!
!
"#$% &
"
"
!
#
$ % !
$%
$
"#
%
'
!
$(
)
!
)
1
!
+
/
)
&!
&!
+
,
-
,
(#)%
5+ 3
'
#
*
(#)%
#
*
+
-
+4 -0
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
'
+.
(#)%
#
*
+ *
/
+*
+*
+
2
+
0
3
+
.
+ ,
+
4-
0
+
%
%
5+ 3
NAZIV SVETLOSNE CELINE
Svetla Prilaza
Sekvencijalno bljeskaju e svetlo
Svetla Praga
Svetla Kraja
PAPI
Jednostavni Prilaz
Svetla Praga
Svetla Kraja
PAPI
Svetla ivica PSS
Svetla ivica RS
Vertikalne svetle e oznake
Opomenska trep u a svetla
Sekvencijalno bljeskaju e svetlo
+
,%'
+
.
VRSTA SVETILJKI
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
Ugradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne/Ugradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
Nadgradne
BROJ(kom.)
136
23
26
2x8
8
24+24
10
6
8
75/7
286
30
12
23
BOJA
FILTERA
SVETILJKE
NAZIV
SVETLOSNE
CELINE
MINIMALNI
PROSE NI
INTENZITET
(cd)
ORIJENTACIONI
BROJ
SVETILJKI
(kom)
BELA
Svetla prilaza CAT I/CAT II/CAT III
Zona dodira
Ivice PSS
Centralna linija PSS
20.000
5.000
10.0000
5.000
136
180
100
200
ZELENA
Prag PSS
Bo ne pre ke Praga
Centralna linija RS - ravan deo
Centralna linija RS - krivina
10.000
10.000
200
100
16
10
450
450
CRVENA
Kraj PSS
Bo ne pre ke Prilaza CAT II/CAT III
Centralna linija PSS- ispred kraja staze
Ivice PSS ispred izmeštenog Praga
Stop pre ka - ugradna
Stop pre ka - nadgradna
Obeležavanje prepreka
2.500
5.000
5.000
4.000
200
2.500
35
8
62
30
62
7
4/8
ŽUTA
Ivice PSS - ispred kraja staze
Centralna linija RS-izlazi
Neupravljiva Stop Pre ka -ugradna
Neupravljiva Stop Pre ka -nadgradna
Opomenska trep u a svetla (Wig-Wag)
10.000
200/100
200
2.500
3.000
40
12
7
7
2x2
PLAVA
Ivice RS
5
600
#
%
,
6
" % &
'
%
! $% 6
% &
%-
%
% ,
%
0
-
&0
'
% ,
%
,
162 78*#
162 1
'
6
% 3
9
:
%
%
" ;<
9
% &
% 0
1
'
% 0
" ;<
=
%
'
! $
9
A
>
? #"=
@
.
'
06 6&
$%
! $
9
6 !
2
"
" ;<
< 78%
!,-B&, - , 1 3 1
3 - ,
&@ , C - ,/ ,,BD "#
,-B&, - , 1
- ,E &E
,E
&B 66B,EBE 0& - B
B& E& 6B / ,,BD "# - -FB
,3B,- , ,
,-B&, - , 1
31
3 - ,/3 1G6B
B& E& 6B EB @,
,E
0B& - , A G&-F BE - , * B0-B6.B& <HH8%
"(
(* #
%
G
*
, >
' %3
%
%
%
0
% I
%
% 0
0
<JH*"J ?
E
!
0
"78; % "7$
> ,.
'(
dI
di
=α
,
I
i
α
K 8%
G
'
H JL%
G
'
'
%
M '
% ,
'
% 0
JH L%
E
* %
E< A
> 1:
6
:JHN< . G .
162 78*#%
1
1
'
2
(
( .
E*
: 5
"N8H :"HNH 0:
( )#
/0
% 12.
( "(""HH !
O K" .$
( "(NKHH !
O ;" .$
( "("HHHHHHH !
O"#H .$
6
F
E5
=
E
( "<=
"#.
() % ##% .
"
"J
%
:
() %
∆1P NL !
# 11) 10.
#
"7%H"%<H""%
3
-
(
$
( 3!
λ$ !Q" P N%JL$
(# > G
% E6E6 G
HHJJ?2*2
(3)
% N7N*<=
<*H<*77=
<
%;#=
H7=
H"
<J%""%<HH7
<H"H*HK*""%
(# 4 6
R<
7JL%
E
% G
#
NH L% G
"H L% 6
"JL%
+) # #
&
% .
%
0
! $
%
,
% ,
'
'
%
B
: "#
%
!
#
,
9
%&
%0
9
-
"% C
!
%
boja svetlosti
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
bela
svetljka
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
svetlosna ja ina (cd)
2433
3126
2521
3128
2511
2403
2655
3081
2150
1918
2937
2931
%
$
"% C
3500
3000
2500
I(cd)
@
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
svetiljka
#,
56 /
(#
, 3 %) ( %
7
' 1
% $ #
% 82
1
"3
1
% 7
9
/
3
' 1
(#
, 3 %) ( %
:+
)# * )3 % ;<=/
% $ # % 82
7
' 1
(#
% $ #
% 82
, 3 %) (
#
)% 1)
(1
+
: * (9
4 * (9
(# )%
(# )%
1, , >?=
6@ 1 &% ;
1, , 5@;=
; 1 &% ;
LED in Office and Industry lighting
Simply enhancing life with light
Eran Gorgen, Philips Lighting
The lighting industry is
undergoing a remarkable
transformation
The only constant is change
Office Trends
Altering the way
we work
Space expresses
identity
These days, only 50%
of office space is
allocated to personal
work spaces.
Good design,
management and use
of space can improve
an organization's
performance by up
to 15%.
Companies are
experiencing
economic pressure
Transforming
the way we
consume energy
Lighting accounts for
about 35% of energy
consumption in offices,
making it one of the most
attractive ways to save
energy.
75% of all office lighting
is based on outdated
energy-inefficient
lighting.
The only constant is change
Industry Trends
It’s good for
Companies are
business to be good experiencing
to the environment economic pressure
The best environmental,
social and governance
programs create
financial value for
a company.
The developing
world is rapidly
industrializing
Many manufacturing
62% of all Fortune
companies are currently 500 companies originate
in crisis. Energy-efficient from emerging markets.
(LED) solutions save
costs and simplify
maintenance.
Improved labor
conditions drive up
productivity
Pleasant, good-quality
working conditions will
lead to increased job
satisfaction. Lighting is a
key element for enhancing
the physical workspace.
LED lighting is transforming the entire landscape*
93%
7%
2008
<25%
2020
Traditional lighting
LED lighting
*Market estimate based on internal Philips study
>75%
LED lighting market is expected to increase very
rapidly in the coming 10 years
Energy-efficient traditional technologies will play a
significant role before LED transition in 3 - 4 years
Residential is and will remain the largest market
segment, followed by office and outdoor
LEDs were initially focused on creating emotion
Transforming spaces into inspirational environments…
Outdoor
Architectural
Avenue of the Arts
Philadelphia
Shops
Lacoste,
multiple US locations
Entertainment
Star Trek, the Tour
Long Beach, California
Hospitality
Grand Melia
Tenerife, Spain
Creating new application using coloured, dynamic lighting…
Now LED is accelerating efficient white light
…entering main stream applications
Street & Road
Architectural
Accent lighting
General lighting
Ties, Andrew’s
Lima, Peru
Romanshorn,
Switzerland
Custom House,
Boston
… making it suitable even for general lighting!
Generali
building
Paris
Comparing lumen output shows that LED
solutions are already better on Lm/Watt
D outperforms conventional solutions
120
Solution Efficiency Trend
- Downlight -
100
Lumens / Watt
Lumens / Watt
100
80
60
40
120
Solution Efficiency Trend
- Fluorescent -
Conventional
lighting solutions
80
60
40
Conventional
lighting solutions
20
20
2008 2009 2010 2011 2012
2008 2009 2010 2011 2012
LEDs have many advantages
compared to other lighting sources
Conventional lighting sources
• Incandescent
Light Emitting Diode (LED)
• Advantages of LEDs
• Long lasting and low maintenance
• Energy efficient
• Halogen
• Dynamic (digitally) color control
• Small (design flexibility)
• Directed light (= increased efficiency)
• Fluorescent
• Robust and vibration proof
• Turn on instantly
• No IR and UV radiation in the beam
• Gas-discharge
(example: neon)
• Cool beam of light
• Low voltage
• No mercury
Energy
Consumption
Hazardous
Substances
Less
Weight
Recycling
and
Disposal
Lifetime
Reliability
12
White Light Efficacy Projections
Projections from US DOE 3/09
200
LED - Cool White
LED Efficacy (Lumens/Watt)
180
LED - Warm White
160
140
OLEDs
120
PS Metal Halide
T-5 Lamp
100
T-8 lamp
80
60
T-12 fluorescent
T-12 ES
40
20
0
1970
13
1980
1990
2000
2010
2020
2030
Key elements for evaluating LED systems
Sustainability
+
Quality of Light
+
Value over lifetime
14
Energy Efficiency
Sustainability
How to evaluate energy efficiency ?
• Lumen / Watt differs per LED type, color
temperature and CRI
• Lumen / Watt of the bare LED ≠ Lumen
/Watt of the luminaire due to
• Thermal losses
• Optical losses
• Driver losses
What is key to understand?
• Check the color temperature of the systems.
Cool white LEDs are more efficient that
warm white
• When comparing lm/W, make sure that the
total system output and system power is
taken into account
How is the LED system efficiency determined?
Lm/W relation from LED component to luminaire system
LED array
LED
• Color temperature
• Temperature (Tj)
• Drive current
100 lm/W
Optics
Driver
• Thermal losses
(higher Tj)
• Optical losses
• Driver losses
-10-15%
-10-30%
-10%-50%
85 lm/W
Confidential
50lm/W
70 lm/W
Luminaire
= system
efficiency
4
Philips Professional Lighting Solutions, January 2010
Efficiency comparison
Downlight example (non-Philips)
Color temperature (K)
2700K
2700K
5000K
System output (lm)
1610
1090
1400
System power (W)
26
26
26
CRI (Ra)
70
90
90
System efficiency (lm/W)
62
42
54
Take always for comparing system efficiency:
• Check and compare the same color temperature as it has an impact on light output and
system efficiency
• Check and compare the CRI as it has impact on system efficiency
• System efficiency doesn’t say anything about the application. The light distributions is
key to achieve application requirements (Illuminance, uniformity, visual comfort) and
spacings that can be achieved
• Philips always published total system output, power consumption and detailed
photometrical files to make the proper lighting calculations
Confidential
Philips Professional Lighting Solutions, January 2010
5
15
How is the LED system efficiency determined?
Lm/W relation from LED component to luminaire system
LED
• Color temperature
• Temperature (Tj)
• Drive current
100 lm/W
LED array
Optics
Driver
• Thermal losses
(higher Tj)
• Optical losses
• Driver losses
-10-15%
-10-30%
-10%-50%
70 lm/W
50lm/W
85 lm/W
Luminaire
= system
efficiency
16
Efficiency comparison, where to look for…
Downlight example (in the market)
Color temperature (K)
2700K
2700K
5000K
System output (lm)
1610
1090
1400
System power (W)
26
26
26
CRI (Ra)
70
90
90
System efficiency (lm/W)
62
42
54
Take always for comparing system efficiency:
• Check and compare the same color temperature as it has an impact on light output and
system efficiency
• Check and compare the CRI as it has impact on system efficiency
• System efficiency doesn’t say anything about the application. The light distribution is
key to achieve application requirements (Illuminance, uniformity, visual comfort) and
spacings that can be achieved
• Always ask from supplier about total system output, power consumption and detailed
photometrical files to make the proper lighting calculations
17
Quality of Light
Quality of Light
How to evaluate light quality
• Individual LEDs are never exactly the
same, those with similar performance
(color, output) are grouped together by
manufacturers into bins
Binning
Source: Lumileds
15 color bins for Warm White (Rebel), CCT range 2540-3500K
What is key to understand?
• To achieve color consistency, you need to
mix the light from the different LEDs
together using a mixing chamber and optic
• Check and compare the variation of color
temperature (K+/-)
Confidential
Lightolier Group, Ken Czech, October 2009
How Philips controls color consistency
Advanced mixing of LEDs with Optibin Technology
LED Manufacturer
Confidential
Philips Optibin® Technolgy
Philips Professional Lighting Solutions, January 2010
18
Choosing products is a balancing act
Making trade-offs between cost, efficacy and visual comfort/design
Visual
comfort/
design
Efficacy
Performance grid (example)
Performance on visual comfort/ design
Cost
Performance on efficacy
Performance on cost
Creating inspiring workspaces
A meaningful solution: Company on stage
MLC is a life insurance and
investment company in Australia.
They wanted to create an inspiring,
comfortable environment to enhance
staff performance and encourage
interaction and communication.
Philips Color Kinetics
in-ground LEDs bring the design
concept to life with rich, saturated
colors and dynamic wall-washing
effects.
MLC, Sydney, Australia
Enhance working life with LED
A meaningful solution: Healthy workplace
The AB Group was looking for an
advanced solution that ensured a
level of comfort for people working
in the office, as well as optimum
management of energy resources.
Philips DayZone provides high-quality
LED lighting with impressive visual
comfort, and glare control and color
consistency that are compliant with all
office norms.
LuxSpace features the latest LED
technology and delivers consistent
light output and high color rendering.
AB Group, Orzinuovi, Italy
Ensure a pleasant working environment
A meaningful solution: Healthy workplace
NAM Assen, Assen,
The Netherlands
NAM, The Netherlands’ largest
producer of natural gas and oil,
considers sustainability to be of great
importance. They were looking for
ways to light their office in Assen with
high-quality lighting and luminaires.
Philips had the best credentials to do
this and saw an interesting opportunity
for its ‘LEDs innovate in offices’,
using DayZone, DaySign, LuxSpace
and MASTER LEDspot.
With this solution costs and energy
savings were considered and the
design and very many color options
of LED were on the agenda.
Partnering with customers to achieve great results
A meaningful solution: Increased energy efficiency
The City of Tampa needed a specific
green lighting solution at their
Convention Center to demonstrate
a reduction in overall electricity costs.
Philips LED high-bay proved to be
the right solution. With the switch to
LED the city was able to reduce the
overall wattage consumed. Light levels
were improved and maintenance was
reduced.
Philips partnered with the customer
and exceeded the expected savings.
Convention Center, City of Tampa, USA
Philips has a complete set of
LED solutions that will allow
you to equip your office and
industry with LED
Visual comfort/ design
DayWave
“Designed to Inspire”
Fluorescent
Key benefits:
• Inspiring organic design
• Daylight feeling through subtle variations of light level and tone
• Complies with office norms thanks to innovative optical system for LEDs
Efficacy
Cost
Visual comfort/ design
DayZone
“Innovative design meets sustainability”
Fluorescent
Key benefits:
• Inspiring design and light effect
• High visual comfort (UGR: 19), fully dimmable
• Energy saving (52 lm/W; 300/500 LX concept)
• Additional energy saving up to 50% in combination with controls
Efficacy
Cost
Visual comfort/ design
PowerBalance
“A smart choice”
Efficacy
Cost
30%
energy savings
possible
Fluorescent
Key benefits:
• Most energy-efficient solution (70 lm/W)
• Office compliant
• Save on operational costs
• Additional energy saving up to 50% in combination with controls
Visual comfort/ design
CoreView
“Simply sustainable”
Efficacy
Cost
15%
energy savings
possible
Fluorescent
Key benefits:
• Very affordable LED solution
• Energy saving (60 lm/W)
• Save on operational costs
• Additional saving up to 30% in combination with OccuSwitch
Visual comfort/ design
CoreView panel
“Simply sustainable”
Efficacy
Cost
Fluorescent
Key benefits:
•
•
•
•
•
Very affordable LED solution delivering good enough light level & quality
Energy saving (> 65 lm/w compared to TBS160 4x18W OR 2x36W HFP P @ ~70W / 45lm/W
Nicely shaped, uniform lit surface of light
Minimal maintenance
Additional saving up to 30% in combination with OccuSwitch
= 30% saving)
29
Visual comfort/ design
LuxSpace
“High efficiency sustainable solutions”
60%
energy savings
possible
Fluorescent
Key benefits:
• Highly efficient, dimmable downlight
• Compact form factor
• Wide range of options (size, lm output, form factor and accessories)
• Quality of light (3000K, 4000K, CRI>80 @ top efficacy)
• Additional saving up to 50% in combination with OccuPlus
Efficacy
Cost
W1 2012
LumiStone
Fluorescent
Key benefits:
• Saving energy with LED cups (over 80 lm/W)
• Office compliant for use in all office spaces
• Inspiring design with elliptical modules
GentleSpace LED Highbay
Fluorescent
Key benefits:
• 1 on 1 replacement of 400W and 250W HID highbays
• 35% lower energy consumption than HID
• Dimmable (DALI) for even more energy savings
• Instant light
Maxos LED Trunking
Fluorescent
Key benefits:
• Very low maintenance
• Long service life (>50.000 burning hours)
• No UV (ultraviolet radiation)
• No hazardous substances (no mercury, no lead)
• No performance decrease at low temperatures
Pacific Performer LED
Fluorescent
Key benefits:
• Extremely comfortable light thanks to new optical system
• 20% energy saving compared with fluorescent solutions with electronic ballast
• Future-proof solution
• Low maintenance costs due to long lifetime of LEDs
• Light source is serviceable/upgradeable
Creating inspiring workspaces
A meaningful solution: Company on stage
MLC is a life insurance and
investment company in Australia.
They wanted to create an inspiring,
comfortable environment to enhance
staff performance and encourage
interaction and communication.
Philips Color Kinetics
in-ground LEDs bring the design
concept to life with rich, saturated
colors and dynamic wall-washing
effects.
MLC, Sydney, Australia
Enhance working life with LED
A meaningful solution: Healthy workplace
The AB Group was looking for an
advanced solution that ensured a
level of comfort for people working
in the office, as well as optimum
management of energy resources.
Philips DayZone provides high-quality
LED lighting with impressive visual
comfort, and glare control and color
consistency that are compliant with all
office norms.
LuxSpace features the latest LED
technology and delivers consistent
light output and high color rendering.
AB Group, Orzinuovi, Italy
Ensure a pleasant working environment
A meaningful solution: Healthy workplace
NAM Assen, Assen,
The Netherlands
NAM, The Netherlands’ largest
producer of natural gas and oil,
considers sustainability to be of great
importance. They were looking for
ways to light their office in Assen with
high-quality lighting and luminaires.
Philips had the best credentials to do
this and saw an interesting opportunity
for its ‘LEDs innovate in offices’,
using DayZone, DaySign, LuxSpace
and MASTER LEDspot.
With this solution costs and energy
savings were considered and the
design and very many color options
of LED were on the agenda.
Increased energy
efficiency
Save energy. Save cost.
Alternative energy systems help us
make more efficient use of scarce
resources. Flexible lighting that
complements natural sources goes
hand in hand with sustainable
design.
Because green facilities aren’t just
healthier for people and our planet.
They’re better for business too.
Partnering with customers to achieve great results
A meaningful solution: Increased energy efficiency
The City of Tampa needed a specific
green lighting solution at their
Convention Center to demonstrate
a reduction in overall electricity costs.
Philips LED high-bay proved to be
the right solution. With the switch to
LED the city was able to reduce the
overall wattage consumed. Light levels
were improved and maintenance was
reduced.
Philips partnered with the customer
and exceeded the expected savings.
Convention Center, City of Tampa, USA
Safer lighting is better for everyone
A meaningful solution: Safer production
In the food industry, safety isn’t
just important, it’s critical.
Philips waterproof luminaires protect
lamps from moisture and shield food
from dangerous glass particles.
With Secura/TuffGuard lamps inside
they improve safety even more.
Their long life also reduces the hassle
and risk of changing lamps.
New introductions like LEDs will
reduce the need for maintenance
even further.
MOGUĆNOSTI LABORATORIJE U OPTIČKOJ KARAKTERIZACIJI LED
IZVORA SVETLOSTI
Dragan Dramlić*, Predrag Milutinović*, Zoran Velikić*
Marko Popović* , Stefan Dramlić*, Tatjana Marjanović**
* Univerzitet u Beogradu, Institut za fiziku, Laboratorija za fiziku atmosfere i optičku
metrologiju, 11080 Beograd, Pregrevica 118, P.O.Box 68, Srbija
** M - ELEKTRO D.o.o., 11070 Novi Beograd
Jurija Gagarina 271, Srbija
Rezime:
Svedoci smo da LED tehnologije uzimaju sve više maha i po nekim parametrima
skoro da su ravnopravni sa konvecionalnim svetlosnim izvorima. O LED svetlosnim izvorima
dosta je napisano i rečeno, ne samo na našim Savetovanjima i okruglim stolovima, već
uopšte. Izrečene su mnoge pohvale ali i pokude na njihov račun. LED izvori svetlosti, koji su
već pronašli svoje mesto u dekorativnom, pejzažnom i enterijerskom osvetljenju, sve više
«prete» da zauzimu mesto i u javnom osvetljenju.
S obzirom na to, mi smo u Laboratoriji izvršili određena merenja pojedinih
karakteristika nekoliko slučajno izabranih uzoraka LED izvora. Takođe smo obavili i seriju
merenja u okviru razvoja LED semaforskog uređaja.
U radu su navedeni dobijeni rezultati, kao i mogućnosti Laboratorije u
fotometrijskim, radiometrijskim i svetlotehničkim ispitivanjima LED svetlosnih izvora.
UVOD
Od 18. veka, kada je izmišljena sijalica, nijedna tehnologija koja se direktno koristi
za osvetljenje nije uspela da toliko uzdrma tržište kao tehnologija LED izvora. Upotreba LED
izvora u osvetljenju je do pre nekoliko godina bila skoro nemoguća, zbog veoma male
količine svetlosti koje su LED izvori bile u stanju da proizvedu. Tokom zadnjih godina, LED
tehnologija je napravila ogroman iskorak, realizujući nove proizvode, kako za dekorativno,
pejzažno, enterijersko, a naročito za javno osvetljenje.
ŠTA SU LED IZVORI SVETLOSTI I KAKO RADE?
LED (Light Emiting Diode) izvor svetlosti je u suštini PN spoj koji radi na principu
odavanja energije emitovanjem fotona kada se u diodi izvrši rekonbinacija slobodnog
elektrona i šupljine, odnosno kada slobodni elektron pređe iz provodne u valentnu zonu.
Talasna dužina emitovanog fotona zavisi od energetskog procepa poluprovodničkog
materijala od koga je LED dioda napravljena.
Svetlosne diode, koje emituju vidljivu svetlost, se prave od materijala sa
energetskim procepom između 1,7 V i 3,5 V. Najčešće se koriste galijum fosfid (GaP, Eg =
2.3V, zelena boja) i galijum arsenid (GaAs, Eg = 2V, nijansa crvene boje). Za emisuju svetla
u infra-crvenom delu spektra, svetlosne diode se prave od galijum arsenida (GaAs). LED
dioda emituje nekoherentnu svetlost, što znači da emitovani fotoni imaju različite talasne
dužine, faze i polarizacije. Da bi LED dioda emitovala svetlost, kao što je rečeno, u njoj se
mora izazvati rekonbinacija slobodnih nosilaca. To se postiže direktnom polarizacijom
pomoću spoljnjeg izvora za napajanje. Tada se stvara struja direktne polarizacije i glavni
1
nosioci menjaju stranu, nakon čega se rekonbinuju sa većinskim nosiocima suprotne strane
kao i kod obične diode. Prema tome dioda će jače da svetli, ako je struja direktne polarizacije
veća. Da bi emitovani fotoni izašli u okolinu kao svetlost, sloj LED diode blizu prozora mora
biti, veoma tanak.
Tanak PN spoj dopušta izlazak fotona u okolinu, a češljasta anoda stvara
ravnomernu gustinu struje direktne polarizacije na celom PN spoju, što omogućuje
ravnomernu sjajnost diode. Zbog većeg energetskog procepa u odnosu na silicijum, svetlosne
diode imaju veći pad napona kod direktne polarizacije. Što se tiče brzine odziva, LED diode
su sporije od standardnih dioda zbog veće kapacitivnosti PN spoja čije su dimenzije veće da
bi svetleća površina bila dovoljno velika. LED diode se primenjuju kao izvor svetlosti čija je
efikasnost, definisana kao odnos energije emitovane svetlosti i uložene električne energije,
višestruko veća u odnosu na sijalice sa užarenim vlaknom.
PREDNOSTI I NEDOSTATCI LED IZVORA SVETLOSTI
LED izvori svetlosti, kao što je poznato, zamenjuju inkandescentne i fluorescentne
izvore svetlosti koje proizvode «belu i obojenu svetlost».
Kao što i sve, tako i LED izvori svetlosti imaju svoje prednosti i nedostatke. Kao
osnovne prednosti mogu se navesti:
- Emituju svetlost u željenoj boji,
- Ne zahtevaju ugradnju spoljašnjeg reflektora,
- Radi sa niskim naponom (nema opasnosti od električnog udara),
- Veoma dug vek trajanja,
- Hladni izvori (bez značajnijeg odavanja toplote),
- Dobra zaptivenost,
- Minijaturne dimenzije.
Ove prednosti LED izvora svetlosti omogućili su nove primene kao što je primena
u vlažnim sredinama, u spoljnom osvetljenju (za osvetljenje vrtova, delova fasada, ...), zatim
LED izvori kao deo nameštaja, potpuna sloboda u kreiranju svetiljki novih oblika, mogućnost
promene boje ambijenta itd. Trenutno se na poboljšanju LED izvora svetla radi u smislu
povećanja svetlosne iskoristivosti (sa približno100 lm/W na oko 200 lm/W), zatim na
“poboljšanju” tzv. bele boje kao i na smanjenju njihove cene.
Kao što je rečeno LED izvori svetla, imaju i svoje nedostatke kao što su:
- LED tehnologija je mnogo skuplja zbog prateće elektronske opreme (lm/dolar),
- Radne karakteristike veoma zavise od temperature okoline, i lako može da dođe do
pregrevanja, što izaziva njihovo oštećenje,
- Neophodno je obezbediti odgovarajuće hlađenje, kako bi se osigurao dugi vek, što je
naročito važno u saobraćajnim i vojnim primenama, kada se u velikom rasponu temperature
okoline zahteva dugotrajan i pouzdan rad uređaja sa ovakvim izvorom svetla.
RELEVANTNI STANDARDI
Problematika LED izvora svetlosti, relativno je dobro standardizovana. U nastavku
je dat popis relevantnih standarda do kojih su autori došli.
1. IEC 61347-2-13, Lamp controlgear – Part 2-13: Particular requirements for d.c. or
a.c.supplied electronic control gear for LED modules
2. IEC 62031, LED modules for general lighting – Safety requirements
2
3. IEC 62384:2006/A1:2009 DC or AC supplied electronic control gear for LED modules Performance requirements
4. IEC 62386-210 ed1.0 (2011-04) Digital addressable lighting interface - Part 210: Particular
requirements for control gear - Sequencer (device type 9)
5. CIE 127-2007: Measurement of LEDs
6. IEC 60825-1: Safety of laser products – Part 1: Equipment classification and requirements
(IEC 60825-1 2007 Revizija IEC EN 60825-1:1998-05), (IEC EN 60825-1/A11:1999-01
Bezbednost laserskih proizvoda)
7. IEC 60410:1973, Sampling plans and procedures for inspection by attributes
8. IEC 61000-3-2:2000, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits
forharmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase)
9. IEC 61547, Equipment for general lighting purposes – EMC immunity equirements
ŠTA LABORATORIJA MOŽE?
Laboratorija za fiziku atmosfere i optičku metrologiju nalazi se u sastavu Centra za
eksperimentalnu fiziku Instituta za fiziku. Dosadašnje angažovanje saradnika Laboratorije
pretežno je bilo na razvoju i primeni najnovijih mernih metoda u oblasti radiometrije,
fotometrije i svetlotehničkih merenja. Pored toga saradnici Laboratorije su dugogodišnji
članovi u stručnim komisijama profesionalnih udruženja iz ove oblasti. Budućnost
Laboratorije usmerena je kako na dalji razvoj i primenu najnovijih mernih metoda u ovoj
oblasti, tako i pre svega na pružanju usluga korisnicima iz domena rada laboratorije.
Laboratorija raspolaže kvalitetnom opremom kao što je Spectra Prichard
Photometer sa prizmom (koji omogućava merenje sjajnosti, ravnomernosti osvetljenosti
sistemom tačaka, ravnomernosti osvetljenosti sistemom prizme, nivoa osvetljenosti, inteziteta
svetlosti, temperature boje, hromatskih koordinata, refleksije i transparencije),
Spectroradiometer System EGG 550/555 u talasnom opsegu od 200 nm do 1200 nm za
snimanje spektralne raspodele sijalica i svetiljki. Laboratorija poseduje etalon sjajnosti kao i
veći broj fotometrijskih klupa od kojih je najduža 4 m, nosač fotometrijske klupe, dva
optička stola sa mermernim radnim površinama, izvor jednosmernog električnog napona,
digitalni merač jačine električne struje i napona "Kitley" sa šest digita, garnitura spektralno
neselektivnih apsorpcionih filtara. Takođe poseduje softver za automatsko snimanje i
predstavljanje krivih kao i izračunavanje ukupnog fluksa i inteziteta svetlosti, izokandelnog
dijagrama, zonalnog dijagrama i stepen iskorišćenja svetiljke. Laboratorija poseduje i ostalu
neophodnu prateću opremu kao i računarske akvizicione sisteme kojima se mogu
automatizovati neki vidovi laboratorijskih aktivnosti. Na raspolaganju su i savremeni računari
(uključujući i prenosive) sa paketima za statističku i grafičku obradu rezultata
eksperimentalnog rada.
Laboratorija je nabavila i sledeću neophodnu opremu:
* Fotometrijske sijalice - sekundarni etaloni jedinice svetlosne jačine
- Osram, tip:Wi 41/G, 6A, 31V, E 27
3
* Etaloni otpornosti nazivnih vrednosti 0,001 Ω ; 0,01 Ω ; 0,1 Ω , klase tačnosti 0,02
* Stabilisani izvor jednosmerne struje
- stabilnost reda 0,0001,
- struja od 0 A do 50 A,
- napon od 0 V do 60 V,
- plivajuca masa.
* Visokokvalitetani luksmetari:
A) Illuminance Meter LMT B 520 :
-display range 0.0001 lx (last digit) to 600 000 lx,
-4-digit display (0-7999) with dimmer for brightness control,
-V.24-(RS 232-) Interface,
-analog output ,
-ranging auto/manual, or remote programmable,
-approx. 2.5 readings/s,
-power supply for 230 V, 50-60 Hz,
-photometer head P 30 SC0, 30 mm dia. light sensitive surface,
-very fine V(λ)-approximation, cos-correction,
-3 m connection cable, power cable with Euro plug,
-calibration, traceable to PTB standard, with LMT calibration certificate,
-individual test report for V(λ)-approximation and cos-correction,
-class A and L according to DIN 5032 part 7.
B) Illuminance Meter LMT POCKET LUX 2 A:
-4½-digit LED display,
-analog output 0-2 V,
-separate photometer head P 10 FC0 with 2 m connection cable,
-light sensitive surface 10 mm dia., fine V(λ)-approximation and cos-correction,
-adapter for photometer head,
-battery pack,
-carrying case,
-calibration, traceable to PTB standard, with LMT calibration certificate,
-individual test report for V(λ)-approximation and cos-correction,
-class B according to DIN 5032 part 7.
* LMT Photocurrent Meter I 1000
-display range 1 × 10-11 A (last digit) to 1.5 × 10-2 A,
-4½-digit display,
-BCD output, analog output,
-ranging auto/manual or remote programmable,
-approx. 5 readings/s, integration time approx. 20 ms,
-4-digit attenuator, disconnectible, dark current compensation,
-power supply for thermostatic stabilized LMT photometer heads,
-power supply for 230 V, 50-60 Hz in 19-inch 3 HU case.
* Fotoćelija za goniofotometar
-Photometer head with Si-photoelements,
-30 mm dia. light sensitive surface,
-V(λ)-approximation, cos-correction, thermostatic stabilization,
4
-special splash-proofed housing (degree of protection IP 65) with polished
glass dome,
-3 m connection cable with plug,
-calibration, traceable to PTB standard, with LMT calibration certificate,
-individual test report for V(λ)-approximation and cos-correction,
- V(λ)-approximation very fine, f1 ≤ 0.8 %, sensitivity 15-28 nA/lx,
* Spektrofotometar DU 720 proizvođač BECKMAN Coulter, USA:
- opseg talasnih dužina: 190 do 1100 nm,
- preciznost: ± 1 nm,
- automatska kalibracija talasnih dužina,
- automatsko ili manuelno čuvanje talasnih dužina,
- brzina skeniranja od 100 do 4500 nm/min, u zavisnosti od odabrane rezolucije,
- rezolucija talasnih dužina: 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 nm.
PRIMERI IZ RADA LABORATORIJE
Laboratorija je imala značajan broj merenja i provedenih optičkih karakterizacija LED
semaforskih uređaja za potrebe proizvođača kao i tumačenja usklađenosti dobijenih rezultata
sa odgovarajućim standardima. Takođe su vršena merenja i značajnog broja pojedinih LED
svetiljki. U tim ispitivanjima pretežno se merilo:
- jačina svetlosti,
- distribucija jačine svetlosti,
- uniformnost jačine osvetljenja jedinice površine,
- maksimalni fantomni signal,
- boja signalnog svetla,
- izračunavanje hromatskih koordinate,
- spektralna raspodela snage zračenja po talasnim dužinama,
- transparencija,
- polarni dijagram,
- određivanje dominantne talasne dužine
- grafičko prikazivanje u standardnom CIE hromatskom dijagramu
U Tabeli 1. dat je primer izračunavanja hromatskih koordinata za jedan konkretan crveni
LED izvor svetlosti dok je na Slici 1. taj rezultat i grafički i prestavljen u CIE hromatskom
dijagramu. Na ostalim slikama prikazani su neki konkretni rezultati iz aktivnosti Laboratorije.
Tabela 1.
(λ )
[nm]
380
390
400
410
420
430
440
450
460
I 0 (λ )
2.0000
0.0000
1.0000
3.0000
2.0000
4.0000
3.0000
3.0000
3.0000
X (λ )
Y (λ )
Z (λ )
0.0002
0.0024
0.0190
0.0847
0.2045
0.3147
0.3837
0.3707
0.3023
0.0000
0.0003
0.0020
0.0088
0.0214
0.0387
0.0621
0.0895
0.1282
0.0007
0.0105
0.0860
0.3894
0.9725
1.5535
1.9673
1.9948
1.7454
5
I 0 (λ ) X (λ ) I 0 (λ ) Y (λ ) I 0 (λ ) Z
0.0004
0.0000
0.0190
0.2541
0.4090
1.2588
1.1511
1.1121
0.9069
0.0000
0.0000
0.0020
0.0264
0.0428
0.1548
0.1863
0.2685
0.3846
0.0014
0.0000
0.0860
1.1682
1.9450
6.2140
5.9019
5.9844
5.2362
(
1.0000
5.0000
2.0000
1.0000
3.0000
4.0000
1.0000
1.0000
8.0000
4.0000
8.0000
10.0000
36.0000
106.0000
295.0000
844.0000
2359.0000
2917.0000
505.0000
77.0000
19.0000
7.0000
2.0000
1.0000
3.0000
2.0000
3.0000
3.0000
3.0000
1.0000
1.0000
1.0000
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
730
740
750
760
770
780
0.1956
0.0805
0.0162
0.0038
0.0375
0.1177
0.2365
0.3768
0.5298
0.7052
0.8787
1.0142
1.1185
1.1240
1.0305
0.8563
0.6475
0.4316
0.2683
0.1526
0.0813
0.0409
0.0199
0.0096
0.0046
0.0022
0.0010
0.0005
0.0003
0.0001
0.0001
0.0000
0.1852
0.2536
0.3391
0.4608
0.6067
0.7618
0.8752
0.9620
0.9918
0.9973
0.9556
0.8689
0.7774
0.6583
0.5280
0.3981
0.2835
0.1798
0.1076
0.0603
0.0318
0.0159
0.0077
0.0037
0.0018
0.0008
0.0004
0.0002
0.0001
0.0000
0.0000
0.0000
1.3176
0.7721
0.4153
0.2185
0.1120
0.0607
0.0305
0.0137
0.0040
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.1956
0.4025
0.0324
0.0038
0.1125
0.4708
0.2365
0.3768
4.2384
2.8208
7.0296
10.1420
40.2660
119.1440
303.9975
722.7172
1527.4525
1258.9772
135.4915
11.7502
1.5447
0.2863
0.0398
0.0096
0.0138
0.0044
0.0030
0.0015
0.0009
0.0001
0.0001
0.0000
4152.873
∑ I (Λ ) X (Λ ) ; ∑ I (Λ ) Y (Λ ) ; ∑ I (Λ ) Z (Λ )
0
0
0
∑ I (Λ ) X (Λ ) + ∑ I (Λ ) Y (Λ ) + ∑ I (Λ ) Z (Λ )
0
0
X =
6067.4130
0
(1)
∑ I (Λ ) Y (Λ )
∑ I (Λ ) X (Λ ) + ∑ I (Λ ) Y (Λ ) + ∑ I (Λ ) Z (Λ )
(2)
∑ I (Λ ) Z (Λ )
∑ I (Λ ) X (Λ ) + ∑ I (Λ ) Y (Λ ) + ∑ I (Λ ) Z (Λ )
(3)
0
0
0
0
0
Z=
1.3176
3.8605
0.8306
0.2185
0.3360
0.2428
0.0305
0.0137
0.0320
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
33.4193
∑ I (Λ ) X (Λ )
∑ I (Λ ) X (Λ ) + ∑ I (Λ ) Y (Λ ) + ∑ I (Λ ) Z (Λ )
0
Y=
0.1852
1.2680
0.6782
0.4608
1.8201
3.0472
0.8752
0.9620
7.9344
3.9892
7.6448
8.6890
27.9864
69.7798
155.7600
335.9964
668.7765
524.4766
54.3380
4.6431
0.6042
0.1113
0.0154
0.0037
0.0054
0.0016
0.0012
0.0006
0.0003
0.0000
0.0000
0.0000
1881.120
0
0
0
0
0
0
6
Zamenom izračunatih vrednosti u relacije (1), (2) i (3) respektivno, dobijaju se
vrednosti hromatskih koordinata za crvenu boju:
X= 0.6844
Y= 0.3100
Z= 0.0055
Slika1. Prestavljanje dobijenih (merenih, izračunatih) hromatskih koordinata boja u CIE
hromatskom dijagramu
Slika 2. Slika monitora prilikom snimanja spektralne raspodele LED izvora svetlosti
7
Slika 3. Polarni dijagram snimane LED svetiljke
Slika 4. Relativna spektralna raspodela snage zračenja snimane LED svetiljke
8
Slika 5. Detalj iz optičke laboratorije prilikom snimanja prostorne distribucije
jačine svetlosti
UMESTO ZAKLJUČKA (Aktuelna pitanja):
Radi postizanja energetske efikasnosti u oblasti osvetljenja, polaže se danas
naročita pažnja inicijativama za čuvanje energije na međunarodnom planu. Iz tog razloga
nacionalni i regionalni programi čuvanja energije se zasnivaju na efikasnosti i kvalitetu
osvetljenja. Nezamenljiva dnevna svetlost je orijentir u zahtevu za postizanje bezbednih
uslova rada. Iz tog razloga razmatraju se uticaji cene instalacije veštačkog osvetljenja na
efikasnost osvetljenja i bezbednos, kao i na očuvanje okoline i potsticaj da veštačko
osvetljenje zadovolji neke minimume kvaliteta u slučajevima kad nema dovoljno ili nema
uopšte dnevnog osvetljenja.
Kada se realizuje električna instalacija osvetljenja, može se zaključiti da projektanti
nemaju nimalo lak zadatak jer je imperativ zahtev da budu zadovoljeni svi parametri koji
karakterizuju kvalitet osvetljenja.
Ukoliko na primer, pri projektovanju odabiramo izvore svetlosti "SSL i LED"
fotometrije, kolorometriju i raspoznavanje boja, primena obuhvata i upravljanje svetlošću, i
zagađivanje (okoline) svetlošću. Uz sve to bela boja svetlosti odgovara dnevnoj svetlost
(žutoj) i pri njoj danju vidimo. Međutim, godine utiču na osetljivost oka i preciznost viđenja
kod starijih, te za vizuelno opažanje zahtev mora biti dobro postavljen kroz projekat.
Najnovija tehnologija osvetljenja danas nam omogućava da čuvamo energiju bez štetnosti po
dobro osvetljenje. Preporuke sa međunarodne konferencije održane u Beču 2010 "Kvalitet
osvetljenja i energetska efikasnost" u skladu sa Međunarodnom agencijom za energiju
(International Enegy Agency-IEA)imaju za cilj smanjenje energije namenjene osvetljenju za
koju se računa da iznosi 19% od svetske potrošnje.
Usklađivanje se postiže izborom efikasnijih svetiljki. Poznato je da pre izbora
opreme za osvetljenje treba je i ispitati, analizirati i upoznati, a na tržištu i prepoznati.
9
LITERATURA
[1] P. Milutinović, M. Popović, S. Janković
Automatizacija metrološke laboratorije za snimanje svetlosnih karakteristika
rasvetnih tela, "Osvetljenje 1997", Vrnjačka banja, 1997
[2] P. Milutinović, S. Janković, M. Popović
Svetlosne karakteristike naših svetiljki, "Osvetljenje 1999", Beograd, 1999.
[3] D. Dramlić, P. Milutinović, Z. Velikić, M. Popović, S. Janković, S. Dramlić
Koncepcija razvoja laboratorije za optičku metrologiju, "Osvetljenje 2006",
Prolom Banja, 2006.
[4] D. Dramlić, Z. Velikić, P. Milutinović, S. Dramlić
U Institutu za fiziku akreditovana laboratorija za etaloniranje luksmetara
i luminansmetara, "Osvetljenje 2010", Divčibare, 2010.
[5] Srpski standard SRPS N.AO.845:1995, Osvetljenje - Termini i definicije
Zračenje - Veličine i jedinice, koji je identičan međunarodnom rečniku
osvetljenja CIE (Commission Internationale d`Eclairage), publikacija CIE
17.4:1987 (International Lighting Vocabulary).
10
НОВИ ТАШМАЈДАН
Јелена Динић, ЈКП „ Јавно осветљење“ Београд
Историјски подаци о настанку парка
Назив „Ташмајдан“ је турског порекла („таш“–камен,„мајдан“-рудник) и указује на постојање
каменолома на територији данашњег парка, који је био у функцији до средине 19. века. Сматра се
да је прва београдска калдрма настала управо на Ташмајдану , а према неким записима "може се
слободно рећи да су у Београду сва стара здања... озидана овим овде вађеним каменом".
Последица експлоатисања камених блокова јесте настанак познатих ташмајданских катакомби,
места складиштења муниције, а потом и војних склоништа. Ташмајданске пећине , недавно отворене
широј јавности, сведок су историје дуге две хиљаде година, од постојања римских саркофага, до
склоништа из Другог светског рата.
улаз на Ташмајданско гробље из Таковске улице
Стратешки важну позицију, Ташмајдану додељују војсковође током Првог српског устанка,
улогоравањем 3000 војника, спречавајући опсаду Београда. Хатишериф о признавању политичке
самоуправе Србије је прочитан на Ташмајдану 1830. године, 4 године пошто му је кнез Милош
Обреновић доделио нову функцију-градског гробља, на коме су сахрањени бројни великани српске
историје , као Јоаким Вујић, Тома Вучић-Перишић, Узун Мирко Апостоловић, Илија Милосављевић
Коларац, Ђуро Даничић, Јосиф Панчић , али и краљ Александар Обреновић и краљица Драга.
Старо гробље, познатије као Марково,измештено је на територију данашњег Новог гробља.
Почетком двадесетог века, Србија је била међу пионирима када је у питању сеизмологија, о чему
сведочи изградња прве сеизмолошке станице на територији данашњег парка, која још увек постоји у
првобитној функцији.
Ташмајдански парк је изграђен 1954. године, након усвајања генералног урбанистичког плана, којим
је предвиђено да се на овом простору изгради велики градски парк са спортско-рекреативним
центром. У циљу подстицаја развоја уметности, Ташмајдан је служио и као изложбени простор, па су
тако неке скулптуре које су овде излагане, нашле трајно уточиште, међу којима су најпознатије „
Пењалица“, „Златна шума“, „Лежећи акт“, „Победа“, „Дон Кихот“, споменик Десанки Максимовић.
Првобитно осветљење парка
Претходни пројекат инсталације јавног осветљења у парку је реализован још седамдесетих година
прошлог века. Упркос настојањима предузећа ЈКП“ Јавно осветљење“ да застарелост опреме не
утиче на амбијент у парку, неке потешкоће у одржавању као кородирани стубови, разбијене и
окрњене светиљке, су биле непремостиве.
Непосредно пред реконструкцију парка крајем 2010, у Ташмајдану је било око 200 осмоугаоних
стубова, висине 4 метра, са светиљкама сферичног облика и живиним изворима светлости , снаге
125 W. Застарели, и сада већ непримерени извори , изискивали су честе замене, посебан опрез и
низ превентивних мера приликом одржавања и складиштења. Санација стубова се само делимично
могла извршити фарбањем.
Све наведено, утицало је на одлуку града да се у оквиру комплетне реконструкције парка уради и
санација јавног осветљења. Финансијаска средства за реализацију овог великог пројекта су
обезбедили влада Азербејџана и град Београд.
Новопројектовано решење
Идеја водиља реконструкције осветљења Ташмајданског парка је била неконвенционалност. Према
речима аутора пројекта, проф.др Лидије Ђокић, из тог разлога се прибегло форми која је атипична
за ове просторе, а то је интегрисани систем - стуб са светиљком. Сведена форма, која не претендује
ни на који начин да буде доминантна, а уједно је сврсисходна, представља нови концепт у
пројектовању јавног осветљења. Последица оваквог решења је и модуларност, као један од
предуслова мултифункционалности. Наиме, крајње једноставном ваљкастом формом, обухваћени
су стуб са светиљком ( или на појединим местима више њих), камера,звучник(не нужно,већ само на
местима где су предвиђени).
Карактеристика оваквог система је и могућност ротације модула од 360◦ у простору. Неупадљивст и
неутралност су постигнити избором боје система осветљења( стуб са светиљком) која је примењена
и на сав мобилијар у парку( клупе, канте за отпатке и сл.).
Новим решењем осветљења Ташмајданског парка, као једне од најважнијих зелених површина у
граду, постигнуто је истицање амбијенталне вредности у ноћним условима, праћење хијерархијске
вредности парковских елемената. Ограничење бљештања у видном пољу је обезбеђено
одговарајућим избором и позиционирањем рефлектора, чија је светлост концентрисана на
површине којима је намењена. Инсталација осветљења броји 163 стубна места са светиљкама и
метал-халогеним изворима светлости са керамичким гориоником,одличне репродукције боје, снаге
70W. Истицање централне алеје, постигнуто је употребом стубова висине 5м, док су споредне стазе
осветљене са стубова висине 4 и 4.5м. Стубови су са анкер-плочом, топлоцинковани, затим
фарбани, са ревизионим отворима, опремљени антивандал завртњима.
Главну променаду у парку карактерише интензивније осветљење и већа равномерност у односу на
остале стазе. Композицију осветљења стаза прати низ клупа, па се тако у парку може изабрати
осветљено место за седење , или у сенци. Градација осветљења је постигнута и наглашавањем
раскошних, колоритних биљних култура које су позициониране у деловима парка у којима није
присутан висок ниво осветљености, па је на тај начин дат допринос квалитету ноћног амбијента. За
осветљење биљака су коришћени укопавајући рефлектори, чиме је минимизирањем њиховог
присуства у простору постигнут већи ниво безбедности пролазника, а сведеношћу је избегнуто
естетско нарушавање сагледавања пејзажа.
дечје игралиште
терен за спортске активности
Дечје игралиште, као и терен за спортске активности, осветљени су са стубова који имају по два
модула-две светиљке. Светиљке су тако усмерене да постоји међусобни отклон од 60◦ у
хоризонталној равни, па је постигнута већа покривеност светлошћу површине којој је намењена.
споменик Десанки Максимовић
„Дин Кихот“
Посебну драж ноћној опсервацији парка доприноси и динамичко осветљење фонтане, које у
комбинацији са озвучењем чини својеврстан аудио-визуелни спектакл. Неке од многобројних
скулптура су осветљене, и то рефлекторима различите снаге, ради бољег сагледавања.
„шаховски павиљон“
Декоративно осветљење је добила и зграда Сеизмолошког завода. Још једна од новина је и
постојање инсталације видео-надзора, присуство 32 камере, чиме је у парку постигнут висок ниво
безбедности. Централни део система видео-надзора налази се у „павиљону за пензионере“. Иако
намењен старијој популацији, павиљон за пензионере,популарно назван „ шаховски“, добио је много
већи број корисника, пре свега студената, који налазе уточиште и место за рад (ноћу) у једном
овако модерном здању.
Део парка уз улицу Бувар краља Александра, добио је такође ново осветљење, у складу са избором
постојећих светиљки на самом булевару. Исте су,ради одржања композиционе целине, постављене
и у делу парка намењеном кућним љубимцима( угао Ресавске и Булевара).
Важно је напоменути, да обзиром на велику инвестициону вредност пројекта, инвеститор није
наметао никаква ограничења када је у питању систем осветљења, нити је имао посебне захтеве.
Реализација пројекта
Извођач радова реконструкције инсталације осветљења и видео надзора је било ЈКП „ Јавно
осветљење“ Београд. Припремни радови реконструкције осветљења парка су почели у децембру
2010, када је урађена демонтажа старе инсталације и опреме. Груби грађевински радови су
уследили у првим месецима текуће године, а потом и електромонтажни и фини завршни радови на
урегулисавању светиљки.Инсталација општег осветљења је завршена током априла,да би у
финалној фази радова било изведено и осветљење павиљона за пензионере (популарно назван
„шаховски“ ) и два мања павиљона,намењена туристичкој промоцији.
На динамику свих изведених радова су утицале пре свега временске прилике. Ледени дани у
јануару и фебруару су осујетили намеру извођача да заврши са грађевинским радовима ископа
земљишта , као и полагању кабла, али су испоштоване све примедбе надзорних органа о
придржавању техничких норматива везаних за ову врсту послова. Имајући у виду да избор
годишњег доба за реализацију пројекта није био наклоњен извођачима, не чуди одлагање термина
за свечано отварање парка. Чињеница је да је на градилишту било присутно више од десет
предузећа које су ангажовани на пословима уређења земљишта, пешачких и трим стаза,игралишта,
изградњи и осветљењу фонтане, инсталације целокупног функционалног и декоративног осветљења
и видео надзора, павиљона, санацији јавног вц-а, водоводне и канализационе мреже. Према
подацима са лица места око 200 радника је у сваком тренутку у време рада градилишта било
присутно у парку. Синхронизација свих радова, ма колико они били разнородни, морала је да се
одржава у континуитету, и без последица по било ког од извођача.
Недуго по почетку извођења радова, срушена је прво делимично, а потом и у целини заштитна
ограда на градилишту, чиме су се поједини Београђани оглушили о забрану кретања по парку, и
тиме угрозили сопствену безбедност. На тај начин је пролазницима и њиховим кућним љубимцима
омогућено слободно кретање,као и злоупотреба присуства депонованог материјала и његово
нелегално одношење. Материјална штета која је нанесена крађом бакарног ужета за израду
прстенова за обликовање потенцијала 55 стубних места је минорна у односу на поремећену
динамику рада и технологију процеса, као последице оваквог (не)дела. Оваквим стањем на лицу
места, извођачима прећутно поверено да се старају за свеопшту сигурност, у нетипичним условима.
Још један тест сналажљивости који су успшно положили радници ЈКП „ Јавно осветљење“ Београд
односио се на сегмент позиционирања стубова. Наиме, након геодетског обележавања локација
стубова, испоставило се да је непознаница висинска кота темеља стубова, и да ће се утврдити
након израде стаза,које су, испоставило се, основни репери. Тиме је још једном потврђено колику је
важну улогу одиграла сарадња и колегијалност радника више извођачких фирми, чијим је
заједничким напорима превазиђена и ова препрека, па је тако за сваки појединачни стуб рађена
нивелација и то тек по поплочавању стаза, монтирању светиљки , тј.камера(модула), иако су
стубови постављени пре стаза .
У новијој историји градитељства у Београду, ниједан пројекат није толико привукао пажњу медија,
као пројекат реконструкције парка Ташмајдан. Контроверзан, пре свега по доживљају у јавности
извора финансирања (далеког Азербејдана) и инсинуацијама на рачун уступака које смо морали да
учинимо, не би ли реализивали пројекат.
главна променада у парку
Непосредно пред отварање, у медијима је било прегршт коментара попут „ Ташмајдан-парк коме је
отета историја“, или „ повратак у комунизам“. Опсервација појединаца била је недвосмислено
уперена у детаље који су јесу(или нису) симболи културе далеке земље донатора, као алеја црвених
бегонија(асоцијација на заставе већине комунистичких земаља), фонтана у облику звезде, или
присуство аудио опреме(оглашавање специфично за исламске земље). Карактеристично кратког
памћења, заборавили смо да је тај исти, стари Ташмајдан једном давно никао на простору исељеног
гробља, о чему сведочи присуство последњег гробног места у парку, тик уз зграду Сеизмолошког
завода.Тај део историје београдског најпознатијег парка није умањио лепоту и уживање генерација
деце која су у њему проходала,уз њега расла и најзад проводила време за одмор и опуштање до
дубоке старости.
Данас , неколико месеци по отварању ( и смиривању страсти), можемо рећи да Београђани крајње
афирмативно говоре о новом Ташмајдану. Спровели смо анкету међу посетиоцима, различите
старосне доби: сви се слажу да реконструкција парка није нарушила општу атмосферу,већ је
повећала утисак безбедности и добродошлице, чему највећи допринос има управо ново осветљење.
Примећен је и већи број посетилаца,који су усмерени ка различитим садржајима у парку, било да су
то дечја игралишта, теретана на отвореном, простор за слободно кретање кућних љубимаца, или
шаховски меч. Треба напоменути да се све активности у парку могу неспутано одвијати и у ноћним
сатима, управо захваљујући осветљењу. Као још једна од похвала које су навели испитаници је и да
је драстично смањен број посета наркомана.
Чињеница је да је Ташмајдански парк овом реконструкцијом добио нов визуелни идентитет, који се
умногоме разликује од старог, који ће многи памтити на посебан, сентименталан начин. Надамо се, и
верујемо да ће и нов заузети важно место у емотивној меморији својих посетилаца, и да ће и будуће
генерације говорити о њему са истим надахнућем као и њихови претходници.
SVETLOSNO OBELEŽAVANJE PREPREKA U VAZDUHOPLOVSTVU
1.
OPŠTE NAPOMENE
Ovaj tekst je posve en svetlosnom obeležavanju prepreka u vazduhoplovstvu i zbog toga je
potrebno je da se bliže objasne termini neophodni za bolje upoznavanje principa letenja u
odre enim, ta no definisanim prostorima.
Vazdušna plovidba odnosno letenje, vezana je za vazdušni prostor terminalnih i
aerodromskih zona kao i za prostor slobodnog letenja. Kretanje aviona u navedenim zonama
strogo je kontrolisano - taj zamišljeni prostor definisan je svojom visinom, širinom i pravcem. Letenje
u tom zamišljenom prostoru obezbe eno je pomo u zemaljskih radio-navigacionih sredstava
(ZRNS), dok proceduru sletanja i poletanja vazduhoplova dodatno obezbe uje Sistem svetlosnog
obeležavanja (SSO) svakog aerodroma. Izuzetno je važno da se u tim zonama na bezbednu
udaljenost uklone svi ure aji - emiteri elektromagnetnih talasa (emisioni ure aji, dalekovodi i sl.),
koji bi mogli da ometaju rad ZRNS odnosno ure aja u samom avionu. Isto tako, veoma je važno da
se u odre enim zonama izvrši dnevno i no no svetlosno obeležavanje objekata koji predstavljaju
prepreke u vazduhoplovstvu, primenjuje se zbog smanjenja opasnosti od mogu ih udesa.
Oblast Srbije i Crne Gore odre ena za letenje prostire se iznad terminalnih i aerodromskih
zona i iznad prostora slobodnog letenja do neograni ene visine. Oblast obuhvata velike visine što
zna i da se u njoj prepreke ne definišu.
Terminalna zona je vazdušni prostor oko aerodroma ili više njih ako se u neposrednoj blizini
nalazi više aerodroma. Terminalna zona po inje od definisane gornje granice aerodromske zone i
prostora slobodnog letenja, za letenje u toj zoni su ta no propisane procedure bez potrebe
definisanja prepreka.
Aerodromska zona je vazdušni prostor konkretnog aerodroma sa ta no definisanom visinom
u kome se vazduhoplovi kre u po propisanom režimu instrumentalnog i vizuelnog letenja. Za
navedenu zonu je od izuzetne važnosti da se definišu prepreke, s obzirom to direktno uti e na
bezbednost letenja.
Zona (prostor) slobodnog letenja predstavlja vazdušni prostor izvan aerodromske zone do
visine 450 m iznad terena. U toj zoni se kao prepreke razmatraju i definišu svi objekti velike visine
ili objekti, koji se nalaze na visokim kotama terena a koji uti u na bezbednost letenja.
Kretanje vazduhoplova u navedenim zonama sme da se odvija isklju ivo na osnovu procedura
propisanih za kretanje u prostoru slobodnog letenja, za prilaženje i poletanje sa odre enog
aerodroma, koje propisuju posebne službe Agencije za kontrolu letenja Srbije i Crne Gore
(SMATSA). Ove informacije, kao i svi podaci o preprekama, publikuju se u vidu informacije pilotima
u Priru niku vazduhoplovnih podataka (AIM - Airman's Information Manual) i u Zborniku
vazduhoplovnih podataka (AIP - Aeronautical Information Publication). Piloti pak, na osnovu tih
podataka, mogu lakše da uo e i prepoznaju prepreke na terenu.
2.
PREPREKE
Kao što je ve re eno, predmet ovog izlaganja su isklju ivo prepreke koje se moraju svetlosno
obeležiti, jer njihove dimenzije predstavljaju prepreku za vazdušnu plovidbu.
Prepreke za vazdušnu plovidbu su dakle svi stalni ili privremeni, pokretni i nepokretni objekti
ili njihovi delovi koji se nalaze u prostoru namenjenom za kretanje vazduhoplova.
Obeležavanje prepreka je obavezno i obavlja se radi spre avanja svake mogu e opasnosti od
udesa vazduhoplova i to na objektima:
U podru ju aerodroma - objekti, instalacije i druge prepreke, ija je visina iznad visina
odre enih postupcima za sletanje i poletanje;
Van podru ja aerodroma - objekti u pre niku od 15 km od ose poletno-sletne staze;
Vazdušni putevi - gra evinski objekti i instalacije (dimnjaci, antenski stubovi,
dalekovodi i sl.) preko kojih vode vazdušni putevi (koridori) koji se nalaze na visokim
terenskim kotama ili koji su usamljeni.
Za projektovanje ili izgradnju takvih objekata neophodno je da se Direktoratu civilnog
vazduhoplovstva preda kompletan projekat. Odre ene službe DCV u saradnji sa SMATSA
analiziraju objekte i odre uju da li projektovani objekti predstavljaju prepreku za vazdušnu plovidbu.
Izgradnja i stavljanje u rad objekata izvodljivi su isklju ivo na osnovu navedene saglasnosti.
3.
PREPORUKE ICAO I FAA
Na in obeležavanja objekata bojenjem i svetlima odre en je u preporukama me unarodnih
standarda Aneks 14 (Annex 14), koje izdaje organizacija ICAO (International Civil Aviation
Organization) a koje su obavezne za oko 180 njegovih zemalja lanica, me u kojima je i Srbija.
Tako e, na in obeležavanja objekata detaljno je opisan i regulisan u "Advisory Circular AC
79/7460-IK Obstruction Marking and Lighting" propisa FAA (Federal Aviation Administration of the
U.S.A.).
U pristupima ove dve organizacije pomenutoj problematici postoje odre ene razlike, tako da
se širom sveta upotrebljavaju razli ita rešenja.
U Srbiji su, za odre ivanje na ina obeležavanja prepreka, obavezne preporuke sadržane u
Aneksu 14, ICAO, koje se obavlja prema slede im parametrima odre enim za svaki tip svetiljke vertikalni svetlosni snop, potrebna elevacija svetiljke, frekvencija zabljeska i propisani period
bljeskanja. Me utim, treba naglasiti da ima slu ajeva kada su propisima FAA bolje obra eni neki
detalji koji se primenjuju kod svetlosnog obeležavanja objekata posebne namene (npr. instacije na
platformama za eksploataciju nafte i gasa). U tim slu ajevima dozvoljena je primena takvih
projektnih rešenja.
Svetiljke za obeležavanje prepreka dele se, prema ICAO, u više osnovnih grupa:
Svetiljke niskog intenziteta - upotrebljavaju se za objekte, koji nadvisuju okolnu
površinu do 45 m visine. Za obeležavanje fiksnih objekata upotrebljavaju se svetiljke
tipa A (min. 10 cd) i tipa B (min. 32 cd). Tipovi C i D se upotrebljavaju za identifikaciju
vozila aerodromskih i drugih službi. Ove svetiljke, koje se koriste za najve i broj
prepreka, uglavnom su crvene boje. Kod vozila se više upotrebljavaju svetiljke žute
boje.
Svesmerne svetiljke namenjene za obeležavanje objekata moraju biti dvostruke, jer u slu aju
kvara glavnog svetla mora automatski da se uklju i rezervno svetlo. Zbog propisanih parametara
preporu uje se koriš enje posebnih svetiljki smeštenih na istoj visini.
Svetiljke srednjeg intenziteta - upotrebljavaju se za objekte više od 45 m od okolne
površine.
Svetiljke srednjeg intenziteta su podeljene u tri grupe:
Tip A – svetiljke koje emituju bljeskaju u svetlost bele boje intenziteta od
20.000 cd po danu i 2.000 cd no u.
Tip B – ove svetiljke emituju bljeskaju u svetlost crvene boje minimalnog
intenziteta do 2.000 cd.
Tip C – svetiljke ovog tipa emituju stalnu svetlost crvene boje maksimalnog
intenziteta do 2.000 cd.
Svetiljke srednjeg intenziteta koriste se pojedina no ili u kombinaciji sa svetlima niskog
intenziteta - posebno kod objekata ve ih dimenzija i sl. Frekvencija njihovog bljeskanja kre e se od
20 do 60 zabljesaka/min. Efektivan zabljesak ne sme biti niži od 1600 cd.
Svetiljke visokog intenziteta - upotrebljavaju se za identifikaciju objekata, koji
nadvisuju okolnu površinu iznad 150 m visine.
Svetiljke visokog intenziteta podeljene su u dve grupe:
Tip A – svetiljke koje emituju bljeskaju u svetlost bele boje sa minimalnim
intenzitetom od 20.000 cd po danu, 20.000 cd u toku sumraka i 2000 cd no u.
Tip B – ove svetiljke emituju bljeskaju u svetlost bele boje sa minimalnim
intenzitetom od 100.000 cd po danu, 20.000 cd u toku sumraka i 2.000 cd
no u.
Svetiljke visokog intenziteta moraju biti usmerene tako da ne zaslepljuju pilote i da ne
ugrožavaju zemaljski saobra aj. Frekvencija zabljeska je od 40 do 60 zabljesaka/min., redukcija
efektivnog svetlosnog intenziteta mora biti automatska. Svetiljke ne smeju biti zaklonjene drugim
objektima ili terenom do rastojanja 4,8 km od objekta.
4.
NA IN SVETLOSNOG OBELEŽAVANJA PREPREKA
Svaki objekat, koji predstavlja prepreku u vazduhoplovstvu mora biti detaljno obra en u
projektu i sa analizom eventualne opasnosti koju predstavlja za kretanje vazduhoplova.
Svaki objekat je poseban i zavisi od geografske lokacije, potrebnog nivoa bezbednosti,
gabarita, visine i uticaja vremenskih uslova na toj lokaciji. Svaka od navedenih ta aka uti e na na in
svetlosnog obeležavanja u pogledu intenziteta i primenjenih boja. Pri odre ivanju lokacije svetiljki za
svetlosno obeležavanje objekta potrebno je, tako e, uzeti u obzir nivo osvetljenja okoline što ne
sme da uti e na smanjenje propisanog intenziteta svetiljki za obeležavanje prepreka.
Odabir svetiljki i njihovog intenziteta zavisi od položaja objekata u odnosu na pravce
vazdušnih puteva, u podru ju na i van aerodroma ili helidroma i strogo je definisan me unarodnim
vazduhoplovnim propisima i preporukama.
Poseban deo projekta koji se odnosi na svetlosno obeležavanje, mora biti ura en prema
važe im propisima i predat Direktoratu civilnog vazduhoplovstva na saglasnost.
U daljem tekstu nalaze se osnovni principi koji se odnose na svetlosno obeležavanje objekata.
4.1.
Svetlosno obeležavanje objekata
Za svetlosno obeležavanje objekata visine do 45 m, kao što su dimnjaci, rashladni tornjevi
elektrana, stubovi i sl. koriste se uglavnom svetiljke niskog i srednjeg intenziteta crvene boje.
Svetiljke se postavljaju što bliže gornjoj ivici objekta kako bi njihov položaj što više ozna avao oblik i
najviše ta ke objekta. Prilikom postavljanja svetiljki svetlosnog obeležavanja na dimnjacima ili
cevima za odvod gasova mora da se vodi ra una o bezbednosnim propisima. Zato se svetiljke
postavljaju ispod gornje ivice takvih objekata - propisano rastojanje iznosi od 1,5 m do 3 m.
Broj svetiljki za obeležavanje izduženih objekata, kao što su dimnjaci, zavisi od pre nika
samog objekta – za pre nik do 6 m upotrebljavaju se 3 svetiljke, za ve e pre nike potrebne su 4
svetiljke.
Slika br. 1.
Obeležavanje objekata viših od 45 m mora da sadrži dodatna svetla na me uvisinama.
Razmak ne sme pre i 45 m kod svetala niskog intenziteta.
4.2.
Svetlosno obeležavanje antena, stubova i tornjeva
Za svetlosno obeležavanje objekata visine do 45 m, kao što su antene mobilne telefonije,
emisione antene TV, reflektorski stubovi i dr. koriste se dvostruke svetiljke niskog ili srednjeg
intenziteta crvene boje. Svetiljke se po pravilu nalaze na posebnim nosa ima pri vrš enim za gornju
ivicu konstrukcije antene ili stuba.
Objekti viši od 45 m i manji od 203 m moraju se na me uvisinama obeležiti dodatnim svetlima.
Razmak ne sme da prelazi 45 m kod svetala niskog intenziteta, 90 m kod svetala srednjeg intenziteta i
105 m kod svetala visokog intenziteta. Ovi objekti se u najviše slu ajeva obeležavaju kombinacijom
svetala niskog i srednjeg intenziteta - primer takvog obeležavanja dat je na slici br. 2.
Treba napomenuti da broj i raspodela svih svetiljki za obeležavanje prepreka, tj. svetiljki na vrhu i
svetiljki na me uvisinama, mora da omogu i njihovo lako uo avanje iz svih ta aka azimuta. Ukoliko su
svetla na nekoj koti zaklonjena drugim objektom potrebno je dodatno obeležiti posebnim svetlima taj
objekat.
Slika br. 2.
Za pouzdanu identifikaciju i obeležavanje veoma visokih tornjeva ili drugih objekata te vrste koji
se nalaze na uzvišicama u podru ju koridora vazdušne plovidbe, moraju da se upotrebe svetiljke
srednjeg ili veoma visokog intenziteta. Svetiljke emituju bljeskaju u svetlost bele boje sa minimalnim
intenzitetom od 20.000 cd po danu, sa intenzitetom od 20.000 cd u sumraku i 2.000 cd no u.
Obeležavanje nižih etaža osnovne konstrukcije tornja obavlja se pomo u svetiljki srednjeg ili
niskog intenziteta sa razmakom od 45 m do 105 m.
Broj i raspodela svih svetiljki za identifikaciju i obeležavanje prepreka, tj. svetiljki na vrhu i na
me uvisinama, mora da omogu i njihovo lako uo avanje iz svih ta aka azimuta. Ukoliko su svetla na
nekoj koti zaklonjena drugim objektom neophodno je taj objekat dodatno obeležiti posebnim svetlima.
Uglovi postavljanja svetiljki veoma visokog intenziteta moraju da garantuju pouzdanu identifikaciju
objekta i istovremeno njihovo bljeskanje ne sme da zaslepljuje pilota aviona.
4.3.
Svetlosno obeležavanje dalekovoda
Obeležavanje dalekovoda opisano je u preporukama ICAO, Aerodrome Design Manual, Part 4,
Visual Aids, deo 14.7. Prema ovim preporukama stubovi i provodnici koji se nalaze u blizini
aerodromskih zona dalekovoda moraju biti svetlosno obeleženi. Na slici br. 3 dat je šematski prikaz
obeležavanja stubova sa bljeskaju im svetiljkama u tri nivoa - najviši nivo je obeležen postavljanjem
svetiljke visokog intenziteta na vrh stuba, najniži nivo je obeležen svetiljkama srednjeg intenziteta u ravni
maksimalnog ugiba lan anice izme u dva stuba. Drugi nivo obeležavanja svetiljkama srednjeg
intenziteta nalazi se na sredini izme u gornjeg i donjeg nivoa - bljeskanje se vrši prema posebnom kodu
sa frekvencijom od 40 do 60 zabljesaka u minuti. Posebni propisi važe za obeležavanje stubova, izme u
kojih provodnici prelaze preko dolina, kanjona i sl.
Slika br. 3.
Na slici br. 4 prikazana je šema obeležavanja provodnika pomo u svetiljki niskog intenziteta. Tu su
cevaste svetiljke ili svetiljke sa LED tehnologijom, koje se postavljaju na provodnike na me usobnom
rastojanju od maksimalno 45 m.
Slika br. 4.
5.
NAPAJANJE, UPRAVLJANJE I MONITORING STANJA
Svetiljke svetlosnog obeležavanja objekata moraju imati pouzdano neprekidno napajanje
energetskog i upravlja kog dela. To zna i da pored mrežnog napajanja mora da postoji i izvor
rezervnog napajanja (dizelelektri ni agregat ili UPS). Napajanje svetiljki može biti jednosmernim
naponom u opsezima 12-24-48 V ili 230 V, 50 Hz. U instalacijama na aerodromima u kojima je
primenjen izolovan sistem serijskih strujnih krugova, napajanih sa Regulatora konstantne struje 6,6 A,
koriste se halogene ili LED sijalice.
Na veoma nepristupa nim mestima gde ne postoji redovno napajanje koriste se svetiljke opremljene
solarnim kolektorima sa akumulatorima. Koriste se posebne akumulatorske baterije, koje imaju dovoljan
kapacitet za rad u uslovima bez sun evog zra enja a koje imaju zaštitu od nedozvoljenog pražnjenja i
punjenja.
Kod svetlosne identifikacije i obeležavanja veoma visokih objekata ili objekata koji se nalaze na
visinskim terenskim kotama koristi se više svetiljki veoma visokog, srednjeg i niskog intenziteta, od kojih
odre eni broj emituje zabljeske. Posebno mora biti osiguran pouzdan rad tog upravlja kog dela.
Upravljanje (uklju ivanje/isklju ivanje) svetlosnog obeležavanja nejve eg dela objekata obavlja se
pomo u fotorelea, dok kod komplikovanijih sistema mora da se primeni sistem daljinskog upravljanja i
monitoringa. Objekti kod kojih ne može da se primeni stalna kontrola rada svetiljki, moraju biti obeleženi
dvostrukim svetiljkama, od koji je jedna radna a jedna rezervna. Rezervna svetiljka se automatski
uklju uje u trenutku kvara radne svetiljke.
Svetlosno obeležavanje ve ih objekata u ve ini slu ajeva predstavlja sastavni deo sistema nadzora i
upravljanja celog objekta. Ekrani nadzora nalaze se po pravilu u sobi Tehni kog održavanja ili Službe
sigurnosti objekta.
Upravljanje i monitoring svetlosnog obeležavanja ve ih sistema, u ovom slu aju sistema aerodroma
"Nikola Tesla" u Beogradu, nalaze se kod Dispe era platforme, dok se isti ekran namenjen za
monitoring rada nalazi u prostoriji dežurnih elektri ara. Ekrani radnih stanica sastavni su deo sistema
AMS-MAX daljinskog upravljanja i monitoringa svetlosnog obeležavanja manevarskih površina,
osvetljenja platforme, svetlosnog obeležavanja reflektorskih stubova i energetskih objekata aerodroma.
Na slici br. 5 nalazi se prikaz upravlja ko-nadzornog ekrana tipa „touchscreen“ za upravljanje i
monitoring osvetljenja i svetlosnog obeležavanja reflektorskih stubova na Platformi A. Sli ni ekrani
postoje i za upravljanje i monitoring osvetljenja i svetlosnog obeležavanja reflektorskih stubova na
Platformama B i C. Pomo u ovog sistema Dispe er platforme rukovodi upravljanjem i monitoringom,
dežurni elektri ari prate rad svetiljki i u slu aju kvara u realnom vremenu dobijaju alarm na osnovu ega
mogu veoma brzo da intervenišu i obave sve neophodne popravke.
Slika br. 5
Ukoliko ne postoji mogu nost monitoringa rada, svetiljke moraju biti dvostruke sa automatskim
uklju enjem rezervnog dela u slu aju kvara na glavnom i uz obezbe enje redovnih obilazaka.
6.
SVETILJKE
Dosada su u upotrebi bile svetiljke sa sijalicom koje imaju užarenu nit ili svetiljke sa izvorom sa
pražnjenjem u gasovima. Ove druge su, u odnosu na klasi ne sijalice, imale mnogo duži vek trajanja i
nisu morale da imaju crveni filter jer su emitovale crvenu svetlost. Ove svetiljke se postepeno menjaju
sa svetiljkama sa LED tehnologijom, koje su prikazane na slici br. 6.
U instalacijama na aerodromima, u kojima je primenjen izolovan sistem serijskih strujnih krugova
napajanih sa Regulatora konstantne struje 6,6 A, za obeležavanje prepreka koriste se halogene sijalice
sa crvenim filterom.
Slika br. 6
Provodnici dalekovoda u blizini aerodromskih zona svetlosno obeležavaju svetiljkama, koji rade na
principu kapacitivnog efekta. Svetiljke niskog intenziteta za obeležavanje provodnika duga ke su cevi,
koje se priklju uju na glavni i pomo ni vod, ija dužina zavisi od visine napona glavnog voda. Svetlosni
izvor radi na principu pražnjenja u neonskim parama niskog pritiska i emituje crvenu svetlost. I ovde se
sve više upotrebljavaju svetiljke sa LED tehnologijom (slika br. 7).
Slika br. 7
Svetiljke visokog intenziteta opremljene su ksenonskom cevi koja emituje svetlost bele boje, a iji
vek trajanja iznosi do 10000 sati.
LED tehnologija sve više zamenjuje navedene izvore, s obzirom da se pokazuje kao veoma
primenljiva. Razlozi za to su znatno smanjenje snage izvora i navedena vremena veka trajanja LED
svetiljki.
Svaki tip svetiljke koji se koristi za svetlosno obeležavanje prepreka mora imati sertifikat o
ispitivanju, izdat od strane ovlaš ene laboratorije.
Beograd 30.07.2011. g.
AUTOR
Oldrich Kundrat, die.
Grafi ka obrada i dizajn Mr Jelena Kundrat
Literatura:
ICAO, Aneks 14, (Annex 14).
ICAO, Aerodrome Design Manual, Part 4, Visual Aids.
FAA, Advisory Circular AC 79/7460-IK, Obstruction Marking and Lighting.
Katalog Clampco Sistemi, Italija
Osvetljenje 2011
Ana Drndarević, dipl.el.ing.
Minel-Schréder, Beograd
NAJNOVIJE PREPORUKE U OBLASTI
JAVNOG OSVETLJENJA
KRATAK SADRŽAJ: Mnogobrojna istraižvanja u oblasti javnog osvetljenja, koja su sprovedena
u proteklom periodu, rezultirala su publikovanjem većeg broja radova i preporuka
međunarodnog komiteta za osvetljenje (CIE).
U radu je dat izvod iz preporuke CIE 115 izdate 2010 godine koja je zamenila preporuku pod
istim brojem iz 1995 godine. Ponuđen je novi težinski metod za izbor odgovarajuće
svetlotehničke klase (M, C ili P) koji uzima u razmatranje veći broj parameara relevantnih za
izbor svetlotehničke klase.
Uvažavajući činjenicu da je ušteda energije postala jedan od primarnih ciljeva, preporuka u
zavsnosti od promenljivih parmetara kao što su gustina sobraćaja, težina i kompleksnost vidnog
zadatka i drugih relevannih parametara, predlaže model za smanjenje nivoa sjajnosti
(osvetljenosti) u određenim vremenskim intervalima.
UVOD
Preporuka CIE 115, izdata 2010. godine pod naslovom “Lighting of roads for motor and
pedestrian traffic”, je revidovana i unapređena preporuka CIE 115 iz 1995. godine. Važno je
napomenuti da su u proteklom periodu od 15 godina potrošnja energije i aspekti okruženja postali
veoma važni ciljevi u svim oblastima. U prilog tome treba dodati poboljšanja performansi
svetiljki, izvora svetlosti, kao i uređaja za kontrolu i regulaciju.
Sadržaj preporuke predstavlja bazni dokumenat za dalji razvoj i izradu nacionalnih preporuka i
standarda. Trenutno važeći evropski standard iz oblasti javnog osvetljenja EN13201 - Osvetljenje
saobraćajnica izdat je 2004. godine. Na osnovu preporuke CIE 115 u pripremi je izrada revizije
ovog standarda.
U okviru preporuke CIE 115 ponuđena je nova težinskua metodologija za izbor odgovarajuće
svetlotehničke klase za osvetljenje sobraćajnica (klase M), pešačkih zona (klase P) i rizičnih
područija (klase C). Uvažavajući parametre koji se menjaju tokom ekspoloatacije (noći) , kao što
je na primer gustina saobraćaja, u Aneksu preporuke nalazi se model koji daje mogućnost
primene adaptacionog sistema osvetljenja.
Obzirom na tehnološki razvoj i potrebe društva saobraćajni transport je u stalnom porastu. Veći
deo ovog transporta obavlja se tokom dana, ali i u noćnom periodu prisutan je značajan obim
saobraćaja. U nekim zemljama u proseku se 25% saobraćaja odvija u noćnim satima. Na osnovu
sprovedenih istraživanja broj saobraćajnih nezgoda je tokom noćnih sati tri puta veći nego u
dnevnom periodu.
Farovi vozila obezbeđuju određene uslove vidljivosti, ali postaju manje efikasni u slučaju većih
brzina, prisustva većeg broja vozila, kompleksnosti vidnog polja i slično.
U okviru preporuke CIE 115 obrađeni su kriterijumi i specifični parametri koji utiču na kvalitetno
osvetljenje i bezbednost u saobraćaju.
Strana 1
Osvetljenje 2011
IZBOR SVETLOTEHNIČKE KLASE
Prema Preporuci CIE 115 - 2010 sve saobraćajnice za motorni i mešoviti saobraćaj svrstane su u
šest svetlotehničkih klasa, M1 do M6.
Izbor svetlotehničke klase vrši se na osnovu težinske metodologije po kojoj se prema težinskoj
vrednosti parametara (kao što su: brzina, gustina saobraćaja, tip učesnika u saobraćaju, da li su
razdvojene kolovozne trake, prisustva parkiranih vozila, sjajnosti okruženja, kakvo je vizuelno
vođenje i kontrola saobraćaja) vrši odabir svetlotehničke klase.
Najpre se saberu težinske vrednosti određenih parametara.
Broj svetlotehničke klase M se određuje kao:
Broj svetlotehničke klase M = 6 - Vws
TABELA 1 Parametri za izbor M svetlotehničke klase
Parametar
Težinska
vrednost Vw
Opcije
Veoma velika
Velika
Umerena
Veoma velika
Velika
Gustina saobraćaja Umerena
Niska
Veoma niska
1
0,5
0
1
0.5
0
-0.5
-1
Brzina
Učesnici u
saobraćaju
Odvojeni kolovozi
Gustina ukrštanja
Parkirana vozila
Mešoviti sa velikim procentom
nemotorizovanih učesnika
2
Mešoviti
Samo motorizovani
Ne
1
0
1
Da
Visoka
Umerena
Prisutna
Nisu prisutna
Velika
Sjajnost okruženja
Vizuelno vođenje/
kontrola sobraćaja
Vw
Izabrano
Umerena
Niska
Loše
Umereno ili dobro
Strana 2
0
1
0
0.5
0
1
0
-1
0.5
0
Suma
težinskih
vrednosti
Vws
Osvetljenje 2011
Po sličnom principu ponuđene su tabele za određivanje svetlotehničke klase C i P.
TABELA 2 Parametri za izbor C svetlotehničke klase
Parametar
Težinska
vrednost Vw
Opcije
Veoma velika
Velika
Brzina
Umerena
Niska
Veoma velika
Velika
Gustina saobraćaja Umerena
Niska
Veoma niska
Učesnici u
saobraćaju
Odvojeni kolovozi
3
2
1
0
1
0.5
0
-0.5
-1
Mešoviti sa velikim procentom
nemotorizovanih učesnika
2
Mešoviti
Samo motorizovani
Ne
1
0
1
Da
Velika
Sjajnost okruženja
Vizuelno vođenje/
kontrola sobraćaja
Vw
Izabrano
Umerena
Niska
Loše
Umereno ili dobro
Broj svetlotehničke klase C se određuje kao:
Broj svetlotehničke klase C = 6 - Vws
Strana 3
0
1
0
-1
0.5
0
Suma
težinskih
vrednosti
Vws
Osvetljenje 2011
TABELA 3 Parametri za izbor P svetlotehničke klase
Weighting
Value WV
Parameter
Options
Brzina
Niska
Veoma niska (brzina hodanja)
Gustina
saobraćaja
Veoma velika
Velika
Umerena
Niska
Veoma niska
Učesnici u
saobraćaju
Pešaci, bisiklisti i vozači motornih vozila
Pešaci i vozači motornih vozila
Pešaci i biciklisti
Pešaci
Biciklisti
Parkirana vozila
Prisutna
Nisu prisutna
Visoka
Sjajnost okruženja
1
0
1
0.5
0
-0.5
-1
2
1
1
0
0
0.5
0
1
0
Umerena
-1
Niska
Prepoznavanje lica
WV
Selected
Potrebno
Posebni zahtevi
Nema posebnih
zahteva
Nije potrebno
Suma
težinskih
vrednosti
VWS
Broj svetlotehničke klase P se određuje kao:
Broj svetlotehničke klase P = 6 - Vws
Parametri za određivanje svetlotehničke klase su dati u tabelama samo opisno. U preporuci nisu
data dodatna obrazloženja niti kvantitativne vrednosti kojima je definisana na primer brzina
vožnje ili gustina saobraćaja.
Može se očekivati da će konkretnijne vrednosti ili opisi parametara biti detaljnije definisani
novim evropskim standardom koji je u pripremi.
U tabelama 4, 5 i 6 dati su svetlotehnički zahtevi za klase M, C i P.
Strana 4
Osvetljenje 2011
TABELA 4 Svetlotehnički zahtevi za motorni i mešoviti saobraćaj
Vlažna *
Relativni
porast
praga
Koeficijent
okruženja
Površina puta
Suva
Klasa
Lsr u cd/m2
Uo
Ul
Uo
fTI u %
Rs
M1
2.0
0.40
0.70
0.15
10
0.5
M2
1.5
0.40
0.70
0.15
10
0.5
M3
1
0.40
0.60
0.15
15
0.5
M4
0.75
0.40
0.60
0.15
15
0.5
M5
0.50
0.35
0.40
0.15
15
0.5
M6
0.30
0.35
0.40
0.15
20
0.5
Kriterijumi koji se odnose na određene svetlotehničke klase podrazumevaju eksploatacionu
vrednost srednje sjajnosti kolovoza (Lsr), opštu (Uo) i podužnu (Ul) ujednačenost sjajnosti,
relativni porast praga (fTI) koji se računa na početku eksploatacionog ciklusa i koeficijent
okruženja.
Zahtevi klasa M1 do M6 se odnose na dovoljno duge saobraćajnice na kojima se može primeniti
koncept sjajnosti. Kriterijumi M klasa se ne primenjuju na konfliktnim oblastima.
Koeficijent okruženja se razmatra na putevima sa susednim pešačkim/biciklističkim stazama
samo kada nisu definisani posebni zahtevi (P klase). Funkcija koeficijenta okruženja je da se
obezbedi dovoljan nivo osvetljenosti okruženja kako bi prepreke i objekti u neposrednom
okruženju bili dovoljno uočljivi.
Uslov za opštu ujednačenost na vlažnim kolovozima primenjuje se u regionima gde je takav
kolovoz prisutan u zančajnom periodu eksploatacije.
Strana 5
Osvetljenje 2011
TABELA 5 Svetlotehnički zahtevi za konfliktne oblasti
1)
Klasa
Srednja
osvetljenost na
celokupnoj
površini E u lx
Ujednačenost
osvetljenosti
Uo (E)
C0
50
0.40
10
15
C1
30
0.40
10
15
C2
20
0.40
10
15
C3
15
0.40
15
20
C4
10
0.40
15
20
C5
7.5
0.40
15
25
Relativni porast praga
fTI in % 1)
Velika i umerena Niska i veoma
brzina
niska brzina
Primenjuje se na područijima gde je razmatranje vidog zadaaka za osvetljenje saobraćajnica
za motorni saobraćaj (M klase) od velike važnosti.
TABELA 6 Svetlotehnički zahtevi za pešačke zone i oblati sa niskim brzinama
Klasa
Srednja
Minimalna
horizontalna horizontalna
osvetljenost osvetljenost
EH,sr u lx
EH,min u lx
Dodatni zahtevi za ukoliko je potrebno
obezbediti raspoznavanje lica
Minimalna vertikalna
osvetljenost Ev,min u lx
Minimalna
semi-cilindrična
osvetljenost Esc,min u lx
P1
15
3.0
5.0
3.0
P2
10
2.0
3.0
2.0
P3
7.5
1.5
2.5
1.5
P4
5.0
1.0
1.5
1.0
P5
3.0
0.6
1.0
0.6
P6
2.0
0.4
0.6
0.4
Strana 6
Osvetljenje 2011
Iz priloženih tabela se može uočiti da su u odnosu na raniju preporuku:
Nivoi sjajnosti ostali isti u okviru svetlotehničkih klasa M1 – M5, uz dodatak klase M6 (sa
najnižim nivoom sjajnosti).
Zahtev za opštom ravnomernošću sjajnosti se praktično nije menjao (jedino je za
svetlotehničke klase M5 i M6 definisana najmanja zahtevana vrednost od 0,35).
Pooštren je zahtev za vrednošću podužne ravnomernosti sjajnosti, tako što za klasu M3
povećan sa 0,5 na 0,6, a za klase M4 – M6 zahteva se podužna ujendačenos 0,4 (ranijom
preporukom nije bilo zahteva).
U okviru klase M3 ublažen je zahtev za relativnim porastom praga.
ZAKLJUČI
-
Za klasifikaciju i izbor klase osvetljenja ponuđena je nova težinska metodologija čijom se
primenom može očekivati izbor svetlotehničkih klasa sa nižim zahtevima u odnosu na
dosadašnju praksu.
Preporukom nisu definisane kvantitativne vrednosti parametara merodavnih za izbor
svetlotehničke klase. Detaljniji opis merodavnih parametara može se očekivati u revidovanoj
verziji evropskog standarda koji je u pripremi.
U aneksu preporuke date su smernice i primeri ekonomskih analiza, tabele sa primerom
izbora različitih svetlotehničkih klasa u zavisnosti od gustine saobraćaja tokom noći, a sa
ciljem uštede energije koja je postala jedan od primarnih ciljeva.
LITERATURA:
1.
2.
3.
CIE N°115 – Lighting of roads for motor and pedestrian traffic, 2010
CIE N°115 – Recommandations for the lighting of roads for motor and pedestrian traffic,
1995
EN13201 – European Standard, Road Lighting, Last Draft 2004
Strana 7
Prilog analizi efikasnosti sistema cevnih svetlovoda
Dragan D. Vučković, Miodrag S. Stojanović i Milica P. Rančić
Univerzitet u Nišu, Elektronski fakultet, Lab. za E.I i O,
18000 Niš, A. Medvedeva 14, Srbija
[email protected], [email protected], [email protected]
Rezime
U radu su prikazani rezultati eksperimenta sprovedenog na jednom od sistema
cevnih svetlovoda koji su prisutni na lokalnom tražištu. Na osnovu merenih rezultata
određena je efikasnost sistema, identifikovani su nedostaci i predložene smernice za
buduća istraživanja.
1. Uvod
Prema podacima Međunardne agencije za energiju (International Energy Agency
- IEA) na osvetljenje otpada oko 19 % potrošnje električne energije u svetu. Energetski
efikasno osvetljenje predstavlja jedan od ključnih faktora za uspešnu energetsku
strategiju. Tradicionalni vertikalni prozori mogu da obezbede odgovarajuću dnevnu
svetlost do pet metara od prozora, ali kako nivoi osvetljenosti dnevnom svetlošću
prilično opadaju sa većom udaljenošću od prozora, količina sunčevog zračenja koja se
mora uvesti u prednji deo sobe je disproporcionalna postignutim malim povećanjem
nivoa osvetljenosti dnevnom svetlošću u udaljenijem delu sobe. Atrijumi, krovni prozori i
krovni monitori mogu doprineti osvetlljenju određenih prostora koji su udaljeni od
vertikalnih prozora, ali su od male koristi kod osvetljavanja prostora koji se nalaze
duboko u unutrašnjosti. Razvoj materijala koji poseduju visoku refleksiju ili visoku
refrakciju u poslednjih pedesetak godina omogućio je izradu svetlovoda za sprovodjenje
dnevne svetlosti duboko u unutrašnjost objekata.
Postoje dve osnovne grupe sistema za sprovodjenje dnevne svetlosti. Jedna
velika generička grupa sistema ("beam daylighting") preusmerava sunčevu svetlost
dodavanjem reflekcionih, ili refrakcionih elemenata na konvencionalne prozore. Druga,
najčešće primenjivana grupa sistema su sistemi cevnih svetlovoda (Tubular Daylight
Guidance Systems - TDGS) [1, 2]. Ovi sistemi sprovode dnevnu svetlost duboko unutar
objekata i kombinuju se sa električnim osvetljenjem, mada se, prema trenutnoj praksi,
ova dva sistema uglavnom koriste odvojeno.
Sistemi cevnih svetlovoda razvijeni su pre dvadesetak godina i instalirani su u
velikom broju objekata širom sveta. U referenci [2] dat je uvid u veći broj sistema prve
generacije cevnih svetlovoda koji su instalirani na realnim objektima.
Pokušaji kombinovanja dnevnog i električnog osvetljenja u zajedničkom prostoru
koriste dva pristupa – integrisano osvetljenje i hibridno osvetljenje. Integrisani sistemi
koriste zasebne sisteme za distribuciju dnevne evetlosti i sisteme električnog osvetljenja
pri čemu su izlazni uređaji (difuzori) bliski a kontrolni sistemi povezani. Hibridni sistemi
pokušavaju da istovremeno distribuiraju dnevnu svetlost i svetlost električnih izvora u
1
unutrašnje prostorije. Pregled razvoja hibridnih svetlosnih sistema prikazan je u [3].
Rezultati eksperimenta sprovedenog na hibridnom sistemu (Solar canopy illuminance
system - SCIS) koji je ugradjen na, u tu svrhu izgrađenom, ispitnom postrojenju
prikazani su u [4].
U [5] je izvršena analiza investicije/ušteda (cost/benefit) različitih sistema za
korišćenje dnevne svetlosti (Tubular daylight guidance systems, Hybrid solar lighting,
Parans system i Canopy Illuminance system) u poslovnim objektima. Analize su
izvršene za dve lokacije sa različitim nivoima raspoloživosti dnevne svetlosti (London i
Valensija kao reprezenti severne Evrope i Mediterana), pri čemu su sagledana dva
nivoa investicija i ušteda. Prvi nivo obuhvata samo inveticiona ulaganja, troškove
održavanja, uštedu električne energije, uštede u investicijama i održavanju sistema
električnog osvetljenja. Drugi nivo osim navedenog obuhvata i cenu neiskoriščenog
prostora poda/plafona, uštede za zagrevanje/hlađenje prostorija, ušteda na taksi za
očuvanje životne sredine, pozitivan uticaj izlaganja ljudkog tela dnevnoj svetlosti kao i
neke druge nepobrojane vrednosti.
U ovom radu prikazani su rezultati istraživanja sprovedenog na jednom od
sistema cevnih svetlovoda koji su prisutni na lokalnom tražištu. Na osnovu merenih
rezultata određena je efikasnost sistema, identifikovani su nedostaci i predložene
smernice za buduća istraživanja.
2. Elementi i efikasnost svetlovoda
Sistemi cevnih svetlovoda dnevne svetlosti su linearni uređaji koji sprovode
dnevnu svetlost u unutrašnjost zgrade. Oni se sastoje od uređaja za prijem prirodne
svetlosti, koji se nalazi na spoljašnjem kraju, dela za prenos svetlosti i od dela za
distribuciju svetlosti u prostoriji, koji se nalazi na unutrašnjem kraju. Prijemnici (kolektori)
mogu biti ili mehanički uređaji koji aktivno fokusiraju i usmeravaju dnevnu svetlost
(obično sunčevu svetlost), ili pasivni uređaji koji prihvataju sunčevu svetlost i svetlost iz
jednog dela, ili iz cele hemisfere neba. Element prenosa je obično cev obložena
materijalom visoke refleksije, ili prizmatičnim materijalom, ili može da sadrži sočiva, ili
druge uređaje za preusmeravanje svetlosti. Svetlost se distribuira u unutrašnjost
pomoću izlaznih komponenti, obično difuzora napravljenih od opala ili prizmatičnog
materijala.
Za dati sistem sa cevnim svetlovodom, koji se sastoji od ulaznog prozora za
dnevnu svetlost, svetlovoda dužine L, prečnika D i izlaznog prozora za svetlost,
“Standardna karakteristika prenosa svetlosti” se određuje prema SIE 173 na sledeći
način: difuzan izvor svetlosti se postavlja blizu ulaznog prozora i meri se osvetljenost E
na ulaznom prozoru. Svetlosni fluks koji napušta izlazni svetlovod, Φ, se takođe meri.
“Standardna karakteristika prenosa dnevne svetlosti” je odnos Φ/E i izražava se u
jedinici m2. Ovo je površina jednaka otvoru neba koji bi bio potreban da bi se proizvela
ista količina svetlosti, ukoliko ne bi bilo gubitka u sistemu. Izvor se sastoji od difuznog
materijala koji je osvetljen fluorescentnim cevima i mora da ispuni zahteve za
uniformnošću sjajnosti posmatrano sa ulaznog otvora svetlovoda. Preciznije, kada se
ulazni ugao posmatra iz bilo koje tačke, za bilo koji pravac do ugla od 70°, koji se
odnosi na aksijalni pravac cevi, opažena sjajnost mora biti u okviru ±20% srednje
vrednosti. Izlazni fluks, Ф, će se meriti dovoljno velikom integracionom sferom, ili
2
goniofotometrom. Što se tiče dužine, predloženo je da proizvođači, za merenja,
primenjuju standardne odnose dimenzija od 1, 5, 9 i 13 (Slika 1). Interpolacija i
ekstrapolacija karakteristika prenosa svetlosti (Slika 2) koje su dobijene na ovaj način
će dati prihvatljive aproksimacije za druge dužine. Efikasnost sistema određuje se kao:
 LightGuide 
 1 out
0

1
 collector
,
(1)
gde je  0 ulazni svetlosni fluks, 1out izlazni svetlosni fluks i collector efikasnost
kolektora. Efikasnost collector određuje se takođe eksperimentalno.
CIE 173 definiše i faktor prodiranja dnevne svetlosti (daylight penetration factor DPF) kao odnos osvetljenosti okoline određene tačke na datoj ravni zbog svetlosti
primljene direktno i indirektno preko svetlovoda iz neba pretpostavljene ili poznate
raspodele sjajnosti, i osvetljenosti horizontalne ravni od nezaklonjene hemisfere ovog
neba.
0
0
0
l3
l2
l1
1 out
1 out
1 out
Slika 1: Određivanje karakteristike prenosa svetlosti
LightGuide
l1
l2
l3
Slika 2: Karakteristika prenosa svetlosti
2. Eksperimentalni rezultati
Sistem za korišćenje dnevnog svetla proizvođača VELUX ugrađen je na
stambenom objektu (WGS84: N 42º58'00.9", E 22º00'50.0"), koji se nalazi u fazi
izgradnje. Zbog blizine susednog objekta koji se nalazi sa istočne strane u hodniku je
teško obezbediti zadovoljavajući nivo osetljenosti dnevnom svetlošću primenom
3
klasičnih prozora, što je naročito izraženo u delu hodnika koje se nalazi u centru
objekta.
Sistem se sastoji od krovnog prozora, dve krivine, pravog dela dužine 1,1 metra i
difuzora. Međutim, pošto je ugao jedne od krivina veoma mali može se smatrati da je
korišćena samo jedna krivina i pravi deo dužine 1.5 m. Na slici 3 prikazan je izgled
svetlosnog tunela, dok je na slici 4 prikazan difuzor koji je postavljen na plafonu
hodnika. Izgled osnove hodnika i mesto ugradnje difuzora prikazani su na slici 5.
Azimut i altituda normale na krovni prozor iznose 99º i 48º, respektivno.
Nefleksibilni tunel ima superreflektujući premaz koji obezbeđuje unutrašnju refleksiju od
98%.
Proizvođač je dostavio sledeće podatke vezano za proračun karakteristike
prenosa svetlosti:
- Smanjenje prenosa svetlosti po m nefleksibilnog tunela = 6%,
- Smanjenje transmisije svetlosti po lakat dodatku = 10%.
Slika 3: Svetlovod.
Slika 4: Difuzor
4
P7 P4 P1
x
P8
x
x
P5
x
x
P2
x
P9 P6 P3
x
x
x
Slika 5: Izgled hodnika i lokacije mernih tačaka na radnoj ravni
Za pretpostavljenu vrednost ukupne transmitanse čistog kolektora i difuzora:
collector  diffuser  0,9  0,8  0,72 ,
prema podacima koje daje proizvođač, efikasnost celog sistema iznosi:
system  0,72  0,9  0,941.5  0,59 .
Prema metodu efikasnosti prenosa svetlosti predloženom u CIE 173, a imajući u
vidu zbir odnosa dimenzija određen u tabeli 1 dobija se efikasnost sistema
 system  0,72  0,87  0,63 .
Tabela 1. Proračun zbira odnosa dimenzija celog sistema
Li-M
L1
AA30
Li / M
Li
1,5
0,3
1,8
M
4,29
3,5
7,79
Za merenja obavljena na objektu korišćena je sledeća oprema:
- LMK kamera za merenje sjajnosti,
- Digitalni fotometar LMT S 1000 B sa fotometrijskom glavom SP 30 S0T,
- Luksmetar LMT B510 sa fotometrijskom glavom P 30 SC0.
Da bi se procenila efikasnost primenjenog svetlovoda izvršena su sledeća
merenja:
- Osvetljenost na površini prihvatnog sistema (Ein),
- Sjajnost difuzora (srednja vrednost Lav out) u pravcu normalnom na difuzor ,
- Osvetljenost ispod difuzora na visini 0,85 metara od poda.
Na slici 6 prikazan je snimak difuzora napravljen kamerom za merenje sjajnosti u
11.00 časova. Ugao između pravca sunca i vektora normalnog na kolektor u tom
trenutku je iznosio 32º. Kao što se može uočiti sa slike korišćeni difuzor ne obezbeđuje
zadovoljavajuću uniformnost sjajnosti, zbog čega se izlazni fluks ne može sa
zadovoljavajućom tačnošću proračunati na osnovu srednje vrednosti sjajnosti.
5
Slika 6: Sjajnost difuzora u 11.00 časova
Na slici 7 prikazane su simulacija osvetljenosti objekta i stanje neba u 15.00
časova.
a)
b)
Slika 7: (a) Simulacija osvetljenosti objekta; (b)Stanje neba u 15.00 časova
Tabela 2. Rezultati merenja (18.06.2009)
Time
PM
(º)
12:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
61,3
85,8
76,4
79,6
89,0
99,9

Ein
(klx)
75,7
82,3
57,0
40,0
15,3
9,7
Lav out
(cd/m2)
7,590
6,541
5,968
5,019
2,432
1,849
0
1 out
system
(lm)
7,283
7,918
5,484
3,848
1,472
933
(lm)
2,294
1,977
1,803
1,517
735
559
(%)
31,5
25,0
32,9
39,4
49,9
59,9
6
2,0
1,8
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
1,6
E0,85/Eul (%)
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
10:00
12:00
14:00
16:00
18:00
Vreme (h)
Slika 8: Odnos osvetljenosti u mernim tačkama i osvetljenosti kolektora
U tabeli 2, u kojoj su prikazani su rezultati merenja,  je ugao između altitude
sunca i normale na kolektor, E in osvetljenost na kolektoru, sa Lav out srednja vrednost
sjajnosti difuzora,  0 - ulazni svetlosni fluks, 1out - izlazni fluks i system efikasnost
sistema.
Na osnovu rezultata merenja izvršen je proračun ulaznog i izlaznog fluksa kako
bi se procenila efikasnost ugrađenog sistema. Maksimalna zabeležena vrednost
osvetljenosti na prihvatnom sistemu iznosila je 100,5 klx dok je najveća osvetljenost na
visini 0,85 metara od poda u tački ispod centra difuzora 620 lx. Efikasnost sistema
određena je kao odnos procenjenog (izlaznog) fluksa na difuzoru i raspoloživog
(ulaznog) fluksa na prihvatnom sistemu.
Efikasnost sistema u najvećoj meri zavisi od položaja sunca, a postoji i određeni
uticaj stanja neba (oblačnost). U toku izvođenja eksperimenta efikasnost sistema
iznosila je između 25% i 60%. Efikasnost sistema je u načelu veća pri manjem ulaznom
fluksu a manja pri većem. Izuzetak od ovog pravila javlja se kada je ugao između
normale na površinu prihvatnog sistema i pravca direktne komponente sunca mali.
Efikasnost sistema je najmanja kada direktna komponenta pada na prihvatni sistem pod
velikim uglom (blizu 90º). U ovakvom slučaju kreće se između 25% i 50%. Kada ne
postoji direktno upadanje sunčevih zraka na prihvatni sistem efikasnost sistema je oko
60%. Ova vrednost je jako bliska proračunatoj efikasnosti sistema ( system  0,59  0,63 ).
Na slici 8 je prikazan relativni odnos osvetljenosti u devet odabranih tačaka (slika
5) u hodniku na visini od 0,85 metara od poda i osvetljenosti na prihvatnom sistemu u
procentima. Sa slike se najpre može uočiti da se osvetljenost u svim tačkama ne menja
na identičan način na osnovu čega se može zaključiti da se difuzor ne ponaša kao
idealno difuzan.
Na slici 9 dati su snimci difuzora sa luminansmetrom LMK 98 napravljani u
različitim trenucima sa kojih se uočava da se raspodela sjajnosti po površini difuzora
značajno menja sa promenom pozicije sunca i stanja neba. Najveća relativna
osvetljenost zabeležena je u tački P2 a ne u tački P5 koja se nalazi direktno ispod
centra difuzora. Postoje dva razloga za ovo. Prvi razlog je blizina zida usled čega je
izraženija komponenta reflektovana od zida. Sa druge strane sistem ima krivinu u
7
pravcu tačke P2 što očigledno utiče na osvetljenost u ovoj tački. U tački P5 zabeležena
je maksimalna relativna osvetljenost u prepodnevnim satima (do 11 h) kada je upadni
ugao direktne komponente svetlosti na prihvatni sistem mali. Osvetljenost u tačkama P4
i P6 menja se približno na isti način. S obzirom da je u tački P4 zbog blizine zida
izraženiji uticaj reflektovane komponente ali je ovaj uticaj kompenzovan položajem
sunca, pošto je direktna komponenta sunca u ovim trenucima dolazila iz pravca tačke
P4. Ista logika može se primeniti i kod poređenja osvetljenosti tačaka P1 i P3.
Slika 9: Snimci sjajnosti difuzora u različitim trenutcima u toku dana
8
U periodu kada ne postoji direktna upadna komponenta sunčeve svetlosti na
prihvatni sistem relativna osvetljenost se na identičan način menja u svim tačkama. Na
kraju treba naglasiti da je osvetljenost čitavog hodnika u periodu kada je postojalo
prisustvo dnevne svetlosti bilo dovoljno za kretanje, međutim izražena je
neravnomernost osvetljenosti.
Energetski efekat primene pasivnih sistema nije lako kvantifikovati. Kod primene
u domaćinstvima ovakvi sistemi mogli bi da se koriste u predsobljima i kupatilima u
kojima se primenom klasičnih prozora ne može obezbediti prisustvo dnevne svetlosti.
Na ovakvim lokacija najčešće se koriste klasične sijalice sa užarenim vlaknom prosečne
instalisane snage od 100 W. Prema rezultatima istraživanja sprovedenog na teritoriji
grada Niša godišnje trajanje uključenosti svetlosnih izvora u predsobljima u kojima nije
raspoloživa dnevna svetlost iznosi oko 1800 sati od čega na period dana kada je
raspoloživa dnevna svetlost otpada oko 1000 sati. Prema tome godišnja ušteda po
jednoj svetiljci iznosi oko 100 kWh.
3. Zaključak
Rezultati merenja izvršenog na realnom stambenom objektu pokazali su da
efikasnost sistema svetlovoda procenjena prema CIE 173 u velikoj meri odgovara
eksperimentalno određenoj efikasnosti u periodima kada direktna komponenta
sunčevog zračenja ne postoji na prihvatnom sistemu. U slučajevima kada je direktna
komponenta sunčevog zračenja prisutna na prihvatnom sistemu efikasnos sistma je
niža, međutim u ovim slučajevima je svetlosni fluks na izlazu iz svetlovoda značajan.
Značajan nedostatak sistema za sprovođenje dnevne svetlosti su velike promene
raspoloživog svetlosno fluksa u toku godine, ali i u toku jednog dana, zbog čega je
neophodno njegovo kombinovanje sa veštačkim osvetljenjem. Osim značajnog variranja
dobijenog svetlosnog fluksa uočena je i značajna neravnomernost osvetljenosti u
prostoriji. Ovaj nedostatak svakako će biti ublažen korišćenjem većeg broja difuzora kao
i primenom kvalitetnijih difuzora.
ZAHVALNOST: Ovaj rad je rezultat istraživanja na projektima TR-33035 i TR 33008 koji
su finansirani od strane Ministarstva nauke Republike Srbije.
4. Literatura:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
CIE: Tubular daylight guidance systems, CIE 173, 2006
Marwaee M. A., Carter D.J.: “A field study of tubular daylight guidance installations”,
Lighting Research and Technology, Vol. 38, 2006, pp. 241-258.
Mayhoub M.S., Carter D.J.: “Toward hybrid lighting systems: A review”, Lighting Research
and Technology, Vol. 42, 2010, pp. 51-71.
Rosemann A., Cox G., Upward A., Friedel P., Mossman M., Whitehead L.: “Efficient dualfunction solar/electric light guide to enable cost-effective core daylighting”, Leukos, Vol. 3,
No. 4, 2007, pp. 259-276.
Mayhoub M.S., Carter D.J.: “The cost and benefits of using daylight guidance to light office
buildings”, Building and Environment, Vol. 46, 2011, pp. 698-710.
FEMP - Federal energy Management program: Hybrid solar lighting illuminates energy
savings for government facilities, technology focus, a new technology demonstration
publication, DOE/EE-0315, 2007.
9
OSVETLJENJE 2011.
Andrej Đuretić, dipl.el.ing.
Minel-Schreder, Beograd
SOLARNO NAPAJANJE U TEHNICI OSVETLJENJA
Obnovljivi izvori energije, uz racionalnu potrošnju postojećih energetskih resursa, moraju
obezbediti i do 50% svetskih potreba za energijom do 2050. Neki izveštaji [3] pokazuju da je
ekonomski izvodljivo da se smanji globalna CO2 emisija za skoro 50% u naredne 43 godine. U
istim izveštajima se zaključuje da je masovna upotreba obnovljivih izvora energije tehnički
ostvarljiva uz pravu podršku i strategiju. Međutim, vremena je sve manje, a u stručnim
krugovima niko više ne poriče da se klimatske promene dešavaju i da su umnogome posledica
ljudskih aktivnosti (kao npr. sagorevanje fosilnih goriva). Ukoliko se ne posveti dovoljno pažnje
ovom narastajućem problemu, posledice mogu biti katastrofalne. Ovaj rad ima za cilj da
predstavi fotonaponsku konverziju (PV tehnologiju) kao jedan od potencijalno značajnih
obnovljivih izvora ,kroz detaljan prikaz tehnologije i njenog potencijala u proizvodnji električne
energije, pre svega za potrebe instalacija električnog osvetljenja.
OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE
Pre nego što se nastavi dalje, važno je istaći da je obnovljiva energija, prema definiciji, “ona
energija koja se eksploatiše manjom (ili istom) brzinom kojom se i prirodno obnavlja” [2]. Ti
izvori su vetar, biomasa, solarna energija, energija okeana i hidroenergija. Zajedničko za sve
obnovljive izvore je da proizvode veoma malo ili nimalo “greenhouse” gasova i oslanjaju se na
praktično neiscrpne prirodne resurse. Neki od ovih izvora su već sad konkurentni na tržištu.
Odnos cena-kvalitet kod obnovljivih izvora je sve bolji kako se oni tehnički unapređuju, dok za
to vreme cena fosilnih goriva nastavlja da raste, naročito sada kada je potencijal jednog izvora
da redukuje emisiju gasova monetarno vrednovan. U isto vreme postoji ogroman potencijal za
smanjenje potrošnje energije, zadržavajući isti nivo “usluga” kojih energija pruža. Serija mera
koje se tiču energetske efikasnosti mogu zajedno značajno da smanje potražnju u industriji,
domaćinstvima, poslovnim i uslužnim delatnostima. Rešenje za energetske potrebe u
budućnosti leži u većoj upotrebi obnovljivih izvora kako za grejanje tako i za proizvodnju
električne energije.
Zajednička karakteristika većine obnovljivih i alternativnih tehnologija je relativno visok stepen
početne investicije, ali i njihova kasnija niska operativna cena. Međutim, kako obnovljivi izvori
energije imaju znatno nižu operativnu cenu u poređenju sa konvencionalnim izvorima energije,
ukupna cena energije povoljnija je na osnovu analize tehnoloških ciklusa, a posebno sa
ekološkog aspekta. U poređenju sa ostalim tehnologijama proizvodnje električne energije,
industrije bazirane na obnovljivim izvorima energije beleže najveći privredni rast poslednjih
godina. Tržišta fotonaponskih solarnih neprekidno rastu. Širom sveta izgrađeni su brojni
multikilovatni fotonaponski sistemi instalisani na rezidencijalnim i poslovnim objektima, a
takođe i brojne multimegavatne fotonaponske elektrane povezane u elektrodistributivne mreže.
1
OSVETLJENJE 2011.
Danas, obnovljivi izvori energije učestvuju sa 13% u globalnoj potrošnji primarne energije.
Prema predviđanjima za 2010., obnovljivi izvori bi trebalo da učestvuju sa oko 35% u globalnoj
proizvodnji električne energije.
FOTONAPONSKA KONVERZIJA
Materijal ili uređaj koji je u stanju da energiju sadržanu u fotonima (kvantima svetlosti)
konvertuje u električnu energiju naziva se fotovoltaikom. Foton sa dovoljno malom talasnom
dužinom i dovoljno velikom energijom može prouzrokovati oslobađanje elektrona iz atoma
fotovoltaika. Ako se u blizini nalazi električno polje, ovi elektroni mogu biti delovanjem
električnih sila „gurnuti“ ka metalnim kontaktima gde njihovim koncentrisanjem a zatim i
usmerenim kretanjem nastaje električna struja. Ovo je zapravo fotonaponski efekat, tj. pojava da
određeni materijali izloženi elektromagnetskom zračenju generišu električni napon a posledično
i električnu struju. Iako je fotonaponski efekat direktno povezan sa fotoelektričnim efektom, ovo
su dva različita procesa i ne treba ih mešati. Za razliku od fotonaponskog efekta kod kojeg se
pobuđeni elektroni prenose sa jednog materijala na drugi stvarajući napon između dve
elektrode, kod fotoelektričnog efekta elektroni se emituju sa površine obasjanog materijala
usled apsorpcije energije elektromagnetskog zračenja male talasne dužine, kao npr. u vidljivom
ili UV području spektra.
Sila koja pogoni fotonaponske materijale dolazi od sunca – interesantno je napomenuti da
Zemljina površina prima 6000 puta (neka istraživanja kažu i do 10000 [2]) više solarne energije
od ukupnih svetskih potreba za energijom! To znači da bi se korišćenjem samo 1% od dostupne
energije Sunca zadovoljile sve energetske potrebe Zemlje u 21-om veku. Oko 37% svetske
energetske potražnje zadovoljava se proizvodnjom električne energije (približno oko 16.000
TWh u 2001. godini). Ako bi se ova energija generisala fotonaponskim sistemima skromne
godišnje izlazne snage od 100 kWh/m², neophodna bi bila površina od 150 x 150 km² za
akumulaciju sunčeve energije. Veliki deo ove apsorpcione površine mogao bi se smestiti na
krovovima i zidovima zgrada, pa ne bi zahtevao dodatne površine na zemlji.
Istorija fotonaponske konverzije počinje 1839. godine kada mladi francuski fizičar Edmon
Bekerel uspeva da generiše električni napon osvetljavanjem metalne elektrode u slabom
elektrolitskom rastvoru. 40 godina kasnije, Adams i Dej su bili prvi koji su ispitivali
fotonaponski efekat u čvrstim telima (Adams and Day, 1876.) i bili u stanju da naprave
selenijumske ćelije čija je efikasnost išla do 2%. Kao deo njegovog razvoja kvantne teorije,
Albert Ajnštajn je 1904. objavio teorijsko objašnjenje fotonaponskog efekta, što je dovelo do
dobijanja Nobelove nagrade 1923. godine. U isto vreme poljski naučnik Čohralski
(Czochralski) počinje sa razvojem metode za dobijanje savršenog kristala silicijuma, za šta se
ispostavlja da predstavlja kamen temeljac moderne elektronike. U 40-tim i 50-tim godinama
20.veka procec Čohralskog se koristi u proizvodnji prvih fotovoltaika od monokristalnog
silicijuma, a ova tehnika preovlađuje i danas u industriji fotonaponskih materijala.
2
OSVETLJENJE 2011.
OSNOVNI PRINCIPI
Fotonaponski uređaji (u daljem tekstu fotovoltaici) koriste poluprovodničke materijale za
konverziju sunčeve energije u elektricitet. Ova tehnologija je blisko povezana sa „solid-state“
tehnologijama korišćenim u izradi tranzistora, dioda i svih drugih poluprovodničkih uređaja bez
kojih se današnji život ne može ni zamisliti. Početna tačka za proizvodnju većine fotonaponskih
Tabela 1. Periodični sistem elemenata sa obleženim elementima koji su od značaja za izradu fotovoltaika [1]
naponskih uređaja (ali i gotovo svih poluprovodničkih materijala) je čisti kristalni silicijum.
Silicijum se nalazi u IV grupi periodičnog sistema kao i germanijum koji se takođe često koristi
u elektronici. Ovim elementima se dodaju bor (III grupa) i fosfor (V grupa) da bi se napravila
većina fotovoltaika. I ostali elementi iz III i V grupe se koriste u ove svrhe (ponekad i iz II i VI
grupe – Tabela 1), npr. galijum i arsen se koriste za izradu GaAs solarnih ćelija, dok se
kadmijum i telur koriste za CdTe ćelije (postoje i CIS, InP...). Silicijum ima
14 protona u svom jezgru, što znači da ima i 14 elektrona raspoređenih u više orbita (slika 1).
Kao što je prikazano na slici 1, njegova spoljna orbita se sastoji od 4 elektrona, tj. on je
tetravalentan. Ti valentni elektroni su jedini od značaja za elektroniku, pa je iz tog razloga
uobičajeno da se silicijum predstavlja kao jezgro sa +4 naelektrisanjem (4 protona) oko koga
kruže 4 valentna elektrona. U čistom kristalu silicijuma, svaki atom formira kovalentne veze sa
4 susedna atoma u trodimenzionalnoj strukturi prikazanoj na Slici 2 (desno je data
dvodimenzionalna predstava).
Slika 1. Atom silicijuma i uprošćen model (desno) [1]
Slika 2. Trodimenzionalna kristalna struktura koju
formiraju atomi silicijuma (dvodimenzionalna predstava
desno) [1]
3
OSVETLJENJE 2011.
Na temperaturi jednakoj apsolutnoj nuli, silicijum se ponaša kao savršeni izolator, nema
slobodnih elektrona koji lutaju unaokolo kao u slučaju metala. Kako temperatura raste, nekim
elektronima biće dato dovoljno energije da se oslobode svojih privlačnih veza sa jezgrom,
čineći ih pogodnim za kretanje (električna struja). Što je temperatura viša, više elektrona će biti
deo strujnog toka, pa i provodnost raste sa temperaturom (kod metala obrnuto, provodnost pada
sa porastom temperature). Provodnost silicijuma na normalnoj temperaturi je i dalje veoma
mala što ga i svrstava u grupu poluprovodničkih elemenata. Kao što će se u daljem tekstu videti,
dodavanjem malih količina nekih drugih materijala, provodnost čistog poluprovodničkog
elementa može biti značajno povećana!
Kvantna teorija opisuje razliku između provodnika (metala) i poluprovodnika (npr. silicijum)
koristeći dijagrame prikazane na slici 3. Elektroni imaju energiju koja mora da bude u
određenim granicama dozvoljenim za taj energetski nivo (opseg). Najviši energetski nivo se
naziva provodni nivo i elektroni sa energijom iz opsega ovog nivoa zaslužni su za provođenje
električne struje. Provodni nivo kod metala je delimično popunjen, dok je kod poluprovodnika
on na temperaturi apsolutne nule prazan (na sobnoj temperature samo jedan od 1010 elektrona
silicijuma postoji u provodnom nivou). Procepi između dopuštenih energetskih nivoa zovu se
zabranjeni nivoi (forbidden bands), od kojih je najvažniji onaj koji razdvaja provodni nivo i
Slika 3. Energetski nivoi za metale (levo) i poluprovodnike (desno) [1]
najviši popunjeni nivo (filled band) ispod njega. Energija koju elektron mora imati da bi skočio
preko zabranjenog (valentnog) nivoa do provodnog nivoa, naziva se energetski procep Eg.
Jedinica za energetski procep je eV (elektronvolt) a energetski procep za elektron silicijuma
iznosi 1.12eV. Odakle elektroni obezbeđuju ovu energiju? U slučaju fotonaponskih materijala,
izvor energije su fotoni koji dolaze od Sunca (njegovog elektromagnetnog zračenja). Kada foton
sa energetskim nivoom od najmanje 1.12eV stigne do površine solarne ćelije, jedan elektron
može dobiti energiju da pređe u provodni nivo. Kada se to desi, elektron ostavlja za sobom
jezgro sa 4+ naelektrisanjem koje sada ima samo 3 elektrona u orbitama – ostaje pozitivno
naelektrisanje (“šupljina”) vezano sa jezgrom kako je prikazano na Slici 4a.
Slika 4. Elektron sa dovoljno energije može da kreira par “rupa-elektron” (a). Elektron može da se rekombinuje sa
rupom, oslobađajući foton energije (b) [1]
4
OSVETLJENJE 2011.
Ukoliko ne postoji način da se elektroni zadrže dalje od šupljinaa, doći će do njihove
rekombinacije kao na Slici 4b. Kada dođe do rekombinacije, energija koja se nalazila u
elektronu u provodnom nivou se oslobađa kao foton, na čemu se zasniva princip rada LED
(light-emitting diodes). Važno je napomenuti da ne mogu samo elektroni iz provodnog nivoa
kretati u kristalnoj strukturi , već i pozitivno naelektrisane šupljine koje
Slika 5. Kada je rupa popunjena od strane susednog valentnog elektrona, izgleda kao da se kreće [1]
ostaju iza pokretnih elektona. Valentni elektron u popunjenom nivou može lako da se premesti i
popuni rupu u susednom atomu bez promene energetskog nivoa. Kada to uradi, šupljina se
pomera ka jezgru od kog je elektron potekao (Slika 5) . Važan zaključak je da električna
struja u poluprovodniku može biti prenošena ne samo putem negativno naelektrisanih pokretnih
elektrona, već i putem pozitivno naelektrisanih “šupljina” koje se takođe kreću. Stoga, fotoni sa
dovoljno energije stvaraju parove šupljina-elektron u poluprovodniku. Fotone karakteriše
njihova talasna dužina ili frekvencija, kao i njihova energija.
c = λν
Gde je c brzina svetlosti (m/s), ν frekvencija (Hz), λ talasna dužina (m) i
E = hν =
hc
λ
gde je E energija fotona (J), a h Plankova konstanta (6.626 x 10-34 Js).
Slika 6.Energetski bilans fotona sa talasnim dužinama iznad i ispod 1.12µm [1]
Za silicijumsku fotonaponsku ćeliju, fotoni sa talasnom dužinom većom od 1.11µm imaju
energiju hν manju od 1.12 eV koliko je potrebno da se pobudi elektron. Nijedan od ovih fotona
nije u stanju da provodi struju, pa je njihova energija izgubljena (samo greje ćelije). Na drugu
5
OSVETLJENJE 2011.
stranu, fotoni sa talasnim dužinama manjim od 1.11µm imaju i više nego dovoljno energije da
pobude elektron. Pošto jedan foton može pobuditi samo jedan elektron, svaki višak energije
preko 1.12 eV se takođe oslobađa kao toplota u ćelijama. Slika 6 ilustruje ovaj važan koncept.
Energetski procepi za ostale fotonaponske materijale date su u tabeli 2 [1].
Tabela 2. Energetski procepi i granične talasne dužine iznad kojih se elektron ne može pobuditi [1]
Ova dva fenomena vezana za fotone sa energijama iznad i ispod energije energetskog procepa
ustanovljavaju maksimalnu teoretsku efikasnost solarnih ćelija. Da bi se ovo ograničenje
objasnilo, neophodno je poznavati sunčev spektar.
SUNČEV SPEKTAR
Površina sunca emituje energiju sa spektralnim karakteristika bliskim onim koje ima crno telo
na temperaturi od 5800K. Neposredno pred ulazak u Zemljinu atmosferu, prosečan izračeni
fluks je 1.377 kW/m2, veličina poznatija kao solarna konstanta. Kako sunčevi zraci prolaze
kroz atmosferu, jedan deo biva apsorbovan od strane različitih čestica u atmosferi, što za
posledicu ima značajno izobličen sunčev spektar koji stiže do površine zemlje. Količina i
spektralna raspodela sunčeve energije koja dospe do površine zemlje umnogome zavise od toga
kroz koliko atmosfere su morali da prođu da bi tamo stigli. Odnos pređenog puta sunčevih zraka
do određene tačke na zemlji i pređenog puta koji bi se imao za sunce direktno iznad naziva se
odnos vazdušne mase (air mass ratio – AM). Stoga AM1 znači da se sunce nalazi direktno
iznad, a po konvenciji AM0 znači da nema atmosfere, tj. da je to sunčev spektar u
bezvazdušnom prostoru. Za većinu fotonaponskih materijala odnos vazdušne mase je AM 1.5,
uzimajući da standardan položaj sunca 42º iznad horizonta. Za AM 1.5, 2% dolazeće sunčeve
energije su UV zraci, 54% je u vidljivom a 44% u infracrvenom delu spektra. Slika 7 pokazuje
rezultate analiza koje se tiču dva fundamentalna ograničenja – gubitak energije fotona u slučaju
nedovoljne i prekomerne pobude elektrona (većih ili manjih talasnih dužina od 1.11µm), uz
Slika 7. Sunčev spektar za AM 1.5. [1]
6
OSVETLJENJE 2011.
uvažavanje sunčevog spektra pri AM 1.5. Kako se može videti, 20.2% energije spektra je
izgubljeno usled nedostatka energije fotona da pobude elektrone (hν < Eg), a 30.2% energije je
izgubljeno usled postojanja fotona sa energijom većom od potrebne (hν > Eg) da se pobude
elektroni. Preostalih 49.6% predstavljaju maksimalan mogući deo solarne energije koja
može biti “sakupljena” silicijumskim solarnim ćelijama. Može se zaključiti da veličina
energetskog procepa kod silicijuma određuje i ograničava efikasnost silicijuma na ispod 50%!
Analize vezane za izbor fotonaponskog materijala u zavisnosti od veličine njegovog
energetskog procepa dovele su do zaključka da niže vrednosti energetskih procepa obezbeđuju
više struje sa nižim naponom, dok veći energetski procepi rezultuju manjom strujom i višim
naponom. Pošto je snaga proizvod struje i napona, mora postojati neka srednja vrednost
energetskog procepa (obično između 1.2 eV i 1.8 eV) za koju će se imati maksimalna snaga i
efikasnost. Na slici 8 se može videti da se efikasnost kreće u granicama 20-25%, što je mnogo
ispod 49.6%.
Drugi faktori koji utiču na pad teoretske efikasnosti su:
Slika 8. Maksimalna efikasnost fotonanaponskih materijala kao funkcija veličine energetskog procepa [1]
1.
2.
3.
4.
5.
Samo 50-67% ukupnog napona energetskog procepa dolazi na priključke solarnih ćelija
Rekombinacija rupa i elektrona pre nego što doprinesu protoku električne struje
Fotoni nisu apsorbovani u ćeliji jer su reflektovani sa lica ćelije
Fotoni nisu apsorbovani u ćeliji zato što prolaze tačno kroz ćeliju
Fotoni nisu apsorbovani u ćeliji zato što su blokirani od strane metalnih provodnika koji
skupljaju struju sa vrha ćelije
6. Unutrašnja otpornost ćelije – dolazi do disipacije
PN SPOJ
Sve dok je solarna ćelija izložena fotonima čije energije su iznad energije energetskog procepa,
biće formirani parovi šupljina-elektron. Problem predstavlja činjenica da se neki od tih
elektrona mogu vratiti u šupljinu, poništavajući tako oba nosioca naelektrisanja. Da bi se
izbegla rekombinacija, elektroni u provodnom nivou moraju neprestano biti odvlačeni od
šupljina. Kod fotonaponskih materijala ovo je postignuto stvaranjem unutrašnjeg električnog
7
OSVETLJENJE 2011.
polja u kome poluprovodnik sam gura elektrone u jednom a šupljine u drugom pravcu. Da bi se
stvorilo električno polje, formirane su dve zone u kristalu. Na jednoj strani linije koja deli te dve
zone, čisti silicijum je dopiran sa veoma malom količinom trovalentnog elementa iz III grupe
periodičnog sistema elemenata; na drugoj strani linije, dodata je mala količina petovalentnog
elementa iz V grupe periodičnog sistema elemenata. U zavisnosti od toga kojim elementima je
dopiran silicijum, poluprovodnički materijali se dele na poluprovodnike n-tipa (slobodni
elektroni – Slika 9) i p-tipa (slobodne šupljine – Slika 10).
Slika 9. Poluprovodnik n-tipa [1]
Slika 10.Poluprovodnik p-tipa [1]
Ako se spoje materijal n-tipa i materijal p-tipa, u materijalu n-tipa će kroz pn spoj prolaziti
pokretni elektroni privučeni difuzijom, dok će se u materijalu p-tipa pokretne šupljine privučene
difuzijom kretati kroz pn spoj u suprotnom smeru. Kako je prikazano na Slici 11, kada elektron
prođe kroz spoj on popunjava pozitivnu šupljinu ostavljajući nepokretno pozitivno
Slika 11. PN spoj i zona prostornog naelektrisanja [1]
naelektrisanje iza sebe u n-zoni, a istovremeno stvara nepokretno negativno naelektrisanje u pzoni. Ovi nepokretni naelektrisani atomi u p-zoni i n-zoni stvaraju električno polje koje deluje
nasuprot kretanju elektrona i šupljina kroz spoj. Kako se proces difuzije nastavlja, električno
polje koje se suprostavlja kretanju raste dok svako dalje kretanje naelektrisanih nosilaca kroz
pn spoj ne stane.Ova nepokretna naelektrisanja koje su zaslužna za postojanje električnog polja
u okolini pn spoja, formiraju tzv. zonu prostornog naelektrisanja ( u literature se koristi i termin
zona prostornog tovara), što znači da je ova zona ispražnjena (“ depletion” region) od pokretnih
naelektrisanja. Širina zone prostornog naelektrisanja je oko 1µm a napon u njoj iznosi oko 1V,
što znači da je jačina električnog polja oko 10000V/cm! Strelica koja označava električno polje
na slici 11 pokazuje u kom će smeru polje “gurati” pozitivna naelektrisanja (po konvenciji smer
od pozitivnih ka negativnim naelektrisanjima), što znači da zadržava pokretne pozitivne
šupljine u p-zoni (dok elektrone odbija nazad u n-zonu).
Prethodni opis praktično se odnosi na princip rada konvencionalne p-n diode, čije su
karakteristike prikazane na slici 12. Ako se napon Vd dovede na priključke diode, struja
8
OSVETLJENJE 2011.
Slika 12. PN dioda (a), simbol realne diode (b), U-I karakteristika diode (c) [1]
(forward current) može lako da prođe kroz diodu od p-sloja ka n-sloju. Međutim, ako se struja
pošalje u inverznom smeru, samo mala struja zasićenja I0 će proteći (≈ 10-12 A/cm2). Ova
inverzna struja je posledica termički generisanih nosilaca naelektrisanja kada šupljine bivaju
uvučene u p-sloj, a elektroni u n-sloj. U direktnom smeru, pad napona na diodi iznosi svega
nekoliko desetih delova volta (kod idealnih dioda ne postoji pad napona u direktnom smeru, kao
ni proticanje struje u inverznom smeru). U-I karakteristika diode (Slika 12c) data je Šoklijevom
jednačinom i jednačinom modifikovanom za temperaturu PN spoja od 25ºC):
(
(
)
)
I d = I 0 e qV / kT − 1 = I 0 e 38.9Vd − 1
(na 25 ºC)
Gde je Id struja diode u smeru strelice, Vd je napon na priključcima diode od p-sloja ka n-sloju,
I0 je inverzna struja zasićenja, q naelektrisanje, k Bolcmanova konstanta, a T temperatura PN
spoja. U uobičajenim analizama elektronskih kola uzima se da je nominalni pad napona na
diodi kada provodi struju 0.6V.
FOTONAPONSKA ĆELIJA
Sada treba razmotriti šta se dešava u neposrednoj okolini PN spoja kada je izložen sunčevim
zracima. Kako se fotoni apsorbuju, tako se formiraju parovi šupljina-elektron. Ako pokretni
nosioci naelektrisanja dođu u blizinu PN spoja, električno polje u zoni prostornog naelektrisanja
će gurnuti šupljine u p-sloj i elektrone u n-sloj, kako je prikazano na Slici 13. P-sloj akumulira
šupljine a n-sloj elektrone, što stvara napon koji je uslov za proticanje struje ka nekom
opterećenju. Ako su električni kontakti vezani za gornji i donji deo ćelije, elektroni će proteći iz
n-sloja u žicu, kroz opterećenje i nazad do p-sloja kako je prikazano na slici 14. Pošto kroz žicu
ne mogu prolaziti šupljine, zapravo se samo elektroni kreću kroz električno kolo. Kada dođu do
p-sloja oni se rekombinuju sa šupljinama zatvarajući kolo.
Slika 13. Kada fotoni kreiraju parove šupljina-elektron u
blizini spoja, električno polje u zoni prostornog
naelektrisanje uvlači šupljine u p-sloj i elektrone u n-sloj [1]
9
Slika 14.Konvencionalni i pravi tok struje [1]
OSVETLJENJE 2011.
EKVIVALENTNO KOLO ZA FOTONAPONSKU ĆELIJU
Jednostavan model ekvivalentnog kola sastoji se od realne diode u paraleli sa idealnim strujnim
izvorom (Slika 15). Idealni strujni izvor daje onoliko struje proporcionalno tome kolikoj
količini sunčevog zračenja je bio izložen. Postoje dva parametra koja su od posebnog značaja za
fotonaponski materijal i ekvivalentno kolo – struja kratkog spoja Isc i napon otvorene veze Voc.
Jednačine za ekvivalentno kolo PV-a su:
(
)
I = I SC − I d , iz čega zamenom sledi:
I = I SC − I 0 e qV / kT − 1
dok je, za I = 0:
VOC =
Slika 15.Jednostavno ekvivalentno kolo za fotovoltaike [1]
⎞
kT ⎛ I SC
ln⎜⎜
+ 1⎟⎟
q ⎝ I0
⎠
Slika 16.U-I kriva za uslove mraka i svetlosti kod PV-a [1]
Na slici 16 može se videti da je karakteristika fotonaponske ćelije zapravo obrnuta
karakteristika diode (karakteristika diode sa negativnim predznakom) koja je podignuta za
vrednost ISC. Iz obe gornje jednačine može se videti da je struja kratkog spoja ISC direktno
proporcionalna sa osunčanošću (solar insolation) , što znači da se za različite količine sunčevog
zračenja mogu lako odrediti U-I karakteristike fotonaponskih materijala.
Ponekad jednostavno ekvivalentno kolo nije dovoljno, a najbolji primer za to je jedna zasenjena
ćelija (u mraku) u nizu redno vezanih ćelija. Ako se to desi, prema ekvivalentnom modelu bi
struja bila nula u celom lancu iako je samo jedna ćelija u mraku (struja kroz zasenjenu ćeliju je
nula, a dioda je inverzno polarisana i takođe ne provodi
struju, sem male inverzne struje zasićenja – Slika 17 ). To
znači da se na osnovu ekvivalentnog modela snaga ne daje
opterećenju, što nije potpuno tačno (iako su fotovoltaici
veoma osetljivi na zasenjenost). Slika 18 pokazuje
ekvivalentno kolo u koje je dodata paralelna rasipna
otpornost Rp. U tom slučaju, idealni strujni izvor daje struju
diodi, paralelnoj otpornosti i opterećenju:
V
I = (I SC − I d ) −
RP
Slika 17.Ekvivalentno kolo sa zasenjenom ćelijom [1]
10
OSVETLJENJE 2011.
Prethodna jednačina govori da je, za bilo
koji napon, struja opterećenja kroz idealni
model smanjena za V/RP, kako je prikazano
na Slici 19. Da bi ćelije imale gubitke
manje od 1% usled dodavanja paralelne
Slika 18.Ekvivalentno kolo sa zasenjenom ćelijom [1]
otpornosti, potrebno je da:
RP >
100VOC
I SC
(obično do 10Ω)
Slika 19.Modifikovan ekvivalentni model dodavanjem Rp,
što uzrokuje pad struje V/Rp za bilo koji napon [1]
Slika 20. Modifikovane ekvivalentni model
dodavanjem Rs, što uzrokuje pad napona ∆V=IRs
za bilo koju struju [1]
Još preciznije ekvivalentno kolo uključuje i rednu otpornost RS pored paralelne RP (u realnoj
situaciji, ovo može biti posledica otpornosti na kontaktima veze ćelija i žice, kao i unutrašnje
otpornosti samog poluprovodnika). Za ćelije koje imaju gubitke manje od 1% usled redne
otpornosti, Rs mora da bude:
0.01VOC
RS <
(obično oko 0.05Ω)
I SC
Finalno, za ekvivalentno kolo koje tretira paralelnu i rednu otpornost, jednačina glasi:
I = I SC
Slika 21.Kompleksan ekvivalentni model PV
kola [1]
⎛ q (V +kTI ⋅RS ) ⎞ ⎛ V + I ⋅ RS
− I 0 ⎜⎜ e
− 1⎟⎟ − ⎜⎜
RP
⎝
⎠ ⎝
⎞
⎟⎟
⎠
Nažalost, ovo je kompleksna jednačina koja ne daje
eksplicitna rešenja za napon U i struju I. Međutim,
određivanje ovih vrednosti je olakšano korišćenjem
tabela koje se zasnivaju na principu inkrementiranja
napona diode Vd, a za svaku novu vrednost Vd mogu
biti nađene odgovarajuće vrednosti V i I. Na Slici 21
dat je kompleksan ekvivalentan model PV kola, na
Slici 22 data je realna I-U karakteristika PV kola, a na
11
OSVETLJENJE 2011.
Slici 23 primer tabele za određivanje parova U-I. Na osnovu maksimalne snage iz tabele na
Slici 23 (55.02W), može se reći da je u pitanju 55-W modul.
Slika 22.Realna karakteristika solarne ćelije [1]
Slika 23. Tabela za rešavanje kompleksne jednačine
i određivanje V-I parova rešenja [1]
MODULARNI PRISTUP
Pošto je izlazna snaga jedne solarne ćelije relativno mala (a napon negde oko 0.5V), u cilju
povećanja izlaznog napona, struje i snage, solarne ćelije se grupišu u module, tako da moduli
postaju osnovni sastavni delovi fotonaponskih sistema. Moduli sadrže određen broj redno (Slika
24) ili paralelno (Slika 25) povezanih fotonaponskih ćelija kako bi se dobili željeni napon,
odnosno struja, a enkapsulirani su kako bi se zaštitili od neželjenih uticaja sredine i u cilju
produženja radnog veka.
Slika 24.Redno vezane PV ćelije [1]
Slika 25. Paralelno vezane PV ćelije [1]
Moduli sa redno vezanim ćelijama povećavaju napon, a moduli sa paralelno
vezanim ćelijama povećavaju struju sistema. Tipičan modul ima 36 redno
vezanih ćelija i obično se naziva “12V modul”, čak iako je u stanju da daje
mnogo više napone od tog. U današnje vreme uobičajeni su moduli od 72
ćelije, a ukoliko se sve ćelije redno vezane nazivaju ih “24V modul”.
Ukoliko se 72 ćelije vežu u dva paralelna niza po 36 ćelija, i dalje će se
imati 12V modul, ali sa dvostrukop većom strujom sistema. U tipičnom
solarnom modulu ćelije su uronjene u laminat čiji je prednji sloj od
temperovanog stakla, a zadnja strana je zatvorena mekanim i fleksibilnim plastičnim slojem ili
12
OSVETLJENJE 2011.
Slika 26.Ćelija (a), modul (b), panel (c)
staklom. Fotonaponski paneli sadrže jedan ili više modula koji se mogu koristiti pojedinačno ili
u grupama u cilju formiranja modularnih sistema , zajedno sa potpornim nosećim
strukturama i drugim neophodnim pratećim komponentama... Sistemi se mogu fiksirati u
određenom položaju prema suncu ili se mehaničkim putem njihov položaj kontinualno može
prilagođavati pravcu sunčevih zraka (sistemi sa praćenjem sunca). Fotonaponski sistemi se
klasifikuju ili po njihovoj predviđenoj upotrebi (zemaljski ili svemirski), ili po konstrukciji
(ravni ili koncentratori), kao i po njihovoj konfiguraciji (fiksni ili pokretni).
Slika 27.Vezivanje modula [1]
Solarni moduli se proizvode u širokom opsegu snaga od 1W do 170 W. Na primer, modul snage
170 W ima dimenzije od 790 x 1600 mm. Na Slici 26 može se videti pojedinačna fotonaponska
ćelija (a), modul (b) i panel (c) kao sistem više redno ili paralelno povezanih modula u cilju
povećanja snage sistema (uticaj zasenjenosti na I-U krive nije detaljnije obrađen, dovoljno je
samo napomenuti da se u kolo fotonaponskog panela dodaje dioda paralelno vezana sa
modulom da bi se ovaj uticaj ublažio). Kada je potrebna veća snaga, panel se obično sastoji od
kombinacije rednih i paralelnih modula za koje je I-U kriva suma pojedinačnih I-U krivih.
Postoje dva načina da se moduli vežu u redno-paralelnoj vezi: nizovi redno vezanih modula
mogu biti povezani paralelno, ili prethodno paralelno vezani moduli biti vezani redno. Ipak se
preporučuje paralelno vezivanje nizova (Slika 27a), jer se na taj način ispadom jednog od
nizova (lanaca) napon i dalje isporučuje iako sa smanjenom strujom, dok je u drugom slučaju
struja nula i nema napona na krajevima modula (Slika 27b).
UTICAJ TEMPERATURE I OSUNČANOSTI NA I-U KRIVE
Proizvođači fotonaponskih panela često prilažu I-U karakteristike koje pokazuju kako se kriva
pomera sa promenama temperature i osunčanosti. Na slici 28 dat je primer za Kyocera 120W
multikristalni sijlicijum – kako osunčanost pada, pada i struja kratkog spoja u direktnoj
proporciji sa osunčanošću. Npr., smanjivanjem osunčanosti za polovinu vrednosti, i struja ISC
13
OSVETLJENJE 2011.
pada za 50%. Smanjenje osunčanosti takođe smanjuje i napon otvorene veze VOC, ali u skladu
sa logaritamskom jednačinom što rezultuje veoma blagim promenama napona. Kao što se može
Slika 28. I-U krive za različite temperature ćelija i nivoe zračenja za fotonaponski modul Kyocera KC-120-1 [1]
videti na Slici 28, kako temperatura ćelije raste napon otvorene veze se značajno smanjuje, dok
se struja kratkog spoja povećava neznatno. Može se zaključiti da fotonaponski materijali imaju
bolje performanse za vreme hladnih vedrih dana nego toplih. Npr., za ćeliju od kristalnog
silicijuma pad napona iznosi 0.37% za svaki stepen Celzijusa više, a struja se povećava za
približno 0.05% i maksimalna snaga pada za 0.5%/°C.
Temperatura ćelija varira ne samo usled promena u temperaturi ambijenta, već i zbog promena
u osunčanosti – pošto samo mali deo solarnog zračenja koje dolazi do ćelije biva pretvoren u
elektricitet i iskorišćen, veći deo dolazne energije je apsorbovan i pretvoren u toplotu. Da bi se
dizajnerima sistema pomoglo da prate promene u performansama ćelije u zavisnosti od
temperaturnih promena, proizvođači često daju podatak o NOCT-u (Nominal Operating Cell
Temperature) koji predstavlja temperaturu modula na temperaturi okoline od 20°C, pri snazi
sunčevog zračenja od 0.8 kW/m2 i pri brzini vetra od 1m/s.
⎛ NOCT − 20° ⎞
Tćelije = Tamb + ⎜
⎟⋅S
0.8
⎝
⎠
gde je Tćelije temperatura ćelije (°C), a S snaga solarnog zračenja (kW/m2).
Kada NOCT nije dat, procena temperature ćelije vrši se na osnovu sledeće jednačine:
⎛
⎞
S
⎟
Tćelije = Tamb + γ ⎜⎜
2 ⎟
⎝ 1 kW / m ⎠
gde je γ faktor proporcionalnosti koji zavisi od brzine vetra i kvaliteta ventilacionog sistema na
tek postavljenim modulima. Tipične vrednosti za γ su između 25°C i 35°C, tj. za snagu zračenja
sunca od 1 kW/m2 ćelije će imati za 25-35°C višu temperaturu od njihovog okruženja.
14
OSVETLJENJE 2011.
TEHNOLOGIJA IZRADE FOTONAPONSKIH MATERIJALA
Postoji više načina da se kategorizuju fotonaponski materijali, a jedan od njih je debljina
poluprovodničkog sloja – konvencionalne ćelije sa kristalnim silicijumom su relativno velike
debljine, u opsegu 200-500 µm. Alternativni pristup proizvodnje fotonaponskih materijala
zasniva se na tankim slojevima (filmovima) poluprovodnika, u opsegu 1-10 µm. Tankoslojne
ćelije zahtevaju manje poluprovodničkog materijala pa su lakše za proizvodnju, a samim tim
imaju potencijal da u bliskoj budućnosti budu jeftinije od konvencionalnih ćelija sa debljim
poluprovodničkim slojem. Prva generacija tankoslojnih fotovoltaika je bila upola manje
efikasna, manje pouzdana tokom vremena i skuplja od konvencionalnih silicijumskih ćelija.
Greške su ispravljene i današnja generacija tankoslojnih fotonaponskih materijala postaje
dostojan takmac, sa tendencijom da u bliskoj budućnosti preuzme primat na tržištu. Trenutno,
preko 80% svih fotonaponskih materijala imaju deblje ćelije, dok se poluprovodnički filmovi
uglavnom koriste u kalkulatorima, satovima i ostaloj potrošačkoj elektronici. Trenutno, preko
80% svih fotonaponskih materijala imaju deblje ćelije, dok se poluprovodnički filmovi
uglavnom koriste u kalkulatorima, satovima i ostaloj potrošačkoj elektronici.
Tehnologije proizvodnje fotonaponskih ćelija i modula mogu se, na osnovu tipa silicijumskog
materijala, klasifikovati kao monokristalne, polikristalne i amorfne. Osim tehnologija koje se
baziraju na silicijumu postoje i druge tehnologije bazirane na CIS (Copper Indium diSelenide),
CdTe (Cadmium Telluride), GaAs (Gallium Arsenide), InP (Indium Phosphide), itd. Svaki tip
ima različitu efikasnost, reaguje na različite delove sunčevog spektra i pogodan je za različite
primene. Efikasnost solarne ćelije određene površine data je kao procentualni deo energije
generisane od date količine upadne svetlosti (fotona). Efikasnosti komercijalno raspoloživih
fotonaponskih modula različitih tehnologija prikazane su u tabeli 3.
Monokristalni silicijum (c-Si) je najpopularniji osnovni materijal solarne tehnologije, a ćelije i
moduli napravljeni od ovog materijala su tradicionalno najzastupljeniji. Ovaj tip ćelije može
pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 140W električne snage sa površinom ćelije od 1m2
[17]. Za proizvodnju monokristalnih silicijumskih ćelija potreban je apsoluno čisti
poluprovodnički materijal. Monokristalni štapići se vade iz istanjenog silicijuma i režu na tanke
pločice. Ćelije od monokristalnog silicijuma su veoma stabilne i pokazuju visoku efikasnost u
konverziji energije.
Polikristalne Si ćelije predstavljaju jeftiniju alternativu monokristalnim ćelijama, ali imaju
određene prednosti jer zahtevaju manje čistog materijala i mogu se prilagoditi automatizovanoj
masovnoj proizvodnji zbog načina na koji se priprema polazni materijal. Ovaj tip ćelije može
pretvoriti 1000W/m2 sunčevog zračenja u 130W električne snage sa površinom ćelije od 1m2
[17]. Proizvodnja ovih ćelja je ekonomski efikasnija u odnosu na monokristalne. Tečni silicijum
se uliva u blokove koji se zatim režu u ploče. Tokom kristalizacije stvaraju se kristalne struktue
različitih veličina na čijim granicama se pojavljuju greške, zbog tog razloga solarne ćelije imaju
manju efikasnost (Tabela 7).
Amorfni (tankoslojni) materijali (filmovi), čija je debljina svega nekoliko mikrona, usled uštede
materijala smanjuju cenu dobijene električne energije iz sunca. Ovaj tip ćelije može pretvoriti
1000 W/m2 sunčevog zračenja u 50W električne snage sa površinom ćelije od 1m2 [17]. Tanki
fotonaponski filmovi, koji iako imaju nešto nižu efikasnost, imaju sa druge strane i nižu cenu
koja ima važnu ulogu u određivanju profitabilnosti fotonaponske tehnologije. Najpopularniji
15
OSVETLJENJE 2011.
materijal za izradu tankih filmova je amorfni silicijum, dok se danas koriste i polikristalni
materijali kao CIS i CdTe.
Tabela 3. Efikasnost solarnih fotonaponskih modula [2]
Još jedan način da se kategorizuju fotovoltaici bio bi prema tome da li su poluprovodnički
slojevi izrađeni od istog ili različitih materijala. Ukoliko su od istog materijala (nrp. dopirani
silicijum), zovu ih homospojnim (homojunction) fotovoltaicima. Ako je pn sloj sastavljen od
dva različita materijala, takvi fotovoltaici se zovu heterospojni (heterojunction). Jedan od
fotonaponskih materijala ovog tipa od kojeg se mnogo očekuje je onaj u kojem je n-sloj
poluprovodnika izrađen od CdS (Cadmium Sulphide), a p-sloj od CIS (Copper Indium
diSelenide).
FOTONAPONSKI SISTEMI
Fotonaponski sistemi interesantni za tehniku osvetljenja su autonomni (stand-alone) sistemi koji
pune baterije (ponekad sa pomoćnim generatorom) (Slika 29) i sistemi povezani na
distributivnu mrežu. Autonomni sistemi se upotrebljavaju samostalno, dakle nisu povezani na
elektro-distributivnu mrežu i najčešće se koriste u udaljenim oblastima. Višak energije koji se
generiše u autonomnim fotonaponskim sistemima u toku sunčanih perioda sakuplja se u
akumulatorima. Drugi fotonaponski sistemi pretvaraju jednosmernu u naizmeničnu struju, a
višak električne struje ubrizgavaju u distributivnu električnu mrežu. Fotonaponski sistemi
povezani sa elektro-distributivnom mrežom predstavljaju jedan od načina da se izvrši
decentralizacija električne mreže. Električna energija se ovim sistemima generiše bliže
lokacijama na kojima postoji potražnja. Tokom vremena ovi sistemi će smanjiti potrebu za
povećanjem kapaciteta novih elektrana, kao i prenosnih i distributivnih vodova.
Slika 29. Autonomni sistem sa pomoćnim generatorom [1]
16
OSVETLJENJE 2011.
Standardne komponente fotonaponskih sistema su fotonaponski moduli, kontroleri punjenja
baterija, akumulatori, provodnici i noseći sistemi, a često se kod savremenih sistema koriste
invertori koji omogućavaju fleksibilnost pretvaranja jednosmerne u naizmeničnu struju, kao i
mogućnost povezivanja sa elektro-distributivnom mrežom. Jednosmerna struja proizvedena u
solarnoj ćeliji putem provodnika odvodi se do kontrolera punjenja. Osnovna funkcija kontrolera
je da spreči prekomerno punjenje akumulatora, ali ima i neke druge uloge u zavisnosti od
specifičnih primena. Ukoliko akumulator nije potpuno napunjen, postoji struja do akumulatora,
gde se energija skladišti za kasniju upotrebu. Ako sistem treba da pokreće uređaje koji rade na
naizmeničnu struju, deo fotonaponskog sistema će biti i invertori koji pretvaraju jednosmernu u
naizmeničnu struju.
Fotonaponski sistemi su veoma raznovrsni: mogu biti manji od novčića i veći od fudbalskog
igrališta i mogu da obezbeđuju energiju za bilo koji uređaj, od časovnika do čitavih naselja,
i uz sve to jedini izvor energije koji koriste je sunčeva svetlost. Nedavni porast proizvodnje
fotonaponskih ćelija uz smanjenje njihove cene, otvorio je veliki broj novih tržišta uz veliki broj
različitih primena. Primene kao što su osvetljavanje, telekomunikacije, rashladni sistemi,
pumpanje vode, kao i obezbeđivanje električne energije za čitava naselja (naročito u udaljenim
oblastima), pokazale su se kao konkurentne i profitabilne u odnosu na već postojeće
tehnologije. Solarna električna energija može da doprinese energetskoj ponudi uz istovremenu
pomoć u sprečavanju globalne promene klimatskih uslova. Upotreba fotonaponskih sistema
može značajno da smanji potrošnju električne energije iz elektrana.
PRIMER JEDNOG FOTONAPONSKOG SISTEMA
U prethodnom tekstu je pomenuto da se fotonaponski sistemi mogu koristiti i za osvetljavanje,
pa su kao primeri predstavljena dva autonomna sistema za napajanje instalacije osvetljenja. Iako
se ne može očekivati da glavna primena i korist fotonaponske tehnologije bude u svetlotehnici,
u poslednje vreme dosta se govori i o solarnom napajanju svetiljki u udaljenim oblastima gde ne
postoji električna mreža (postoje i gradske zone gde mreža ne postoji, npr. autobuske stanice), a
gde su uslovi osunčanosti (insolacije) i temperature zadovoljavajući. Uobičajena je praksa de se
u javnom osvetljenju koriste izvori snage i do 400W (uglavnom natrijumovi izvori visokog
pritiska, sve ređe živini i metal halogeni izvori, najčešće izvori snaga 150, 250 i 400W), nije
realno očekivati da za svaku pojedinačnu svetiljku treba obezbediti fotonaponski modul koji
treba je snadbeva ovom snagom. Ovakav modul bi bio prevelikih dimenzija i teško uklopljiv u
sistem stub-svetiljka, a obim investicije prevelik i neisplativ. Solarno napajanje svetiljki svoju
primenu može naći pre svega u javnom osvetljenju saobraćajnica manjeg značaja ( blaži
fotometrijski kriterijumi za srednju sjajnost i ravnomernost sjajnosti koji se mogu postići i sa
izvorima snage 70 i 100W), osvetljenju pešačkih staza i parkovskom osvetljenju ( uglavnom se
koriste metal-halogeni izvori snage 35,70 i 100W, kao i natrijumovi izvori snage 70 i 100W).
Treba napomenuti da sve prisutnija tehnologija izrade svetiljki sa LED omogućava da se
napajanje vrši bez prethodnih konverzija iz jednosmerne u naizmeničnu struju (LE diode rade
na jednosmernom naponu), tj. bez invertora u električnom kolu fotonaponskog sistema. Takođe,
ovo su izvori manjih snaga (obično moduli od do 48 visokoefikasnih dioda snage po 1.2W), pa
je za njih lakše i jeftinije obezbediti fotovoltaik potrebnih performansi. Osnovne komponente
17
OSVETLJENJE 2011.
sistema biće predstavljene kroz prikaz autonomnog sistema tipa SCHREDER SOLAR,
proizvod kompanije Schreder. Osnovne komponente sistema su [12]:
Fotonaponski panel
Modul sa ćelijama od monokristalnog ili polikristalnog silicijuma visoke efikasnosti i
pouzdanosti. Da bi se maksimalno iskoristila snaga solarnog zračenja, orijentacija panela mora
se poklapati sa geografskim jugom (jug- jugozapad). Nagib panela je funkcija geografske širine
mesta na kojem će sistem biti instaliran (za оvo podneblje uzima se da je taj ugao 42°, u praksi
se ide do 45°). Fotonaponski panel ima mogućnost pune rotacije.
Invertor
Visokoefikasan uređaj direktno povezan na bateriju, dimenzioniše se u skladu sa zahtevima
sistema. On konvertuje 12V ili 24V jednosmernog napona u sinusoidalni naizmenični napon
230V, učestanosti 50 Hz. Ukoliko se koriste LED izvori, izbegava se upotreba invertora jer je
za napajanje LED potreban jednosmeran napon (umesto invertora se koristi DC/DC pretvarač
koji pretvara naponski izvor (izlazni napon baterije) u izvor konstantne struje, neophodan u radu
sa LED izvorima).
Kontroler punjenja baterije
Kontroler punjenja i pražnjenja baterije omogućuje pravilno upravljanje napunjenošću baterije
na taj način joj produžavajući životni vek. Kontrolni panel je opremljen sa ON/OFF prekidačem
svetiljke koji inicira početak i kraj noćnog perioda u kojem solarni panel daje energiju, a
obezbeđuje i predefinisani program koji sadrži informaciju o željenom broju sati rada
instalacije.
Stub
Stubovi su metalni (čelični) i zaštićeni postupkom toplog cinkovanja. Ojačani su i predviđeni za
montažu solarnih panela – u zavisnosti od dimenzija solarnog panela, stub se posebno
dimenzioniše. Komponente sistema se mogu smeštati u stub (prošireni donji deo), šaht pored
stuba ili zaseban orman uz stub).
Baterija (akumulator)
Baterija skladišti energiju tokom dana za rad u noćnim satima. Kapacitet baterije se određuje u
skladu sa zahtevanim stepenom autonomije (broj sati koje će instalacija raditi u nepovoljnijim
(zimskim) uslovima kada je dnevna akumulacija solarne energije svedena na minimum). U
zavisnosti od očekivane dubine pražnjenja baterije najčešće se koriste baterije AGM ili GEL
tipa koje omogućavaju veću efikasnost punjenja/pražnjenja baterije, kao i održavanje
napunjenosti (napona) baterije tokom dužeg vremenskog perioda. Pored osnovnih, sistem može
imati i ove komponente:
Solarni tragač (Tracker)
Rotacioni sistem kojim je omogućeno da se fotonaponski paneli kreću sa promenom položaja
Sunca. Količina energije generisane u fotonaponskim panelima može biti značajno uvećana
stalnom rotacijom panela u cilju njihovog postavljanja u najbolju poziciju za “hvatanje”
sunčevih zraka, u svakom trenutku.
18
OSVETLJENJE 2011.
Svetlosni izvor
Sistem dozvoljava upotrebu različitih tipova svetlosnih izvora (natrijum visokog pritiska, metalhalogeni, LED, kompakt fluo, …). Iako fizička ograničenja ne postoje, zbog dimenzionisanja
sistema se preporučuje da se ne koriste izvori snaga većih od 70W!
Regulacija svetlosnog fluksa
Ukoliko za tim postoji potreba, naš solarni sistem može biti opremljen uređajima za regulaciju
intenziteta svetlosti u noćnim satima prema zadatom (promenljivom) scenariju rada.
Slika 30. Elementi sistema SCHREDER SOLAR (panel, baterija, kontroler punjenja i svetiljka) [12]
Slika 31. Postavljanje uređaja sistema u kutiju u betoniran otvor u podnožju stuba [12]
19
OSVETLJENJE 2011.
Slika 32. Postavljanje uređaja u orman pored stuba ili u prošireno podnožje stuba [12]
Slika 33. Jedna instalacija solarnog osvetljenja u dnevnim i noćnim satima [12]
20
OSVETLJENJE 2011.
ZAKLJUČAK
Istraživanja sprovedena od strane “The European Photovoltaic Technology Platform” u avgustu
2009. godine pokazuju da tržište fotonaponskim materijalima ostaje jedan od najdinamičnijih
globalnih sektora, gde je poslednjih godina prisutna stopa godišnjeg rasta od 35% [2,11].
Uprkos nestašici silicijuma na tržištu 2006.godine, narednih godina je instalirano više
fotonaponskih sistema. Globalnim PV tržištem trenutno dominiraju Nemačka, SAD i Japan, a
već se pojavljuju nova tržišta sa obećavajućim potencijalom (Italija, Španija, Grčka i Francuska
su neke od zemalja koje će zabeležiti rast PV sektora). Tokom poslednje decenije fotonaponski
sektor je postao važna industrija u mnogim zemljama. Glavni indikatori za razvoj fotonaponske
industrije su industrijski rast i povećanje broja zaposlenih (2006. godine je 50000 ljudi bilo
zaposleno u solarnoj PV industriji). Cene fotonaponskih sistema će se smanjivati 5% godišnje u
narednih 20 godina [2,3]. Ovo će učiniti da se zadrži atraktivnost fotonaponske tehnologije i
pospeši rast tržišta. Smanjenje troškova će takođe obezbediti da fotonaponska tehnologija
postane još konkurentnija po ceni električne energije u narednoj deceniji.
U toku 21-og veka Srbija će morati da primeni mudru energetsku strategiju koja će obuhvatati
nekoliko inovativnih mera efikasnog korišćenja energije, brz porast korišćenja obnovljivih
energetskih kapaciteta i korišćenje fosilnih goriva uz pridržavanje visokih ekoloških normi u
cilju očuvanja prirodne sredine i klimatskih uslova. Ukupna instalisana električna snaga Srbije
iznosi oko 8 GW. Na zemljinu površinu dnevno stigne oko 1000W/m2 sunčeve snage u Evropi,
a površina Srbije iznosi približno 89 000km2. Na osnovu prethodno rečenog može se zaključiti
da je desetohiljaditi deo Sunčeve energije dovoljan da podmiri potrebe Srbije za električnom
energijom.Uprkos velikog dugoročnog potencijala, fotonaponska tehnologija će u početku igrati
sporednu ulogu, ali će njen doprinos konstantno rasti kako u urbanim tako i najudaljenijim
mestima u Srbiji. Procena ukazuje da instalacioni potencijali za fotonaponske sisteme do 2010
godine iznose oko 20 MW [2]. Brz porast fotonaponske industrije u svetu uz porast proizvodnih
Slika 34. SANYO fotonaponska centrala od 630 kW
kapaciteta i pozitivnu političku klimu u zemljama kao što su Japan, Nemačka i Španija,
obećavaju dobru perspektivu fotonaponskim tehnologijama i u Srbiji. Uzimajući u obzir
današnji značaj fotonaponske tehnologije, njihove dugoročne potencijale i vreme potrebno da se
ovakve tehnologije razviju, razvoj i primene ovih tehnologija potpuno opravdavaju i ohrabruju
21
OSVETLJENJE 2011.
državnu podršku i subvencije. Pritom treba dodati da fotonaponska industrija može znatno da
doprinese privredi zemlje otvaranjem novih radnih mesta, kao i malih i srednjih preduzeća.
U junu 2010. su se cene fotonaponskih modula kretale od oko 3 do 5 €/W, a kompletni sistemi
se instaliraju po ceni od 4-8 €/W, u zavisnosti od tipa i veličine sistema. Uz tipičnu godišnju
proizvedenu električnu energiju između 750 kWh i 1500 kWh po instaliranom kW, dobija se
cena od 20-40 eurocenti/kWh. Očekuje se da cena fotonaponskih sistema padne na oko l €/W,
što bi značilo da je cena fotonaponski generisane struje manja od 10 eurocenti/kWh
(pretpostavljajući da će svetski kapaciteti biti oko 2000 GW in 2050. godini, može se očekivati
da cena električne energije iz solarnih ćelija od približno 5-9 eurocenti/kWh bude realna do
2030. godine [2].).
Slika 35. 11 MW solarno postrojenje u Serpi (Portugalija) sa Sun-Power centralnim tragačem [11]
Iako je globalno PV tržište u konstantnom porastu od preko 40% godišnje u prethodnim
godinama, doprinos koji daje tržištu električne energije je još uvek veoma mali. Razvoj je
usmeren na poboljšanju postojećih modula i komponenti sistema, kao i razvijanju novih tipova
ćelija u sektoru tankoslojnih fotovoltaika i novih materijala za solarne ćelije. Očekuje se da
efikasnost komercijalnih ćelija (data u Tabeli 7) bude povećana za 15-20% u narednih
nekoliko godina, kao i to da će tankoslojni materijali biti komercijalno dostupniji.
Iako su najveći svetski proizvođači (SunPower) postigli efikasnost od 22% još 2005., očekuje
se da se ona da ona krajem 2010. bude 27.4% i da se tako još više približi teoretskom
maksimumu od 29% za silicijumske ćelije [17]. Ovaj stepen efikasnosti omogućuje da se period
otplate investicije smanji na 1-2 godine [17]. Na slici 36 dat je pregled efikasnosti
fotonaponskih modula renomiranih svetskih proizvođača, uz napomenu da efikasnost modula
pada (1-2)% godišnje. Prosečan garantovani životni vek koji proizvođači daju iznosi do 20
godina u slučaju održanja 90% inicijalne nominalne snage ili 25 godina u slučaju održanja 80%
inicijalne nominalne (maksimalne) snage [17,18].
Ukupni instalirani kapaciteti svih solarnih fotonaponskih (PV) sistema u svetu su na kraju 2008.
dostizali vrednost od 15,2 GW [11], a očekuje se da 2020. kapaciteti pređu granicu od 200 GW
[2]. Iako globalno tržište fotonaponskih materijala raste sa godišnjom stopom od 40% od 1986.
(poslednjih godina 35%), doprinos proizvodnji električne energije je još uvek vrlo mali.
22
OSVETLJENJE 2011.
Slika 36. Pregled efikasnosti PV modula renomiranih proizvođača [18]
U poređenju sa drugim obnovljivim izvorima energije, fotonaponska konverzija se iz gore
navedenih razloga može smatrati dugoročnim rešenjem. Njen značaj polazi pre svega od velike
fleksibilnosti i ogromnih tehničkih potencijala ove tehnologije za ruralnu elektrifikaciju za 2
milijarde ljudi koji žive u oblastima u kojima nije moguć pristup električnoj mreži. I na kraju,
poredeći veličine sa Slike 3 (str.7), može se zaključiti da je fotonaponska konverzija možda i
najčistiji obnovljivi izvor energije posle pasivnog solarnog kolektora, jer su ekološki efekti koji
se imaju prilikom korišćenja ove tehnologije (kisela zagađenja NO2, SOX; globalno zagrevanje
CO2, CH4; zdravlje i bezbednost ljudi, procenat teških metala, mogućnost katastrofe, ostaci,
vizuelni uticaj, buka i zauzetost zemljišta) neznatni ili neznatno uočljivi.
23
OSVETLJENJE 2011.
Literatura
1. Gilbert M. Masters (Stanford University), „Renewable and efficient electric power
systems“, Wiley-Interscience 2004.
2. Grupa autora, „Liber Perpetuum – knjiga o obnovljivim izvorima energije u Srbiji i
Crnoj Gori“, OEBS misija u Srbiji i Crnoj Gori 2004.
3. Sven Teske, Arthouros Zervos, Oliver Schäfer, “Energy (R)evolution - sustainable
world energy outlook”, Greenpeace International, EREC, 2007.
4. D.Mikičić, Ž.Đurišić, B.Radičević, A.Kunosić, “Atlas energetskog potencijala sunca i
vetra Srbije”, Izveštaj za Projekat TD-7042B, 2008.
5. “PV implementation plan”, radna grupa European Photovoltaic Technology Platform,
publikacija 513548, ‘PV SEC‘, 2009.
6. B.Radičević, D.Mikičić, “Komparacija metoda za procenu energetskog potencijala
vetra i pretvaranje energije vetra u električnu energiju”
7. Ž.Đurišić, M.Bubnjević, D.Mikičić, N.Rajaković, “Wind atlas of Vojvodina,Serbia”,
Proc. of European Wind Energy Conference (EWEC 2007), Milano, Italy, May 2007.
8. The Electric Power Research Institute (EPRI), “Solar Photovoltaics Expanding Electric
Generation Options”, EPRI 2007.
9. http://en.wikipedia.org/wiki/Watt-peak
10. http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
11. http://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics
12. Tehnički opis sa fotografijama i specifikacija za sistem GiraSol, Schreder 2009.
13. http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_tracking
14. http://hr.wikipedia.org/wiki/Solarna_energija
15. http://www.futureenergyevolution.com/SEA/vetar.php - Atlas vetrova APV, 2008.
16. Tamara Popović, "Fotonaponska konverzija Sunčeve energije", diplomski rad 2008.
17. http://en.wikipedia.org/wiki/File:PVeff(rev100414).png
18. http://www.telefon-inzenjering.co.rs/
24
TERMOPROVODNI PLASTIČNI POLIMERI I NJIHOVA PRIMENA
Za obezbedjivanje optimalnih uslova rada , mnogih tehničkih uredjaja,pitanje odvoda toplote
i hladjenje, bili su,jesu i biće uvek aktuelni.Danas se za hladjenje elektrotehničkih i
elektronskih uredjaja najčešće koriste metalni odnosno aluminijumski hladnjaci ili se koriste i
njihove legure.
Da bi se ohladio bilo koji uredjaj ,koji pri svom radu proizvodi i toplotu
neophodna su dva koraka:
-odvesti toplotu sa mesta stvaranja
-predati toplotu okolnoj sredini
Sposobnost provodjenja toplote kod čvrstih tela definisana je koeficijentom
provodjenja toplote λ (W/mK) i isti zavisi od strukture tog tela.Odavanje toplote ili razmena
toplote vrši se na granici izmedju vazduha i tog čvrstog tela.po zakonima termodinamike
ovaj način prenosa toplote naziva se prorodna konvekcija.Količina toplote koja se razmeni
na ovaj način ne zavisi od koeficijenta provodjenja toplote, tela koje odaje toplotu.Ovaj
koeficijent ima smisla povećavati dok se intezitet dovodjenja toplote ne izjednači sa
intezitetom razmenjene toplote.Prema dosadašnim istraživanjima ovaj koeficijent treba da se
kreće izmedju 5-10W/mK.Svako dalje povećavanje ovog koeficijenta,odnosno primena
materijala sa većim koeficijentom,vrlo malo povećava količinu razmenjene toplote.
Aluminijum ima koeficijent provodjenja toplote preko 200W/mK.Prema tome ,hladnjak od
aluminijuma u toplotnom smislu je „predimenzionisan“,jer se koristi najviše 30W/mK.
koeficijent provodjenja toplote kod standardnih plastičnih masa iznosi 0,1-0,3W/mK i oni su
sa tako malim koeficijentom po svojoj prirodi obični toplotni izolatori.Zbog tog nedostatka
plastične mase imaju ograničenu primenu u izradi raznih komponenti kod elektronskih
uredjaja,jer ne mogu zameniti aluminijum ili neki drugi metal kada je u pitanju hladjenje
uredjaja.Plastične mase imaju dobre električne i mehaničke osobine i dosta su zastupljene u
izradi drugih komponenti,gde te osobine dolaze do izražaja.
Ovaj termički nedostatak naterao je mnoge istraživače da intezivno rade na
otkrivanju-pronalaženju novih plastičnih materijala,koji će zadovoljiti i ovaj zahrev.Sve je
izglednije da su u tome uspeli,jer su proizveli novi polimerski kompozit koji ima koeficijent
termičke provodnosti nekoliko desetina puta veći nego što imaju dosadašnje plastične
mase.To se postiglo posebnom tehnologijom dodajući aditive koji imaju taj koeficijent preko
200W/mK.Istovremeno ovi kompoziti zadržali su nepromenjene sve električne i mehaničke
osobine,tako da se njihova ranija primena ništa ne umanjuje.
Osnovna sfera primene ovih novih termoprovodnih polimera jeste izrada
takozvanih “interfejsa”-deo koji preuzima toplotu od onog elementa koji je proizvodi i
predaje je neposrednoj okolini.Tipični predstavnik interfejsa jesu metalni odnosno
aluminijumski radijatori-hladnjaci.Uradjen je jedan test uporedjenja običnih i ovih plastičnih
materijala.Na dva identična plastična valjka ali od različitih materijala pričvršćena su dva
identična LED izvora koji emituju toplotu-imaju gubitke od 5W.Nakon odredjenog vremena
izvršena su merenja i došlo se do sledećih rezultata:
Cilindar od obične plastike na mestu ispod LED-a imao je temperaturu 47˚C a na periferiji
odnosno spoljnoj površini 27˚C,znači razlika temperature bila je Δt=24˚C
Cilindar od termoprovodnog materijala ispod LED-a imao je temperaturu 33˚C a na periferiji
29˚C Δt samo 4˚C Zahvaljujući boljoj termoprovodnosti,ovaj materijal je bolje je odvodio
toplotu i LED je bio hladniji za 14˚C.Ovaj materijal imao je i veću temperaturu na periferiji
29˚C a samim tim bolju razmenu toplote sa okolnim vazduhom-neposrednom okolinom.
Sa tehničko-ekonomskog aspekta, ovi polimeri imaju veliku prednost u odnosu na
alumunijum, kad se posmatra samo termoprovodnost.Te prednosti su sledeće:
-manja specifična težina 1,7 umesto 2,7
-Znatno manji koeficijent termičkog širenja
-manje skupljanje materijala pri livenju
-nepotrebna dodatna završna obrada
-veća preciznost i bolji kvalitet izrade
-veće konstrukcione mogućnosti tkz.3D dizajn umesto 2D
Termoprovodnost ovih materijala, znatno premašuje onaj prag od 5-10W/mK i kreće
se od 15-40W/mK,tako da je itaj uslov potpuno ispunjen.Ovi polimeri preradjuju se livenjem
pod pritiskom na standardnim automatima za livenje plastike.Ovi automati imaju visoku
preciznost livenja,pa se samim tim mogu izradjivati vrlo precizni komadi bez dodatne
obrade,dok metalni radijatori uvek zahtevaju dodatnu mehaničku doradu.U masovnoj
proizvodnji svi dodatni radovi znatno povećavaju cenu koštanja.
Manje skupljanje materijala prilikom livenja,kao i manji koeficijent termičkog širenja
omogućavaju takodje uže tolerancije livenja,kao i manj vazdušni zazori prilikom
montaže,odnosno bolja termoprovodnost jer se vazduh smatra toplotnim izolatorom.Budući
da su vrlo pogodni za livenje,mogu se izradjivati vrlo složeni i precizni komadi .To
omogućava konstruktorima da prave vrlo složene površine radijatora a isto tako da
maksimalno koriste raspoloživi prostor,tako da mogu imati i veći prostore za elektronske
komponente ili da reduciraju veličinu kompletnog uredjaja.
Konstruktori firme APPLE u jednom komadu odlili su i interfejs i kućište laptopa.Izbacili su ventilator za hladjenje i obezbedili su vrlo zadovoljavajuće hladjenje
videoprocesora.Američka firma COOL POLYMERS uradila je dva ista radijatora od
alumunujuma i od termoprovodnog polimera punjenog sa ugljenikom pri uslovima
prirodnog hladjenja dobili su približno iste rezultate u pogledu termoprovodnosti.Medjutim
cena koštanja je mnogo manja kod polmera jer nema dodatnih radova na doradi,lakši je oko
40%,što u masovnoj proizvodnji mnogo znači.
Pri upotrebi polimera sa ugljenikom kao puniocem,pojavila se mogućnost da se znatno
smanji ili čak eliminiše tkz. “antenski efekt”,koji se pojavljuje kod metalnih radijetora,i na taj
način smanjuju se radiosmetnje tih uredjaja.Smanjenje težine vrlo je važno kod prenosivih
odnosno portabl uredjaja,kao što je naprimer ručna lampa na bazi LED-a.One postaju
mnogo lakše i kompaktine i povećava im se otpornost na vibracije.
Ovi polimeri naći će veliku primenu i kod zalivanja svih vrsta namotaja,kod
transformatora,solenoida,prigušnica, što će dovesti do smanjenja gabarita i povećanja
ukupne pouzdatosti tih uredjaja.Takodje mogu da se izradjuju toploprovodne cevi,koje bi
omogućile razmenu toplote na bazi “frižidera”Jednostavno buduća kućišta elektronskih
uredjaja biće od ovih polimera ,gde bi se u unutrašnjost montirale el.komponente i polemer
koristio kao elektroizolator,a spoljna površina služila bi kao razmenjivač toplote.
Najveća primena ovih materijala očekuje se u svetiljkama sa LED tehnologijom.Težnja za
stvaranjem što jačih i što manjih LED,još više zaoštrava problem kako odvesti sv tu
toplotu,jer je poznato da je baš ta toplota glavna kočnica u razvoju LED tehnologije.Znamo
da LED samo jedan deo električne energije koja se dovodi na nju,pretvara u svetlosnu,dok se
preostali dio pretvara u toplotu.Princip rada tih poluprovodničkih kristala je velika
osetljivost na povećanje radne temperature.Kad im se radna temperatura poveća preko 100˚C
opada jačina svetlosnog isijavanja a još veće povećanje temperature može da dovede do
njhovog prekida rada.Prema tome nameće se zaključak da je neophodno što bolje odvoditi
toplotu da bi se obezbedio pouzdan rad ovih poluprovodničkih kristala.
Kod LED 95% stvorene toplote odvodi se kondukcijom,LED čip se stavlja na
metalnu podlogu,preko koje se odvodi toplota a samo 5% toplote odvodi se putem
infracrvenog zračenja.Kod klasičnih sijalica sa žarnom niti,više od 90%toplote odvodi se
radijacijom.Zbog toga višedecenijsko iskustvo u razvoju klasičnih sijalica ni je mnogo
koristilo u rešavanju problema odvoda toplote kod LED.
Američka firma LYNK LABS patentirala je tehnologiju TERMOLLYNK,koja koristi
termoprovodni polimer za izradu-konstrukciju osnove za LED čip.Tu se poluprovodnički
kristal stavlja u monolitni modul proizveden od termootpornog polimera,koji istovremeno
služi kap osnova i kao radijator.Ovo rešenje znatno uprošćuje dosadašnju konstrukcijuLED-a
Problem “toplotnog komfora”LED-a zadaje veliki problem pri projektovanju vrlo jakih
svetiljki,jer metalni radijatori povećavaju i težinu i gabarite.Već sada rade se projektori bez
metalnih elemenata.
Ogledi koji se sprovode u svetu pokazuju da će primena termoprovodnih polimera
rešiti problem odvodjenja toplote od LED-a,samim tim povećaće njenu pouzdanost u
radu,smanjiti gabarite a samim tim i cenu koštanja.Prema tome termoprovodni polimer naći
će primenu kod izrade i LED-a i interfejsa i kućišta svetiljki.
Sve ovo ukazuje,da će u narednih deset godina ovakvi termoprovodni polimeri biti
najtraženiji materijal u izradi svih elektrotehničkih i elektronskih uredjaja.
Beograd,avgust 2011
Ćorluka Radoslav dipl.ing. elektrotehnike
ZORAN LEDINSKI
O TRAJNOSTI DIODNIH SIJALICA
1. UVOD
Kako diodne sijalice spadaju u izvore svetlosti ekstremno dugih trajnosti, nije
mogućno njihovo ispitivanje na trajnost u redovnom proizvodnom procesu. S druge strane,
diodne sijalice vode poreklo iz poluprovodničke tehnologije, za razliku od ostalih
električnoh izvora svetlosti, koji vode poreklo od inkandescentnih sijalica ili sijalica sa
pražnjenjem u gasu. Tehnologija poluprovodnika postoji šezdesetak godina i bilo je
dovoljno vremena da se utvrdi njihova trajnost, iako u konvencionalnim primenama trajnost
elektronskog uređaja, kao što su npr. radio, TV, telefon često nije određena vekom
poluprovodničkih elemenata, nego vekom nekih drugih sklopova, koji obično ranije otkažu.
Principijelno nema mnogo razlika između svetlećih dioda i uslovno rečeno običnih dioda,
iako svetleće diode nisu zasnovane na silicijumskoj tehbologiji, iskustva stečena pri izradi i
upotrebi poluprovodnika mogu primeniti i na svetleće diode, odnosno diodne sijalice.
U ovom tekstu se pod terminom “svetleća dioda” podrazumeva samo dioda, a
termin “diodna sijalica” odnosi se na ceo uređaj koji emituje svetlosno zračenje..
2. PROCENA TRAJNOSTI DIODNE SIJALICE
Svaka dioda, odnosno PN spoj je višefazni sistem, koji se sastoji iz bar dve čvrste
faze koje su u kontaktu preko svojih površina, kako je to šematski prikazano Slikom 1. na
primeru sistema n GaN│InGaN│p GaN, gde je sloj InGaN granica faza. Iako bi sloj InGaN
trebalo smatrati još jednom čvrstom fazom,
praktičnije ga je smatrati granicom faza, jer se
svetlost i emituje sa ove granice faza. Ustvari
ovim slojem se i povećava emisiona površina.
Indijim se u međusloju – granici faza ponaša kao
dopand, a s obzirom na to da iako su kristalne
rešetke i galijum nitrida i indijum nitrida
heksagonalne, osnovne dimenzije (parametri) im
se
razlikuju. Indijum
galijum
nitrid
je
nestehiometrijsko jedinjenje u metastabilnoj
ravnoteži, ali nije smesa indijum nitrida i galijum
nitrida, kako se ponegde navodi (Wikipedia). Ovo
Slika 1. Šema svetleće diode. jedinjenje je napregnuto sa 108 do 1012 ivičnih
dislokacija po cm2, kao posledicom razlike u
parametrima kristalne rešetke, a što ga i čini aktivnim.
Tokom vremena, a zbog dovođenja električne energije i konverzijom iste delom u
toplotnu energiju, entalpija raste, što ima za posledicu rekristalizaciju uz razlaganje na
indijum nitrid i galijum nitrid. Tako nastaje smesa dve čvrste faze u međusloju i
fotoaktivnost se gubi. Fluktuacije indijuma kroz strukturu međusloja InGaN povećavaju
emisiju svetlosti, ali tokom tih fluktuacija i dolazi do smanjenja broja dislokacija i do
dekompozicije indijum galijum nitrida. Dok je rad diodne sijalice difuziono kontrolisan, to
znači da fluktuacija jndijuma ne zavisi od koncentracije InGaN do neke kritične vrednosti,
fluks svetlosti tokom vremena je stalan. Kada koncentracija InGaN opadne ispod neke
kritične vrednosti, rad diodne sijalice postaje koncentraciono kontrolisan i tada fluks
svetlosti stalno opada sa opadanjem koncentracije InGaN i porastom udela smese InN i
GaN.
Procesi fluktuacije i dekompozicije su zavisni od temperature i to tako da rastu sa
porastom temperature. Poznavanje kinetike ovih procesa omogućava dobru procenu
trajnosti bez višegodišnjeg čekanja kraja radnog veka sijalice.
Prvi korak je saznavanje reda reakcije dekompozicije indijum galijum nitrida:
[InGaN]n → InN + GaN ...................... (1)
S obzirom na to da je InGaN nestehiometrijsko jedinjenje, jednačina (1) nije u ravnoteži,
nego je samo polazna osnova za razmatranje. Jednačina za opšti red reakcije može se
predstaviti kao:
dx/(a – x)n = kdt..................................... (2)
gde su: a – polazni udeo InGaN, x – udeo proreagovalog (nestalog) InGaN tokom
vremena t, k – konstanta brzine reakcije i n – red reakcije. U integralnom obliku dobija se
jednačina:
[1/(n – 1)] [1/(a – x)
(n – 1)
– 1/a
(n – 1)
] = kt... (3)
Tokom difuziono kontrolisanog procesa, reakcija nestajanja InGaN može se aproksimirati
sa velikom tačnošću na reakciju 1. reda i onda bi jednačina u integralnom obliku bila kako
sledi:
ln[a/(a – x)] = k1t …............................... (4)
Tokom koncentraciono kontrolisanog procesa reakcija nestajanja InGaN, pošto se moraju
uzeti u obzir i proizvodi dekompozicije, bi bila drugog reda:
x/a(a – x) = k2t........................................ (5)
Grafički prikaz relacja (4) i (5) pokazan je slikama 2. i 3.
ln(a – x)
a
t
Slika 2. Grafik reakcije prvog reda
Iz grafika na slici 2 može se odrediti konstanta brzine reakcije prvog reda k1 kao nagib
prave. Jasno je da nije potrebno čekati puno vreme razlaganja InGaN, nego je dovoljan
neki pogodan interval. Današnje nedestruktivne analitičke metode omogućavaju
određivanje koncentracije – udela komponenti u materijalu. Određivanjem konstante k1 za
reakciju prvog reda lako se dobije i vreme poluraspada indijun galijum nitrida po poznatoj
formuli: ln2 = k1 τ, gde je τ vreme polureakcije.
Slično, kad reakcija dekompozicije postane reakcija drugog reda, može se odrediti
konstanta k2, kao nagib prave sa dijagrama na slici 3.
x/a(a – x)
a
t
Slika 3. Grafik reakcije drugog reda
Ova merenja mogu se izvesti na diodama unapred postavljenog sastava za reakcije
drugog reda. Poznavajući sastav diode, mehanizme i hemizme dekompozicije, odnosno
konstanti brzina dekompozicije, može sa sigurnošću u okvirima grešaka merenja odrediti
trajnost diode, odnosno diodne sijalice.
Dosadašnja razmatranja odnosila su se na rad diodne sijalice na stalnoj
temperaturi. Kako konstanta brzine reakcije zavisi od temperature po jednačini:
k = Z exp(– Ea/RT)...............................(6)
gde su: Ea energija aktivacije, R univerzalna gasna konstanta, T apsolutna temperatura, Z
asimptota funkcije (6) u zavisnosti od temperature. Sve u svemu brzina poraste 2 do tri
puta na svakih 10 K porasta temperature.
Prevedeno na svetlosne parametre, uzevši u obzir korelaciju svetlosnog fluksa i
sastava diode, kvalitativni dijagrami trajnosti u zavisnosti od temperature prikazani su
slikom 4.
Ø
T1
T2
T3
t
T3 > T2 > T1
Slika 4. Prikaz temperaturne zavisnosti trajnosti sijalica
Jasno je da trajnost opada sa temperaturom. Svi standardni termodinamički parametri daju
se za temperature od 298 K (25 ºC), pa se često i trajnost diodne sijalice daje za tu
temperaturu, iako ona skoro uvek radi na znatno višim temperaturama. Inače, najnoviji
EN, IEC i CIE standardi usvajaju temperaturnu zavisnost, tako da se primenjeno vreme
ispitivanja ekvivalentno skraćuje do 6 puta, tako da 1 000 sati ispitivanja može odgovarati
6 000 sati trajnosti, u zavisnosti od primenjene temperature pri ispitivanju. Ali ne treba
podatke o trajnosti davati za 298 K.
3. ZAKLJUČAK
Prikazan je princip metoda određivanja i procene trajnosti bez trajanja merenja od
60 000 sati i više. Da li se radi baš ovako ili drukčije nije bitno, ali princip se svodi na
prethodno prikazano.
Svakako, treba biti oprezan sa podacima o trajnost koji se odnose na temperaturu od
298 Kelvina, jer je stvarna temperatura rada sijalice po pravilu viša. Kao krajnja
nekorektnost je podatak o trajnosti na 298 K, a o svetlosnom fluksu za neku višu
temperaturu koja se ne navodi, ali to je stvar “no name” proizvođača i nije predmet ovog
razmatranja.
4. SUMMARY
One possible estimation method for the durability tests of LEDs is shown. Nevertheless
that thermodynamics defines standard parameters on 298 K, the durability data of LEDs
shall be given for the real working temperature, and the 298 K is to be used for the
estimation purposes.
Babić Vojislav, dipl.ing.teh.
Turšijan ĐorĎe, dipl.ing.el.
UPOREDNO MERENJE OSVETLJENOSTI ULICE
NaVP 150W i LED SIJALICE UB 45W I POTROŠNJA ELEKTRIČNE
ENERGIJE KOD LED 45W I NaVP 250W
Svedoci smo naglog razvoja LED tehnologije u poslednjim godinama i njene
primene u javnom osvetljenju.
Proširen je broj tema za proučavanje, takoĎe, i uočavanje specifičnosti ove novine
u osvetljenju.
Naš zadatak je bio da uporedimo merenja pri osvetljenju sijalicama NaVP 150W i
LED 45W.
Nedoumice koje postoje kod praktičara koji se bave osvetljenjem teraju ih da prate
najnoviju literaturu i da stečenu spoznaju potkrepljenu ovakvim merenjima
primenjuju u praksi.
Napominjemo da svaki proizvoĎač LED izvora svetlosti daje u prospektima i svoje
specifične podatke, koji se često mogu uzeti sa rezervom jer ih je često nemoguće
merenjem potvrditi.
Prikazali smo potrošnju električne energije NaVP 150W i LED UB 45W, gde
potrošnja ide i do 75% uštede u korist LED UB 45W.
UgraĎene komponente i proizvodni proces kod ove sijalice su prema RoHC
direktivi. Na električnu mreţu ne utiče sa RF smetnjama i zaštita prema masi
prema (EN 61558).
U ovu LED sijalicu su ugraĎene diode proizvoĎača Cree i karakteristike svetlosti
ovih dioda su:
BELA 5000 – 7000 0K - LED UB 45W 4100 Lm
ŢUTA 3000 – 4000 0K - LED UB 45W 2900 Lm
MERENJE LUXMETROM 5032C USB GOSSEN
Datum merenja 09.07.2011, god., 21 – 22,30h, t = 260C, osvetljenje meseca 0,1lx
Visina stuba je 7m za NaVP 150W i za LED 6m, udaljen 1m od ivice ulice.
Rastojanje luka 0,8m bez svetiljke, δ = 00, a = 15m.
Stub je na jednoj strani ulice, širina ulice je 8m.
Merenje u ravni ulice.
1
TABELE MERENJA
1. LED 45W
Udaljenost (m)
lx
lx po x-osi
lx po y-osi
0
2
4
6
8
10
12
14
15
54
54
49
52
43
46
32
40
27
28
22
19
13
8
0
2
4
6
8
10
29
29
27
28
25
26
24
25
22
23
20
2. NaVP 150W
lx
lx po x-osi
lx po y-osi
Udaljenost (m)
2
POTROŠNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE
LED 45W (kWh)
Početno stanje
2.69
Vreme 2h
2.78
Vreme 4h
2.86
Potrošnja energije 4h
0.17
NaVP 250W (kWh)
2.69
3.33
3.91
1.22
Iz tabele sledi da je potrošnja električne energije kod LED svetiljki 7 puta manja ili
84% ušteda u odnosu da NaVP.
3
ZAKLJUČAK
Pri pisanju ovog rada nismo imali nameru da tekst ima udţbenički karakter, nego
praktičnost i upotrebu sijalice shodno izmerenim veličinama.
Svaki projekat osvetljenja treba da sadrţi i specifikaciju troškova, odnosno
ekonomičnost celokupnog osvetljenja.
Troškovi električne energije su vaţna stavka u ceni osvetljenja.
Vek trajanja LED sijalice podrazumeva da se sijalica Na 150W i prigušnica moraju
češće menjati u odnosu na LED sijalicu.
TakoĎe je prisutan podatak da na godišnjem nivou emisija CO2 za NaVP 250W
iznosi 558 kg, a kod LED UB 45W svega 95 kg CO2.
Preporučujemo upotrebu ove LED sijalice kao zamena za sve ţivine sijalice 250W
i Na 150W.
Naročito se preporučuje pri osvetljenju saobraćajnica u neizgraĎenim predelima i
saobraćajnica u izgraĎenim predelima srednjeg i malog prometa. Pogodna je za
osvetljenje biciklističkih i pešačkih staza, parkirališta i stambenih ulica, naplatnih
stanica, poslovnih i trgovačkih ulica bez velikog prometa vozila ali sa velikim
prometom pešaka, javnih objekata (škola, obdaništa itd.).
4
Ристић Владимир, дипл.инж.ел
ЈКП Јавно осветљење
Управљање јавним осветљењем на територији града Београда
Сажетак:
У овом раду указано је на начин управљања мрежом јавног осветљења на територији града
Београда и на проблеме који се јављају при експлоатацији мреже јавног осветљења, на
савремене системе који се користе за управљање, могућностима повећања енергетске
ефикасности применом ових система као и на повећање поузданости мрежe јавног осветљења.
У раду су описани системи за управљање јавним осветљењем, од мрежно-тонфрекветне
комадне и уклопног часовника до савремених система за даљинско управљање и контролу јавне
расвете, који користи савремену телекомуникациону опрему за пренос података, који омогућавају
ефикасну контролу мреже јавног осветљења.
Рад:
Основни циљ управљања инсталацијом јавног осветљења је постизање пројектованог нивоа, тј.
минималног препорученог нивоа средње осветљености (сјајности) жељених површина. Идеја о
регулацији потрошње у јавном осветљењу није нова и још од краја 70-тих и почетка 80-тих година
прошлог века разматрана је употреба двофазног система напајања са целуноћним и полуноћним
режимом рада, при чему се у полуноћном систему рада искључује једна фаза, тј. искључује се
свака друга светиљка на линији.
1. Уградња фото сензора такође се није показала као најбоље решење због мењања
његових карактеристика и запрљања у току времена, што информацију о нивоу осветљености
чини непоузданом. Ово за последицу има честу неусаглашеност између видних услова и нивоа
сјајности - дешавају се ситуације када видљивост није на одговарајућем нивоу а јавно
осветљење је искључено, и обратно.
Немогућност смањивања осветљења је још један проблем код овог система.
2. Уградња уклопног часовника се је показала као нефукционална због немогућности
управљања и не добијања било какве повратне информације.
3. Проблем управљања јавним осветљењем у Београду je решен уградњом МТК уређаја
(мрежна тонфреквентна команда), што омогућава дириговано укључење тј. искључење по
потреби, али и непостојање било какве повратне информације о стању светиљки у било ком
тренутку у току експлоатације.
У Београду као и у свим већим урбаним срединама одржавање инсталација јавног осветљења
представља велики проблем - због огромног броја светиљки готово да је немогућа стална
контрола исправности сваке светиљке, нарочито у приградским насељима.
Детекција квара (одређивање врсте и места квара) захтева доста времена и ангажовање великог
броја људи, што поскупљује трошкове одржавања система јавног осветљења и аутоматски
смањује његову ефикасност.
Већи захтеви за квалитетом осветљења аутопутева, раскрсница, улица, као и захтеви за
већом уштедом средстава свакодневно повећавају потребу за имплементацијом система
даљинског управљања.
На сл. приказана је потрошња електричне енергије на територији Србије
Потрошња електричне енергије на годишњем нивоу је око 2% .
Инсталисана снага Јавног осветљења у Београду је око 25МW. По календару паљења
инсталација јавног осветљења ради за годину дана око 4000h одакле следи да је потрошња
електричне енергије за годину дана 0,1TWh. Развој нових система за управљање може да
допринесе да се ова потрошња значајно смањи с тим што се повећава поузданост мреже јавног
осветљења.
JКП Јавно осветљење је развило систем који служи за управљање јавним осветљењем и
за целодневни надзор над мрежом јавног осветљења. Систем се састоји од 3 главна елемента:
• контролера извора;
• сегментног контролера (SCCU);
• и управљачког софтвера.
Систем за даљинско управљање и контролу јавног осветљења конципиран је
као мрежни систем са неколико нивоа командовања. Само језгро система чини сервер, смештен
у управљачком центру, који је повезан са једним или више рачунара којима се врши управљање
системом.
На сл. је приказан календар паљења мреже јавног осветљења преко МТК система
Сервер поседује апликативни софтвер задужен за управљање целокупним системом,
прикупљање, анализу и обраду података. Из овог управљачког центра се може истовремено
управљати са више система јавног осветљења преко сегментних контролера који се најчешће
налазе у разводним орманима за напајање.
Комуникација сервера тј. веза управљачког центра и сегментних контролера у разводним
орманима је двосмерна.
Сегментни контролер је задужен за комуникацију између сервера са једне стране и контролера
светиљке са друге стране. Веза између сегментног и контролера извора врши се преко
телекомуникационе бежичне мреже.
Комуникациона техника код ових система је радио фреквенција (радио таласи фреквенције
(686МHz).
ЈКП Јавно осветљење налази се у завршној фази развоја електронског баласта који је завршна
фаза целог овог система. Овај баласт има функцију да димује, укључује и искључује светиљку,
да детектује квар на светиљци, има интерфејс ДАЛИ, преко кога комуницира са WLC уређајем и
бежичним путем шаље статус о светиљци (упаљена, угашена, снагу, потрошњу итд.) на SCCU
који проследјује податке у диспечерски центар.
ЈКП Јавно осветљење је овај систем управљања јавним осветљењем реализовалo у 52 разводна
ормана у Београду и на више локација инсталирани су и контролери извора где је због захтева
становништва један део инсталације ЈО у одређеном тренутку потребно искључити.
На следећим сликама приказано је на који начин функционише управљање и контрола мрежом
јавног осветљења на примеру парка Мањеж у коме је инсталиран систем за управљање.
Сл. Орман у парку Мањеж са уграђеним уређајем SCCU
Сл. Положај стубова и разводног ормана у парку Мањеж
На следећим сликама су приказани управљачки прозори преко којих може да се управља јавним
осветљењем и на којима се види стање мреже јавног осветљења.
Управљачки прозор у коме се види стање ормана и преко кога може да се укључује и искључује
јавно осветљење
На сл. су приказана струјна оптерећења извода
Закључак:
Управљање јавним осветљењем је претрпело велике измене од система који нису давали
никакву повратну информацију о стању мреже до савремених система који омогућавају
целодневну могућност управљања и надзора, који такође нуде велики број функција уз велику
флексибиност и могућност надградње.
Најбоља препорука нових система управљања је повећање енергетске ефикасности система
јавног осветљења као и повећање поузданости у раду уз смањење оперативних трошкова
одржавања.
Download

Osvetljenje 2011