Ppt ulicno osvetljenje

Slide 1Procesna i energetska efikasnost (šk.god.2009/10) Dragan Markovi
*
Procesna i energetska efikasnost (šk.god.2009/10) Dragan Markovi
*
Priroda svetlosti Izrazom ”svetlost” oznaava se svako zraenje koje prouzrokuje neposredno vidljivo opaanje. Svetlost je u osnovi, zraena ili reflektovana energija koja dospe u oveije oko i koja se u vidnom organu (kompletno ljudsko oko sa delom mozga) pretvori u ulno opaanje i oseanje svetline – utisak o jaem ili slabijem zraenju – i boja. Zraenje je u fizikalnom smislu definisano kao emitovanje ili prenos energije u obliku elektromagnetnih talasa ili estica. Spektar elektromagnetnih zraenja je vrlo širok, dok se u tehnici osvetljenja koristi samo vrlo usko podruje spektra talasnih duina izmeu 10-7 i 10-3 metara, koje se oznaava kao optiko zraenje. oveije oko opaa još ue podruje spektra i to podruje talasnih duina od 380 nm do 780 nm. To podruje se naziva vidljivo zraenje ili svetlost. Današnja fizika pripisuje svakom zraenju dvojnu (dualistiku) prirodu: talasnu i korpuskularnu.
Fakultet za informatiku i menadment – Beograd
*
*
*
Temperatura boje Temperatura boje je kvantitativna mera. Što je vea temperatura boje u kelvinima, „hladnija” je svetlost.
*
*
*
Elektrini izvori svetlosti Osnovni kriterijumi za izbor elektrinog izvora svetlosti su: svetlosni fluks svetlosna iskoristivost, η [lm / W] pad svetlosnog fluksa tokom ivotnog doba boja svetlosti i svojstva u pogledu reprodukcije boja elektrina snaga izvedbeni oblik ponašanje u pogonu nabavna cena i troškovi eksploatacije
*
Vrste svetlosnih izvora Inkadescentni Pri proticanju struje kroz metalnu nit zagreva se na visoku temeperaturu i emituje zraenje u vidljivom delu spektra Sijalice sa uarenim vlaknom – arulje Sijalice sa uarenim vlaknom i halogenim elementom (jod, brom) Luminescentni Pri proticanju struje kroz gasove ili metalne pare dolazi do elektromag-netnog zraenja koje jednim delom pada u vidljivi deo spektra Niskog pritiska (0,1 do 1,3 Pa) fluorescentne cevi natrijumove sijalice niskog pritiska Visokog pritiska (3.104 do 9.105 Pa) ivine sijalice visokog pritiska metal-halogene sijalice visokog pritiska natrijumove sijalice visokog pritiska
*
Sijalice sa uarenim vlaknom Edison 1879. g. - sijalica sa ugljenim vlaknom Današnja sijalica datira od poetka XX veka Volframovo vlakno u unutrašnjosti staklenog balona spiralizovano Nosai od molibdena Stakleni balon Prikljuak izveden u vidu metalne aure sa Edisonovim navojem E10 E14 E27 E40 Vei deo energije na toplotu Visoka temperatura staklenog balona
*
Ako se kroz vlakno propusti elektrina struja, vlakno e se usled Dulovog efekta, zagrevati. Kada temperatura dostigne 500 oC vlakno poinje da svetli, pri temeraturi od 1500 oC svetli utom bojom, a na 2500 oC belom Zrae energiju u širokom podruju optikog zraenja. 5-15% dovedene energije se pretvara u svetlost, preostali deo predstavlja toplotne gubitke. Proseni radni vek sijalice sa uarenim vlaknom iznosi 1000 sati. Kada svetlosni fluks sijalice opadne za 20 % u odnosu na nazivni fluks, sijalica se smatra praktino neupotrebljivom. Svetlosno iskorišenje 6-15 [lm/W] Neosetljive na snienje napona – manji svetlosni fluks Osetljive na povišenje napona – smanjuje se ivotni vek
*
*
Halogene sijalice U stakleni balon se dodaje halogeni element jod ili brom sa dodatkom argona. Na taj nain se uspostavlja ciklus regeneracije volframovog vlakna “halogeni kruni proces” Vek trajanja dvostruko dui (oko 2000 sati) Bolja svetlosna iskoristivost Boja svetlosti vrlo pogodna - 3000K Sijalica se izrauje u obliku cevi od kvarcnog stakla du koje je razapeto spiralizovano vlakno. Temperatura na površini kvarcne cevi za vreme rada sijalice je 520 – 970 oC i zato se ova sijalica smešta u specijalni stakleni balon. U praktinoj primeni halogene sijalice se dele u 2 kategorije: reflektorske halogene arulje niskonaponske halogene arulje
*
*
Fluorescentne cevi Fluorescentne cevi su izvori svetlosti, koji deluju na osnovu elektrinog pranjenja u ivinim parama niskog pritiska, reda veliine 0,1-0,3 Pa. Elektrode su nainjene od dvostruko spiralizovanog volframovog vlakna.
*
Bilans zraenja 2% vidljivog zraenja, 38% je termiko dok ostalih 60% otpada na UV zraenje talasne duine 253,7 nm. To nevidljivo zraenje se na fluorescentnom sloju apsorbuje i pretvara u vidljivo zraenje. Kod ovih izvora energetski bilans pretvaranja je 25% dovedene energije pretvara se u vidljivu svetlost 75% u toplotu. Hemijski sastav fluorescentnog sastava je: borat, silikat, fosfat, volframat. Razliitim kombinacijama ovih supstanci dobijaju se razliite boje svetlosti:
*
TB toplo bela boja (2900 K) - utisak tople boje i sadri poveanu komponentu crvene svetlosti. SB svetlo bela boja (3500 K) - svetlost bele boje toplog tona. BB bela boja (4500 K) - svetlost bele boje koja deluje hladno. DS boja dnevne svetlosti (6500 K) - slina boji dnevne svetlosti srednje naoblaenog neba. Osim ovih fluorescentnih cevi, proizvode se i fluorescentne cevi sa luksuznim bojama koje se odlikuju vrlo dobrom reprodukcijom boja, ali slabijim stepenom iskorišenja (TBX, BBX).
*
Fluo cev u sebi sadri gas koji u “eksitovanom stanju"- (kad je upaljena) emituje UV+vidljivu svetlost koja se preko praha nanetog sa unutrašnje strane cevi prevodi u vidljivu svetlost odreenog spektra. Prigušnica (redno vezena sa cevi) ima dvostruku ulogu: 1) da potpomogne jonizacuju i "paljenje" gasa u cevi 2) da ogranici (limitira) struju "upaljene cevi" Sama prigušnica je tako konstruisana da njen otpor, induktivitet i disipacija (debljina ice i veliina jezgra) odgovaraju primenjenoj cevi.To znai da idu u "paru - zajedno". Na svakoj prigušnici postoji oznaka koja ukazuje za koju cev je ona namenjena. Tako na primer, prigušnica za 40W cev moe da “kontroliše" jednu cev od 38-40W ili dve od 18-20W na red vezane. Starter koji se vezuje na fluo cev ima ulogu "pomagaa paljenja", i on u sebi ima bimetalni prekida (reaguje na temperaturu) na koji je paralelno nakaen DISK-KONDENZATOR od oko 22nF ( za spreavanje smetnji i varnienja, sagorevanja kontakata) a samo stakleno kuište startera je ispunjeno ivinom parom ( tako da radi slino tinjalici).
*
Princip rada se svodi na: Prilikom ukljuenja na 220Vac, prvi reaguje starter tako što se "upali" ivina para u njemu koja svojom toplotom greje bimetal, bimetal se krivi, zatvara i propušta struju preko oba grejaa i kroz prigušnicu. A to znai da struja („faza”) prolazi kroz prigušnicu, kroz prvi greja, kroz starter, kroz drugi greja, pa na „nulu”. Nakon kratkog vremena ( 0,5-2 sekunde) starter se ohladi, PREKIDA struju grejanja kroz grejae, ALI zbog redno vezane velike induktivnosti prigušnice (i nagomilane magnetne energije u jezgru) prilikom prekida struje dolazi do pojave "prenapona" , koji bi da negde izbije, probije, a gde e nego kroz cev i kroz gas u njoj. Tako se ve ugrejani gas jonizuje, „lavina efekat” probija uzdu cevi i ona „upali”.
*
Osetljive na snienje napona, na snienje temperature Potrebne predspojne naprave Loš faktor snage cosφ Pogodne tamo gde ne treba esto paljenje Vek trajanja produen do 7000 sati Svetlosna iskoristivost do 80 lm/W Stroboskopski efekat
*
ivine sijalice iak pomoni gas argon Elektrode glavna pomona Proces razgorevanja iva isparava 105 Pa traje do 5 min Radni napon oko 180V Kada napon opadne ispod 180V sijalica se gasi Prigušnica Nakon gašenja mora se ohladiti
*
Boja svetlosti Deo svetlosti UV deo spektra Od vidljivog dela spektara 50% 577 i 579,1 nm 50% 546,1 nm vidni nedostatak crvene boje Fluorescentni premaz itrijum-vanadat - aktiviran evropijumom u starijim izvedbama, fluor-germanat Spoljašnja rasveta Vek trajanja do 16000 sati Svetlosna iskoristivost 40 – 60 lm/W Stroboskopski efekat
*
Natrijumove sijalice Sijalice niskog pritiska balon od borat-stakla BrO3 u obliku U cevi na ijim zidovima je nataloen natrijum u vidu kapljica koje predstavljaju osnovno punjenje kao pomono punjenje koristi se mešavina argona i neona, po ukljuenju dolazi do pranjenja kroz pomono punjenje, a kada se dostigne radna temperatura od 570K i ispari natrijum poinje emisija kroz natrijumovu paru. Sijalica zrai jarko utu svetlost da bi se odrala radna temperatura cev se stavlja u stakleni balon sa vakuumom unutrašnjost balona se premazuje tankim slojem indijum-oksida, koji reflektuje infracrveno zraenje i dodatno speava hlaenje para natrijuma
*
talasne duine 589 i 589,6 nm svetlosna iskoristivost 110 – 150 lm/W radni poloaj – horizontalni zbog ravnomernog kapljienja tenosti vek trajanja do 16000 sati spoljašnje osvetljenje
*
Sijalice visokog pritiska poboljšanje spektra zraenja poveanjem pritiska u cevi zbog toga su sijalice znatno robusnije, a cev se pravi od sinterovanog aluminijum-oksida Osnovno punjenje je amalgam natrijuma i ive ksenon - pomono punjenje Ovaj balon se smešta u spoljašnji plašt od kvarcnog stakla ili natrijum-karbonatnog krenog stakla iz koga je ispumpan vazduh Poboljšanje spektralne karakteristike postignuto je „razvlaenjem” karakteristinih linija spektra natrijuma, ali i pojaavanjem zraenja u ostalim delovima spektra, pa se moe uzeti da je spektar ovih sijalica kontinualan, sa maksimumom oko 600 nm. Zbog toga je svetlost ovih sijalica ukasto-bela („zlatne boje”).
*
*
svetlosna iskoristivost 70 – 150 lm/W radni poloaj – praktino 360 stepeni vek trajanja do 28000 sati moraju imati predspojnu napravu – prigušnicu starter - specijalni tiristorski - naponske udare reda 1,8 – 3 kV vreme razgorevanja - oko 1 minut loš faktor snage pa se mora kompenzovati kondenzatorom spoljašnje osvetljenje
*
Metal-halogene poboljšanje spektralnih karakteristika zraenja ivinih sijalica – dodavanje u osnovno punjenje halogenih elemenata – jodidi indijuma, talijuma i natrijuma danas halogenidi disprozijuma, holmijuma i tulijuma ili kalajni jodid – smeša ovih jedinjenja se stavlja u isti kvarcni balon sa ivom. na taj nain se dobijaju izuzetno dobre spektralne karakteristike uz ostale povoljne osobine zbog toga se upotrebljavaju tamo gde je potrebna dobra reprodukcija boja uz visoke vrednosti osvetljaja upotrebljavaju se za spoljašnje osvetljenje - sportski stadioni, reflektorsko osvjetljenje zgrada, filmska i televizijska snimanja, unutrašnje osvetljenje - sportski objekti, industrijske hale, tuneli ...
*
Princip rada ovih sijalica je drukiji od ostalih jer nemaju vlakno unutar kuišta ve su ispunjene halogenoidnim gasom tako da rade na principu paljenja gasa putem visokog napona. Zato ne mogu da se upale direktno na 220V, ve mora da poseduju balast. One se koriste u firmama, buticima i drugim objektima gde posle gašenja mora da se saeka da se gas stabilizuje pa tek posle nekoliko minuta (naješe 3-5 min) ponovo da se upale (znai ne mogu da se koriste u zatvorima, bankama i drugim mestima zbog sigurnosti).
*
svetlosna iskoristivost 75 – 95 lm/W vek trajanja do 10000 sati moraju imati predspojnu napravu – prigušnicu starter - specijalni tiristorski - naponske udare reda 3,5 – 4 kV
*
Svetiljke Svetiljke su naprave koje slue za raspodelu, filtriranje ili pretvaranje svetla izvora svetlosti i koje ujedno sadre potrebne delove za nošenje i prišvršenje, za zaštitu i pogon izvora svetlosti.
*
*
*
*
*
raspodela sjajnosti prikazuje se u vidu dijagrama za kontrolu bleštanja u vidu graninih krivih sjajnosti iskoristivost svetiljke – η optika iskoristivost svetiljke predstavlja odnos izlaznog svetlosnog fluksa svetiljke i ukupnog nazivnog svetlosnog fluksa svih izvora svetlosti u svetiljci
*
*
Nivo osvetljenosti minimalni nivo osvetljenosti za prag raspoznavanja crta lica ≈ 20 lx minimalni nivo osvetljenosti u radnim prostorijama za zadovoljavajue raspoznavanja crta lica ≈ 200 lx optimalni nivo osvetljenosti u radnim prostorijama 1500 − 2000 lx dodatno osvetljenje za tee vidne zahteve 2000 − 20000 lx
*
*
*
*
Izbor svetiljke Iskoristivost osvetljenja ηR Na osnovu svetiljke i ostalih parametara (k, ρ) Odreivanje faktora Zagaenja Starenja Odreivanje ukupnog svetlosnog fluksa na osnovu zahtevanog osvetljaja En [lx] Izraunavanje stvarnog srednjeg osvetljaja
*
Primer: Proraunati potreban broj i raspored svetiljki za uionicu dimenzija 15x10x4m, sa fluorescentnim cevima TB gde je radna površina na visini od 0,8m od poda. Tavanica je vrlo svetla ρt=0,7, zidovi svetli ρz=0,5. Uslovi u prostoriji su isti (tiš=12 meseci), a zahtevani osvetljaj je 250lx. korisna visina indeks prostorije
*
Usvaja se svetiljka za fluorescentne cevi tip FSN 121- 240 (2x40) k=V za tu svetiljku je faktor zagaenja f1=0,88 a faktor starenja f2=0,87 Iz tabela za ρt=0,7 i ρz=0,5 dobija se Linearna interpolacija izmeu ovih vrednosti
*
Potreban svetlosni fluks koji treba da se postigne: Svetlosni fluks po fluo cevi (40W, TB) iznosi 3000lm, a pošto u svetiljci postoje dve fluorescentne cevi potreban broj svetiljki iznosi Ako usvojimo po 5 svetiljki u tri reda imamo
*
*
*
CIE Statement on Energy Conservation August 2007 „Energy Conservation Requires Smart Lighting” Electrical energy requirement for illumination: in industrial countries 5% to 15% in developing countries up to 86% worldwide approximately 19%
*
*
*
Sedište kompanije: Amsterdam, Holandija
Jedna od najveih svetskih industrijskih kompanija sa prometom od 26.385 miliona evra u 2008. godini
Tri osnovna sektora: Healthcare, Lighting and Consumer Lifestyle
Multinacionalna radna snaga: 116.000 zaposlenih (april 2009) u preko 60 zemalja
Proizvodnja u 28 zemalja, prodaja u 150 zemalja
Investicije u istraivanja i razvoj: 1.622 miliona evra (2008)
*
*
Osvetljenje troši 14% ukupno proizvedene elektrine energije u EU
Osvetljenje troši 19% ukupno proizvedene elektrine energije u svetu
Oko 2/3 svih instaliranih osvetljenja u EU zasnovano je na starim, manje energetski efikasnim tehnologijama (razvijenim pre 1970)
Trenutni tempo prelaska na nove tehnologije je jednostavno previše spor
Poslednjih 10-15 godina došlo je do revolucije u tehnologiji osvetljenja
Prelazak sa starog osvetljenja na nove tehnologije donee ogromne uštede u troškovima energije i CO2 emisije
*
Za svaki segment danas ve postoji energetski efikasno rešenje
*
injenice i statistika – Opšte osvetljenje (globalno)
Realna je energetska ušteda od 20% na postojeim instalacijama osvetljenja u svetu i moe se uštedeti *:
53 milijarde EUR na troškovima energije
to odgovara uštedi:
od 779 miliona barela nafte godišnje
godišnje snage koju proizvede 265 srednje velikih elektrana @ 2TWh/god
*sa trenutnom tehnologijom, mogue je uštedeti 30 do 40%
*
injenice i statistika – Ulino osvetljenje (EU)
Otprilike 1/3 puteva i autoputeva u Evropi još uvek koristi jeftinu, neefikasnu tehnologiju iz 1960-tih: ivine sijalice.
Neke zemlje (npr. Belgija, Holandija, Luksemburg, Velika Britanija) koriste znatno manje ivinih sijalica nego druge zemlje (Nemaka, Italija, Španija). Oko 35 miliona ivinih sijalica koje su još uvek u upotrebi, troši dvostruko više energije nego što je potrebno i time stvaraju troškove i za lokalne vlasti i za poreske obveznike i imaju visoku emisiju CO2 .
Trenutni procenat zamene iznosi 3% godišnje. To znai da e biti potrebno više od 30 godina da bi se potpuno realizovale finansijske i ekološke koristi.
Ovo je jednostavno presporo.
*
injenice i statistika – Ulino osvetljenje (EU)
*
Gradovi bi godišnje uštedeli 1.7 milijardi EUR* na troškovima energije ako bi zamenili postojee ivine sijalice sa najnovijom tehnologijom ulinog osvetljenja kao što su keramike metal halidne sijalice.
• To odgovara uštedi:
od 14 milion barela nafte godišnje
godišnjoj proizvodnji energije koju proizvede 5 elektrana @ 2TWh/god
*bazirano na ceni elektrine energije iz 2006
*
Stara tehnologija
Nova tehnologija
*
injenice i statistika – Osvetljenje kancelarija (EU)
Nova Philips istraivanja su otkrila da je više od 75% celokupnog evropskog kancelarijskog osvetljenja bazirano na zastarelim i energetski neefikasnim sistemima osvetljenja koji nisu u skladu sa standardima EU o kvalitetu osvetljenja kancelarija.
Ogromne uštede na troškovima energije, više od 2 milijarde evra godišnje, sada su dostupne i javnim preduzeima i privatnim firmama širom Evrope koji unaprede svoje osvetljenje modernim tehnologijama.
2008 samo 1% osvetljenja u kancelarijama koristi kontrolu osvetljenja (detekcija prisustva i doba dana).
Moe se uštedeti dodatnih 3 milijarde evra na troškovima energije.
*
To dogovara uštedi:
od 29 miliona barela nafte godišnje
godišnjoj proizvodnji energije koju proizvede 10 elektrana @ 2TWh/god
Najnovije fluorescentne sijalice poseduju veoma malu koliinu štetnih materija
Najnovije sijalice i predspojni ureaji su do 40% manjih dimenzija i lakši od svojih predhodnika
- Ovo znai da je potrebno manje materijala da bi se napravile nove svetiljke i instalacije
- Ovo takoe znai da imamo uštedu na transportnim troškovima, smanjenje CO2 emisije
*
Uštede energije do 15% jednostavnom zamenom sijalice
Optimizovane za unutrašnju primenu:
Philips rešenja
*
jednostavnim kontrolama osvetljenja mogue su uštede u potrošnji…

Documents

Ppt ulicno osvetljenje