenčne snovi. Zaradi zvezanega spektra imajo te boljši faktor primerljivosti barve, ki sega do 95 %. Svetlobni izkoristek metalhalogene se giblje med 67 in 95 lm/w. Življenjska doba je približno 15.000 ur, svetlobni tok pa po 6.000 urah pade na približno 75 % začetne vrednosti. Ker te ne uporabljajo fluorescentne obloge steklenega balona, je delež UV svetlobe precej velik, zato se velikokrat zunanji balon izdela iz silikatnega stekla, ki ne prepušča UV svetlobe. Ima 5x boljši izkoristek kakor navadna a, saj v svetlobo pretvori tudi do 50 % energije. Delež posameznih Fc 22% Zn 0% Hg 44% Hg Mh Os Va 8% Na 18% Os 4% Mh 4% Na Va Fc Zn Slika 10: Prikazuje delež vgrajenih na javni razsvetljavi v Občini Krško 18
5 LED TEHNOLOGIJA 5.1 KRATKA ZGODOVINA LED Led diode (Light Emmiting Diodes) so bile razvite leta 1960, vendar zaradi stanja tehnologije dolgo časa niso dajale zadostno svetlobo. Uporabljale so se v elektronski industriji ali za označevanje. Z razvojem tehnologije se je večala tudi svetilnost LED elementov. LED diode so polprevodniški elementi, ki pod vplivom električnega toka oddajajo svetlobo v ozkem snopu. LED diode imajo svoje značilnosti in omejitve, ki jih je potrebno spoznati ter upoštevati pri načrtovanju. Tako imenovane Power LED diode lahko zelo uspešno zamenjajo tradicionalna svetila kot so žarilna nitka; fluorescenčna svetila; natrijeva, metalhalogena ali živosrebrna svetila. LED svetila odlikujejo določene lastnosti, zaradi katerih lahko postanejo odlični svetilni elementi. To so visoka učinkovitost, usmerjen snop, dolgo življenjska doba in v pravilno načrtovanih svetilih veliko število lumnov na porabljeno moč. [8] 5.2 LASTNOSTI LED Varčevanje z energijo v modernem svetu ni samo priljubljena fraza ampak tudi nuja. V zadnjih letih se bliskovito razvija LED tehnologija, ki omogoča nižjo porabo električne energije za javno razsvetljavo. Lastnost LED diode je, da seva omejen spekter svetlobe, kar pomeni, da posamična dioda ne seva vidne svetlobe. Če torej želimo dobiti vidno svetlobo, moramo kombinirati vsaj tri osnovne barve, na primer rdečo, zeleno in modro. Z združenjem teh treh barv svetlobe diod dobimo željeno vidno svetlobo, kot je prikazano na spodnji sliki. Vendar se zaradi nepraktičnosti in zahtevnejše izdelave tak sistem v praksi ne uporablja. Uporablja pa se dioda, ki seva v modrem spektru in ima dodano plast iz fosforja, ki absorbira modro svetlobo, jo pretvori in delno izseva v vidni svetlobi. Podoben princip se uporablja tudi pri neonskih ah. Slika 11: Prikazuje mešanje treh osnovnih barv [7] 19
Slika 12: Prikazuje LED diodo s sevanjem modrega spektra in z dodanim premazom [7] 5.3 PREDNOSTI LED TEHNOLOGIJA Dolga življenjska doba do 50.000 ur: pri doseganju dolge življenjske dobe je nadvse pomembno pravilno odvajanje temperature. Tako ima oblika svetila velik vpliv na njegovo življenjsko dobo. Dve različni i imata lahko v enakih pogojih popolnoma različno življenjsko dobo, ki je odvisna od načina in učinkovitosti odvajanja toplote iz polprevodniškega spoja. Tu se pri načrtovanju srečajo rešitve izdelovalca LED elementov, načrtovalca elektronike in oblikovalca svetil. Pri tem je potrebno upoštevati, kje se svetila nahajajo in kakšna je temperatura okolja. Podatki, ki se trenutno podajajo, so upoštevani pri okoljski temperaturi 25 C. Pri svetilih za zunanjo uporabo lahko pričakujemo daljšo življenjsko dobo, saj je pri nas nekje povprečna nočna temperatura, torej je v času, ko svetila gorijo, okoli 9 C. Dobra učinkovitost svetilnosti 130 lm/w: v preteklih letih se je močno povečala učinkovitost LED elementov. Le-ta je presegla 100 lm/w in je konkurenčna klasičnim, energetsko učinkovitim svetilom. Sedaj že lahko zamenjamo veliko večino klasičnih svetil, kot so žarilna nitka, fluorescenčna ali živosrebrna svetila, z LED svetili, pri tem pa ohranimo enako učinkovitost, a porabimo bistveno manj energije. Z LED svetili lahko zamenjamo tudi natrijeva in metalhalogena svetila in s tem glede na moč in načine uporabe zmanjšamo porabo energije. Pri tem je zelo pomembno, da se zavedamo, da je učinkovitost LED svetil odvisna od njihovega načrtovanja. Dobro načrtovana svetila morajo odvajati toploto iz spoja diode. Za doseganje optimalne učinkovitosti je nujno potrebna uporaba pravilnih hladilnih teles ter pasivnega hlajenja. Oboje, tako svetilnost v lumnih kot tudi življenjska doba LED svetil, je odvisno od same oblike. 20
Dobro usmerjen snop svetlobe: LED svetila imajo dokaj ostro usmerjen snop in ne svetijo na vse strani. To pa daje možnost oblikovanja enakomerne osvetlitve. Uporaba leč z nano nanosi bolje razporedi svetlobo in enakomerno osvetli površino, kar pa pomeni, da za enako osvetljenost potrebujemo manjšo moč in s tem manjšo porabo energije. Dobro vodenje in opravljanje: v navodilih za energetsko učinkovitost je izrecno poudarjeno vodenje in upravljanje z osvetlitvijo. Tudi pri menjavi klasične razsvetljave z LED svetili bo zgoraj navedeno še vedno zelo aktualno, saj lahko s pravilnim vodenjem in upravljanjem osvetlitve privarčujemo še več energije. V primerjavi s klasičnimi ami, ki so problematične kar se tiče sprememb stanja, predvsem vklopov in izklopov, imajo LED svetila velike prednosti. Nekatera od klasičnih svetil so časovno omejena in po izklopu potrebujejo čas, da se lahko zopet prižgejo. Druga so občutljiva na število vklopov/izklopov, s čimer se jim skrajšuje življenjska doba. LED svetila nimajo teh omejitev. Ker so polprevodniški elementi, imajo zelo hiter reakcijski čas in so nadvse primerna za vodenje spreminjanja svetilnosti. Poleg tega tudi niso občutljiva na število vklopov. Pri krmiljenju LED svetil se uporabljajo kar napajalni kabli za komunikacijo, ki so zelo majhni in jih je možno vgraditi v vsako LED svetilo. Hiter vklop: ker se zgradba starih in zgradba LED diod popolnoma razlikujeta, se razlikuje tudi hitrost vklopa. Pri LED diodah je vklop veliko hitrejši in znaša manj kot 100ns, ob vklopu pa ta svetila potrebujejo manjšo priključno moč kakor stare. So zelo odporne na udarce: v zgradbi se stari tipi od novih LED razlikujejo v tem, da so stare narejene iz steklenega ohišja, ki vsebuje razne mešanice plinov. V primeru padca stare se bo a razbila in ne bo več uporabna, pri LED i pa temu ne bo tako. Tako so LED boljša izbira tudi kar se tiče transporta in prekladanja. Ne odpovejo naenkrat, ampak se jim svetilnost zmanjšuje: če primerjamo stare tipe z novimi LED ami, vidimo, da LED ne pregorijo kakor ostale, temveč jim svetilno postopoma upada, zaradi česar lahko pravočasno ukrepamo in staro o zamenjamo z novo. Ne vsebujejo živega srebra: splošno znano je, da je živo srebro strupena kovina. S prej omenjeno uredbo je uporaba živosrebrnih v javni razsvetljavi prepovedana, zato se morajo te v naslednjih letih umakniti iz proizvodnje in uporabe. Prednost LED pa je v tem, da ne vsebujejo živega srebra ali drugih strupenih plinov in kovin. Svetlobni spekter brez UV in IR svetlobe: prednost je v tem, da a ne vsebuje nanosov, ki pretvarjajo UV svetlobo v vidno, in s tem ne škoduje zdravju v smislu oddajanja UV svetlobe ali okolju v smislu dodatnega onesnaževanja z različnimi materiali. 21
5.4 SLABOSTI LED TEHNOLOGIJA Relativno visoka cena: če primerjamo cene starejših tipov in LED, opazimo veliko razliko, vendar moramo pri tem upoštevati življenjsko dobo svetil in prihranek energije. Negativna stran visoke cene je tudi v dejstvu, da pri večjih nakupih potrebujemo večje kredite ali začetne kapitale. Cena (EUR/lm) je še relativno visoka: skupna cena investicije v LED svetila se za kakovostne e povrne v relativno dolgem času. Sorazmerno s hitrim razvojem tudi cena temu primerno pada. Za obratovanje zahtevajo točno določeno enosmerno napetost: pri vseh dovodnih žicah imamo izmenično napetost, pri LED ah pa potrebujemo enosmerno napetost, kar pomeni, da mora biti usmerniško vezje brezhibno in da mora zagotavljati napajalno napetost brez večjih odstopanj od dovoljenega. Današnje LED e delujejo praviloma v modro-belem svetlobnem spektru. Novejše e imajo že temperaturo barve 4200 K in manj, kar je vse bližje optimalni temperaturi. 5.5 VPLIV LED TEHNOLOGIJE NA OKOLJE Vsa javna razsvetljava načeloma vpliva na okolje, saj z oddajanjem svetlobe in toplote vpliva na ljudi in živali, pri čemer LED tehnologija ni izjema. Vplive lahko razdelimo na več skupin in podskupin: Moteče svetlobne emisije, ki zajemajo: vsiljeno svetlobo, bleščanje in sij neba nad urbanimi predeli. Vplivi na žive organizme: živali, žuželke in ljudi. Drugi vplivi na okolje: CO 2. 22
5.6 PHILIPS MINI IRIDIUM LED BGS 45I je namenjena za tri aplikacije razsvetljevanja, in sicer za stanovanjska območja, manjša cestišča ter kolesarske in sprehajalne poti. Njena modularnost omogoča kombiniranje optičnih in elektronskih komponent, s čimer se lažje prilagajamo spreminjajočim se razmeram razsvetljave cestišč. Mini Iridium po zaslugi vrhunske optike zagotavlja nizke stroške obratovanja in možnosti zatemnitve preko oddaljene enote. Enostavna je tudi za namestitev in vzdrževanje. Na voljo je v štirih različnih velikostih za vgradnjo na višino od 3,5 do 12 metrov, z možnostjo montaže s strani ali z vrha. Dobra lastnost e je tudi, da jo je mogoče v celoti reciklirati. Slika 13: Prikazuje o Mini Iridium LED z montažo iz vrha [9] Tehnični podatki: produktna koda: BGS 451 priključna napetost: 220 240 V frekvenca : 50 60 Hz nazivna moč: 21W obratovalna napetost: 1 10 V DC svetilnost: 4300 lm temperatura okolice: -20 do +35 C stopnja napak po 5000 h: 0,5% varnostni razred: 1. temperatura barve: 4000 K 23
Slika 14: Prikazuje dimenzije e ter možnost montaže [9] Philips LED Iridium je sestavljena iz več komponent, in sicer iz optične (LED diod) ter elektronske komponente. V primeru, da a preneha delovati, ni potrebno zamenjati celotne, ampak samo tisto komponento, ki ne deluje več. Prednost te e je tudi možnost kombiniranja komponent, s čimer lahko reguliramo moč e, snop e in druge lastnosti. Slika 15: Prikazuje zgradbo e in njene komponente [10] Uredba narekuje zamenjavo vseh neskladnih z novimi do leta 2016. V ta sklop spadajo vse živosrebrne in, ki imajo ukrivljena stekla, kar povzroča bleščanje in prevelik snop svetlobe. Še večji problem pa so, ki ne svetijo samo k tlom, ampak tudi v nebo. Slednje so največje svetlobne onesnaževalke, na spodnji fotografiji pa je prikazano stanje pred in po zamenjavi. Slika 16: Prikazuje nočno nebo z nebesnim sijem in brez [10] 24
5.7 PHILIPS IRIDIUM 2 LED BGP 352 (MEDIUM) Za razliko od e Mini Iridium ima Iridium 2 večjo moč, kar pomeni, da lahko pokrijemo večji spekter uporabe. Poleg stanovanjskih ulic, glavnih ulic in kolesarskih poti se jo lahko uporablja tudi za osvetljevanje avtocest in glavnih regionalnih cest. Ostale lastnosti so enake kakor že pri prej opisani Mini Iridium, razlika je le še v obliki in sami velikosti e. Slika 17: Prikazuje zunanji izgled e Iridium 2 [11] Tehnični podatki: produktna koda: BGP352 priključna napetost: 220 240 V frekvenca : 50 60 Hz nazivna moč: od 28 W, do 120 W obratovalna napetost: 1 10 V DC svetilnost: min. 2000 lm, max. 10.300 lm temperatura okolice: -25 do +35 C življenjska doba: min. 85.000 ur, max. 100.000 ur varnostni razred: 1. temperatura barve: od 4000 do 5600 K 25
Slika 18: Prikazuje dimenzije e Iridium 2 in možnost montaže [11] Iridium 2 ima nazivno moč od minimalno 28 W do maksimalno 120 W. V primeru optimizacije javne razsvetljave v občini Krško pa so uporabljene e z nazivno močjo 31 W, 61 W, 81 W in 107 W. Prednost je v tem, da lahko še dodatno prihranimo energijo, saj vsa področja ni potrebno osvetljevati enako. Na nekaterih odsekih so i postavljeni preveč na gosto, in, če bi na vse namestili o moči 107 W, bi prišlo do bleščanja, zato je smotrno uporabiti o z manjšo nazivno močjo. Vendar težava nastane, ker se pri prenovi zamenjujejo samo e, ne pa tudi i, zaradi česar je potrebno prilagajanje z močmi. Zaradi možnosti kombiniranja modulov v i lahko ohranimo zunanji videz e, se pravi enako ohišje, in spremenimo samo moč e. S tem se ohrani videz skozi vsa naselja in mesta. Najnovejša generacija LED dosega visoke svetlobne izkoristke, in sicer tudi do 95 lm/w. S časom izkoristek pada in se zmanjša moč svetlobe. LED a ne pregori v trenutku kakor ostale, ampak ji moč počasi pojenja, zaradi česar lahko pravočasno zamenjamo optično komponento in a bo naprej nemoteno delovala. Garantirana življenjska doba celotne e je 10 let, vendar najprej odpove elektronska komponenta, ki jo lahko zamenjamo, in a bo znova delovala. Slika 19: Prikazuje optično komponento (LED diode) [10] 26
6 NAČRT OPTIMIZACIJE JAVNE RAZSVETLJAVE V OBČINI KRŠKO Prenova javne razsvetljave v občini Krško je potrebna zaradi več razlogov: Uredba o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja narekuje zamenjavo vseh neskladnih z novimi do leta 2016. V občini Krško je nameščenih 4081 in večina jih ni v skladu z novo uredbo, saj le-te bistveno povečujejo porabo električne energije; Uredba tudi narekuje omejitev porabe električne energije na 44,5 kwh na prebivalca. V občini Krško je vrednost presežena za več kot 100 %, saj znaša 106 kwh/prebivalca, zato je to porabo potrebno zmanjšati na mejno vrednost; menjava je potrebna tudi zaradi velike porabe električne energije, malih izkoristkov in zastarelih regulacijskih vezij. Načrt optimizacije javne razsvetljave je sestavljen iz več korakov: natančen popis, izračun trenutne porabe, povpraševanje pri proizvajalcih in izbira modela e, izračun vrednosti investicije in izračun prihranka in povračilne dobe. 6.1 POPIS SVETILK Pri popisu je bilo potrebno izvesti pregled in preračun posameznih, uporabljenih na vseh posameznih odjemnih mestih v občini Krško in njenih krajevnih skupnostih. Popis je zato zahteval pregled vsake posamezne e posebej po karakteristikah, in sicer glede na priključno moč, odjemno mesto, število na posameznem drogu in število v posamezni i. Po raziskavi in preračunu parametrov smo prišli do končnega števila, ki zajema 4659 različnih tipov (fluorescenčne, natrijeve, živosrebrne itd.), 4081 in 3823. Upoštevati je potrebno, da je na nekaterih ih pritrjenih več in da je v nekaterih ah več žarnic. Z zamenjavo bomo zmanjšali število, saj bodo tako odstranjene vse e z dvojnimi ami. V naslednji tabeli so prikazane e, ki so uporabljene v javni razsvetljavi občine Krško, število dvojnih in število enojnih. 27
Tabela 4: Prikazuje vse trenutne tipe ter število v i tip žarnice št. žarnic št. dvojnih razlika (št. ) HG 125 1284 423 861 HG 250 553 26 527 HG 400 211 2 209 MH70 34 34 MH100 4 4 MH 150 26 26 MH 250 21 21 MH 400 89 89 OS 1 64 64 OS 10 3 3 OS35 19 19 OS 122 48 48 OS 80 39 39 OS 100 1 1 OS 1000 1 1 NA 70 118 118 NA 100 23 23 NA 150 411 2 409 NA 250 206 1 205 NA 400 92 1 91 VA 15 19 19 VA 20 367 4 363 FC 18 268 94 174 FC 36 710 24 686 FC 52 3 3 FC 55 5 5 FC 56 16 16 FC 65 2 2 ZN 10 5 5 ZN 20 4 1 3 ZN 40 1 1 ZN 60 12 12 skupaj 4659 578 4081 skupaj 4659 V vseh tabelah se nahajajo okrajšave, zato so v naslednji tabeli prikazane okrajšave in polna imena. Tabela 5: Prikazuje okrajšave in polna imena Oznaka HG NA FC MH ZN VA OS Polno ime Živo srebrna a Natrijeva a Fluorescenčna a Metalhalogena a Sijalke z žarilno nitko Varčna a Ostalo (reflektor, LED ) 28
6.2 IZRAČUN TRENUTNE PORABE Izračun in popis sta bila izvedena v računalniškem programu Excel. Potrebno je bilo preračunati trenutno porabo električne energije ter trenutne stroške električne energije. Ti se delijo na stroške porabljene električne energije in na stroške priključnine, ki pa predstavlja fiksni strošek na mesec. Sledita vrednost porabe električne energije in strošek, ki bi nastal, če bi celotno javno razsvetljavo zamenjali z LED tehnologijo. Na podlagi teh izračunov je preverjena še vrednost celotne investicije, povračilna doba investicije in prihranki. Naslednja tabela prikazuje trenutne stroške javne razsvetljave v občini Krško. Tabela 6: Prikazuje rezultate trenutne porabe in trenutnih stroškov trenutno stanje javne razsvetljave skupna priključna moč 3.069 kw skupna nazivna moč 642.547 W izračunana poraba na leto 2.634.443 kwh/leto dejanska poraba na leto 2.697.798 kwh/leto strošek - poraba 245.095 strošek - priključnina na leto 17.649 skupni strošek 262.744 Pri izračunih, navedenih v tabeli 6, smo upoštevali še dodatne parametre, ki so navedeni v tabeli 7. Celotni izračuni temeljijo na trenutnih podatkih, torej na vrednosti obratovanja 4100 ur, kar predstavlja maksimalno osvetljevalno število ur na leto. Za izračun stroškov pa smo upoštevali trenutno ceno električne energije in priključnine. Dodatni podatki za izračun so prikazani v spodnji tabeli. Tabela 7: Prikazuje dodatne podatke za izračun število ur obratovanja 4100 h cena 1kW/h 0,09085 cena priključnine 0,47923 Po pregledanem in preračunanem trenutnem stanju je bilo potrebno preleteti popis ter preveriti vsako staro o, kakšna je možnost za njeno zamenjavo, poleg tega pa je bilo potrebno uskladiti jakostne razrede med klasično in novo LED tehnologijo. Nato smo ponovili postopek zgoraj omenjenega izračuna ter prišli do rezultatov, navedenih v naslednji tabeli: 29
Tabela 8: Prikazuje predvideno porabo in stroške po prenovi javne razsvetljave predvideno stanje javne razsvetljave skupna priključna moč 793 kw skupna nazivna moč 173.957 W izračunana poraba na leto 713.224 kwh/leto strošek - poraba 64.796 strošek - priključnina na leto 4.560 skupni strošek 69.357 Za prenovo javne razsvetljave je potrebna začetna investicija, ki se mora v določeni dobi povrniti. Tudi optimizacijo javne razsvetljave je potrebno izdelati investicijski plan in izračunati stroške prenove ter povračilno dobo. Investicija temelji na razliki med stroškoma trenutne in predvidene porabe električne energije ter povprečnim stroškom LED tehnologije. Na osnovi tega je razviden celoten strošek prenove ter povračilna doba investicije, ki znaša dobrih 11 let. Rezultati preračuna so prikazani v spodnji tabeli. Tabela 9: Prikazuje investicijo in povračilno dobo za prenovo javne razsvetljave investicija razlika pri strošku (prihranek) 180.299 / leto strošek prenove 2.030.641 doba povračila 11,3 let Ugotovitev preračuna je, da bi z zamenjavo privarčevali 70 % električne energije, kar je razvidno tudi iz spodnjega grafa. Slika 20: Prikazuje zmanjšanje porabe električne energije 30
Za optimizacijo razsvetljave je potrebno izvesti pregled obstoječih in poiskati primerno LED o. Potrebno je uskladiti osvetljenost, da ne pride do prevelikih razlik ali do neustrezne javne razsvetljave. V nekaterih ah so po dve i, kar podvoji njeno nazivno moč, na primer a HG 125 je v večini primerih v paru, kar pomeni, da ima a nazivno moč 250 W. Z zamenjavo takih se lahko prihrani veliko energije, zaradi česar se investicija povrne zelo hitro. Problematične pa so fluorescenčne e z močjo 36 W, saj jih je potrebno zamenjati z LED 21, pri čemer je povrnitev investicije veliko daljša. Spodnja tabela prikazuje obstoječe tipe in njihove predvidene zamenjave. Kot smo že omenili, so nekatere v i v parih, ki pa so prikazani v tabeli 4: Tabela 10: Prikazuje obstoječe in predvidene e obstoječa nazivna moč predvidena zamenjava nazivna moč HG 125 125 LED 21 21 HG 400 400 LED81 81 MH 400 400 LED107 107 NA 400 400 LED107 107 HG 250 250 LED61 61 MH 250 250 LED81 81 NA 250 250 LED81 81 MH 70 70 LED31 31 ZN 60 60 LED21 21 NA 70 70 LED31 31 NA 150 150 LED61 61 MH 150 150 LED61 61 FC 65 65 LED21 21 FC 55 55 LED21 21 FC 52 52 LED21 21 ZN 40 40 LED21 21 FC 36 36 LED21 21 NA 100 100 LED61 61 MH 100 100 LED61 61 FC 18 18 LED21 21 OS 1 1 LED1 1 OS 10 10 LED10 10 OS35 35 LED35 35 OS 80 80 LED80 80 OS 122 122 LED122 122 OS 1000 1000 OS1000 1000 VA 15 15 LED21 21 VA 20 20 LED21 21 ZN 10 10 LED21 21 ZN 20 20 LED21 21 Vse obstoječe ne ustrezajo novi uredbi, kot na primer živosrebrne (HG), zato jih je potrebo najprej zamenjati. V živosrebrnem balonu je živo srebro in nekaj argona za lažje prižiganje. Na notranjost balona je nanesen fluorescenčni prah, ki služi za korekcijo barve. Čas segrevanja je 3 do 6 minut. V tem 31
času je za zagon potreben velik tok, dobimo pa malo svetlobe. Izkoristek teh je do 50 lm/w. Prav tako niso ustrezne z žarilno nitko, saj dajejo le 5 % svetlobe, ostalih 95 % pa predstavlja toplota. Nekatere druge so pogojno ustrezne, vendar jih bo prav tako potrebno zamenjati z novimi LED ami. Večina metalhalogenih služi predvsem za osvetljevanje objektov, igrišč in stadionov. So večjih moči in zaradi svoje značilne barve niso zamenljive z drugimi ami in jih ne uporabljamo za osvetljevanje cestišč in ulic. Iz popisa javne razsvetljave se vidi, da nekaj LED že obstaja, vendar so zelo malih moči. Svetilke moči 1 in 10 W so vgrajene ob poti na pokopališču in predstavljajo dekorativno svetlobo. Druge LED e pa imajo funkcijo javne razsvetljave in so vgrajene na novih cestnih odsekih in v prenovljenih občinskih parkih. Naslednja tabela prikazuje obstoječe in predvidene LED e in cene predvidenih. Tabela 11: Prikazuje obstoječe in predvidene LED e Model (W) Cena ( ) Opombe LED 21 21 311,86 Predvidena LED81 81 867,2 Predvidena LED107 107 867,2 Predvidena LED61 61 788,08 Predvidena LED31 31 311,86 Predvidena LED21 21 311,86 Predvidena LED61 61 788,08 Predvidena LED1 1 0 Obstoječa LED10 10 0 Obstoječa LED35 35 0 Obstoječa LED80 80 0 Obstoječa LED122 122 0 Obstoječa OS1000 1000 0 Obstoječa Začetni podatki, ki so potrebni za izvedbo preračuna optimizacije, se pridobijo iz popisa in vključujejo priključno in nazivno moč. Na podlagi tega lahko izračunamo letno porabo, pri čemer množimo nazivno moč in št. ur obratovanja. V nadaljevanju pa izračunamo stroške priključnine, ki so vezani na priključno moč, nato pa še strošek porabe električne energije. Več lahko razberemo iz tabele, ki je v prilogi 2. Ob optimizaciji javne razsvetljave se zmanjša poraba električne energije, posledično pa se lahko zmanjša tudi moč priključka na omrežje. Za primer JR Koprivnica se moč priključka zmanjšala iz 33 kw na samo 7 kw, kar je za približno 75 % manj. Zaradi manjše moči priključka se zmanjšajo strošek priključnine in stroški porabe, s čimer se pokrije celotna investicija. Podatki obstoječega stanja so v prilogi 2, naslednja tabela pa prikazuje nove predvidene priključne moči ter predvideno porabo in stroške javne razsvetljave v občini Krško. 32
Tabela 12: Prikazuje predvidene stroške po optimizaciji priključkov moč prižigališča za priključ ek nazivna moč (W) predvidena Izračunana (kwh/leto) 33 skupni strošek JR Koprivnica 7 2108 8643 825,5 JR Dolenja vas 11 3673 15059 1.431,4 JR Števec v omarici Gradišek - Dolenja vas 3 105 431 56,4 JR Dol 3 126 517 64,2 JR Planina 3 471 1931 192,7 JR Brlog 3 168 689 79,8 JR Ribnik Mačkovec 3 537 2202 217,3 JR Gorica 3 610 2501 244,5 JR Brestanica Šola 7 1843 7556 726,7 JR Brestanica Kino 7 1643 6736 652,2 JR Brestanica kolodvor 16 4771 19561 1.869,1 JR Slapšak 13 3750 15375 1.471,6 JR Brestanica trg 11 2778 11390 1.098,0 JR Mladje 3 285 1169 123,4 JR na Dorcu 3 336 1378 142,4 JR Drnovo 16 4780 19598 1.872,5 JR Smednik 3 814 3337 320,5 JR Jelše 3 488 2001 199,0 JR Kolodvorska SKD 3 42 172 32,9 JR kolonija 11 2629 10779 1.042,5 JR Resa (Tončke Čečeve) 3 546 2239 220,6 JR labod 7 1413 5793 566,6 JR Bohoričeva 7 2035 8344 798,3 JR TP Žlapovec 11 3412 13989 1.334,2 JR staro krško TP Vanič 3 366 1501 153,6 JR Krško TP Krško Most 11 3558 14588 1.388,6 JR Dalmatinova 7 1702 6978 674,2 JR Krško Novi most 13 4259 17462 1.661,2 JR Videm - Vahčič 7 1809 7417 714,1 JR polšca 7 1441 5908 577,0 JR Stara vas 3 231 947 103,3 JR Stara vas 7 1604 6576 637,7 JR Stolpič 13 4345 17815 1.693,2 JR Stara šola v TP 7 2335 9574 910,0 JR Krško pri urarju 3 145 595 71,3 JR Krško Valvazorjeva 7 1800 7380 710,7 JR Leskovec (Pionirska cesta) 7 2218 9094 866,4 JR Gmajna (ulica Anke Salmičeve) 3 483 1980 197,2 JR Grič 11 3346 13719 1.309,6 JR Leskovec (Ulica MDB) 11 3039 12460 1.195,2 JR Trg Leskovec 7 1098 4502 449,2 JR Polc Leskovec 3 424 1738 175,2 JR Mrtvice 11 2427 9951 967,3 JR Brege 11 2473 10139 984,4 JR Vihre 7 1572 6445 625,8 JR Brod 3 189 775 87,7 Jr Kalce Naklo 3 784 3214 309,3 JR Podbočje 13 4029 16519 1.575,5
JR Raka 3 896 3674 351,0 JR Senovo Golnik 7 1846 7569 727,9 JR Senovo (cesta kozjanskega obreda 16) 3 84 344 48,5 JR Senovo (cesta kozjanskega obreda 16) 3 614 2517 246,0 JR Senovo (Titova cesta) 7 1788 7331 706,3 JR Senovo (Bohorska cesta) 23 7380 30258 2.881,2 JR Velika vas 16 5182 21246 2.022,2 JR Pristava 3 729 2989 288,8 JR Mali Podlog 3 595 2440 238,9 JR Veliki Podlog 11 2382 9766 950,5 JR Veliko Mraševo 7 1990 8159 781,5 JR Industrijska cona 7 2122 8700 830,7 JR Žadovinek 7 1198 4912 486,5 JR Gržeča vas 7 1741 7138 688,8 JR Krško naselje NEK 7 1818 7454 717,4 JR Planina pri Raki 3 42 172 32,9 JR Kare 3 542 2222 219,1 JR Spodnji Grič Zaklonišče 3 378 1550 158,1 JR Krško novi hotel 7 1547 6343 616,5 JR Nakupovalni center Grič 13 4201 17224 1.639,6 JR Spodnji Grič 3 273 1119 118,9 JR Transport 13 3693 15141 1.450,3 JR Šedem 3 682 2796 271,3 JR Hrastek 3 84 344 48,5 JR Prušnja vas 3 231 947 103,3 JR trubarjeva 3 189 775 87,7 JR Vrbinska vas 11 2934 12029 1.156,1 JR Pesje 3 476 1952 194,6 JR Pleterje 3 294 1205 126,8 JR Črešnjice 3 84 344 48,5 JR Spodnji stari Grad ob TP 3 793 3251 312,6 JR Selce - Volovnik 3 294 1205 126,8 JR Raztez 3 462 1894 189,3 JR Cirje 3 504 2066 205,0 JR Veliki Trn 7 2056 8430 806,1 JR Ravno 3 589 2415 236,6 JR zdole 3 777 3186 306,7 JR Zgornje Pijavško 3 570 2337 229,6 JR Presladol - Sluga 3 273 1119 118,9 JR Presladol - Kranjc 3 525 2153 212,8 JR Rožno - Bohorč 7 1407 5769 564,3 JR Senovo Kolonija 3 714 2927 283,2 JR Senuše 7 1561 6400 621,7 JR Kobile 3 378 1550 158,1 JR Presladol - Veliko 3 525 2153 212,8 JR Senovo - pri omari Žlender 7 1154 4731 470,1 JR Dom Upokojencev 3 357 1464 150,2 JR Vrbina - Košale 3 231 947 103,3 JR Gradnje 3 126 517 64,2 JR Stranje - pri TP 3 189 775 87,7 JR Raka šola 11 3190 13079 1.251,5 JR Armeško 3 441 1808 181,5 34
JR Malo Mraševo 3 937 3842 366,3 JR Sloka cesta 7 1826 7487 720,4 JR Rožno - Presladol 3 273 1119 118,9 JR Pri TP Reštanj 3 126 517 64,2 JR Veliki Kamen 7 1305 5351 526,3 JR pri TR Straža 3 781 3202 308,2 JR Pri TP Brezje (Senuše) 3 399 1636 165,9 JR Cirje Raka 3 452 1853 185,6 JR Rožno 3 397 1628 165,1 JR Anže Brezje (Anže 23) 3 105 431 56,4 JR Gradec 3 63 258 40,7 JR Raka Podulce 3 210 861 95,5 JR Stadion 3 168 689 79,8 JR Trška gora pro TP TG 3 349 1431 147,2 JR Nova Gora 3 525 2153 212,8 JR Kerinova -PL2 3 147 603 72,0 JR Šutna (pri TP) 3 441 1808 181,5 JR Površje 3 252 1033 111,1 JR Dolga Raka 3 798 3272 314,5 JR Obrtna cona (ulica MDB) 7 2152 8823 841,8 JR Straža - Rimš 3 546 2239 220,6 JR Rondo Križaj 7 1863 7638 734,2 JR pri mrliški vežici Leskovec 3 168 689 79,8 JR Ardro pri Raki 3 294 1205 126,8 JR Celine 3 105 431 56,4 JR Park Krško 3 588 2411 236,3 JR Omarica pri Božiču Darku na zidanici 3 147 603 72,0 JR Podulce PMO2-PS 3 84 344 48,5 JR Ardro pri Raki - pri hišni številki 6 3 168 689 79,8 JR Gorenja Lepa vas 3 210 861 95,5 JR Rondo Drnovo 3 1134 4649 439,7 JR Veliki Trn - PS P103 3 126 517 64,2 JR Mali Kamen - Okrog 3 231 947 103,3 JR Mali Kamen 3 269 1103 117,5 JR Veniše 3 819 3358 322,3 JR Ivandol 3 315 1292 134,6 JR Podhod Čulk Stari Grad 7 1243 5096 503,3 JR Mali Kamen 3 414 1697 171,5 JR Narpelj 3 546 2239 220,6 JR Kržišče 3 486 1993 198,3 JR Veniše II 3 252 1033 111,1 JR Površje 3 210 861 95,5 JR Samski dom Videm 3 214 877 97,0 JR Gora 3 920 3772 359,9 JR Gorenji Leskovec 3 81 332 47,4 JR Stranje 3 126 517 64,2 JR Senovo Kladje 3 378 1550 158,1 JR Koritnica 3 252 1033 111,1 JR Zaloke 7 1220 5002 494,7 Skupaj 793 173.957 713.224 69.357 35
7 MOŽNOSTI REGULACIJE JAVNE RAZSVETLJAVE Z zamenjavo LED na javni razsvetljavi je smiselno urediti tudi regulacijo leteh. Ob uporabi regulacije se v skladu s standardi osvetljenost v obdobju z manj prometa lahko zmanjša na polovično raven. Obdobje z manj prometa je od 23. do 5. ure zjutraj, ko se pričnejo službe. Med tem časom je smiselno uporabiti regulacijo jakosti svetlobnega toka, saj s tem: zmanjšamo osvetljenost do 35 %, zmanjšamo porabo energije do 30 %, podaljšamo življenjsko dobo in lahko upravljamo daljinsko. Slika 21: Prikazuje možnost prihrankov z uvedbo regulacijo osvetljenosti [12] Najsodobnejša generacija digitalnih preklopnih relejev omogoča izvajanje redukcije moči brez faznega vodnika krmilnega sistema. Preklopni rele časovne intervale preklaplja med polnim in reducirnim režimom obratovanja in se s pomočjo 36
astronomske ure samodejno prilagaja letnim časom. Privzete parametre preklapljanja je za vse priključene e hkrati možno programirati kar iz krmilne omarice. Za kvalitetno javno razsvetljavo potrebujemo dober nadzorni sistem, ki mora omogočati popoln nadzor nad delovanjem, upravljanjem, vzdrževanjem in porabo v javni razsvetljavi in mora omogočati: prilagoditev razsvetljave v prostoru, možnost daljinskega vklopa ali izklopa posamezne e ali celotne veje, natančno lociranje napak, optimiziranje instalacij brez poslabšanja kvalitete razsvetljave in arhiv in statistika dogodkov. Pri regulaciji javne razsvetljave poznamo tri osnovne načine prenosa podatkov med omrežjem. Prvi način je komunikacija po napajalnem kablu brez dodatnih krmilnih žil. V stebru je nameščen krmilnik, ki o preklaplja in regulira in je povezan s komunikacijsko enoto. Tehnologija je učinkovita in kot prenosni medij uporablja normalno omrežje 230 V. Omogoča prenos velikih količin podatkov ob zelo majhni porabi energije. Sistem omogoča dvosmerno komunikacijo, ki je predpogoj za aktivno regulacijo posameznih svetlobnih mest in za centralni nadzor vsake priključene e. Drugi način za prenos podatkov je preko napajalnega kabla z dvema dodatnima krmilnima žilama (protokol DALI). Tu se izvaja dvosmerna multimaster komunikacija s hitrostjo 1200 baudov. Podobno kot pri komunikaciji preko napajalnega kabla brez dodatnih žil. Tretji način za prenos podatkov je preko brezžične povezave (Zigbee). Zigbee je specifikacija za nabor komunikacijskih protokolov na visoki ravni z uporabo majhnih nizkoenergijskih digitalnih sprejemnikov, ki temelji na standardu IEEE 802.15.4 za osebna omrežja. Aplikacija vključuje brezžična stikala luči, električne števce in drugo potrošniško in industrijsko opremo, ki jo zahteva brezžični prenos podatkov kratkega dosega. Zigbee aplikacija je namenjena za radijsko frekvenco (RF), ki zahteva nizko hitrost prenosa podatkov, dolgo življenjsko dobo baterije in varno omrežje. Ima določeno hitrost 250 kbps in je najbolj primerna za redno ali občasno prenašanje podatkov. Standard IEEE 802.15.4 zajema nizka zasebna brezžična omrežja (WPAN), ki so osredotočena na nizko komunikacijo med napravami in so v primerjavi z drugimi pristopi, kot je Wi-Fi, cenovno ugodna. Poudarek je na zelo nizkih stroških komunikacije bližnjih naprav z malo ali brez osnovne infrastrukture. Osnovni okvir pojmuje nekaj deset metrski razpon komunikacije s hitrostjo prenosa 250 kbps. 37
7.1 NADZORNI SISTEM SITECO LIGHT CONTROL Siteco light control je namenjen regulaciji v javni razsvetljavi, ki jih lahko poljubno zatemnjujemo in nastavljamo moč. Komunikacija poteka preko napajalnega voda brez dodatnih žil. V obdobju, ko je prometa manj, jih lahko ustrezno reguliramo in s tem zmanjšamo porabo električne energije. Nadzorni sistem preverja e, preko daljinskega nadzora pa lahko locira okvaro vsake e. Siteco light control je sestavljen je iz več komponent, in sicer iz: krmilnika za e, predstikalne naprave, napajalnega voda, komunikacijske enote in osrednjega strežnika. Krmilnik V drogu vsake e je nameščen krmilnik za e, ki je zgrajen modularno. Krmilnik lahko e zatemni in med njimi preklaplja. Poleg tega še registrira svetilno napetost, tok, stanje redukcije, faktor delavnosti, porabo energije in trajanje svetilnosti. Pretok informacij se vrši po napajalnem kablu brez dodatnih žil. Slika 22: Prikazuje krmilnik Siteco [12] 38
Predstikalna naprava Za krmiljenje potrebujemo elektronsko ali mehansko predstikalno napravo. Priporočljiva je takšna elektronska predstikalna naprava, ki ima velik izkoristek, dolgo življenjsko dobo in velik prihranek energije. Z uporabo elektronske naprave odpravimo tudi neprijetno utripanje. Težava nastane le pri neodvajanju toplote, ki nastane in lahko privede do pregretja in odpovedi elektronskih predstikalnih naprav. Slika 23: Prikazuje predstikalna napravo [12] Napajalni vod Napajalni vod uporablja vod kot medij za prenos podatkov med krmilnikom za o in komunikacijsko enoto. Za prenos ne potrebuje dodatnih kabelskih povezav, saj je tehnologija učinkovita in prenos poteka po omrežnem kablu 230 V. Omogoča dvosmerno komunikacijo in prenos velikih količin podatkov ob zelo majhni porabi energije. Komunikacijska enota Naloge komunikacijske enote so: krmiljenje regulatorjev, zbiranje informacij od in posredovanje informacij osrednjemu strežniku. Komunikacijska enota je v večini primerov locirana pri upravljavcu javne razsvetljave, tako da ima upravljavec javne razsvetljave pri roki vse podatke. V ta sklop sodijo podatki o ah, o njihovi dnevni porabi in okvarah. Podatki se lahko pridobijo za obdobje enega meseca ali leta ali za kakšno drugo poljubno časovno obdobje. 39