Fot. 1. Oprawa ACRON 100 z kloszem z poliwęglanu (PC).Techniczne rozwiązania zmniejszenia poboru mocy, polegające na tym, że świecą wszystkie zainstalowane oprawy, a redukcja mocy realizowana jest w wyniku ściemniania, są znane od wielu lat. Ściemnianie jest bardzo skutecznym i nieuciążliwym sposobem oszczędzania energii elektrycznej w godzinach nocnych, gdy ruch pojazdów i pieszych jest niewielki. W praktyce oświetleniowej stosowane są dwa rozwiązania regulatorów mocy: regulatory grupowe i indywidualne. Układy grupowe obniżają napięcie sieci zasilającej całą grupę opraw oświetleniowych. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość jego wprowadzenia bez konieczności zmian w istniejącej sieci, wadami zaś: wysoka cena sterownika napięcia zasilania, konieczność dostosowania mocy układu do łącznej mocy zainstalowanych opraw, konieczność zamontowania układu z nadwyżką mocy bądź jego wymiana na większy w przypadku przewidywanej rozbudowy sieci, wyłączenie całego ciągu oświetleniowego w wyniku awarii. Drugim rozwiązaniem są regulatory indywidualne, instalowane w pojedynczych oprawach oświetleniowych. Zaletą takiego podejścia jest możliwość rozbudowy ciągu oświetleniowego i niski dodatkowy koszt związany z modyfikacją układu zasilającego w oprawie w stosunku do wersji standardowej bez regulacji mocy. W razie awarii układu wykonawczego z pracy zostaje wyeliminowana tylko ta oprawa oświetleniowa, w której układ uległ uszkodzeniu, pozostałe zaś działają nadal.
Fot. 2. Oprawa ACRON 100 z szybą ze szkła hartowanego.Stosowanie regulatorów indywidualnych jest szczególnie interesującym rozwiązaniem, tak dla inwestycji modernizacyjnych, jak i nowych. Wśród rozwiązań układowych zasilaczy regulatorów indywidualnych spotyka się wykonania tradycyjne oraz nowoczesne – elektroniczne. W układach tradycyjnych stosuje się stateczniki indukcyjne z odczepem na uzwojeniu, a sterowanie pracą statecznika jest realizowane przez elektroniczny, mikroprocesorowy układ sterujący. Układ zapłonowy lampy oraz kondensator do kompensacji mocy biernej są integralnymi podzespołami zasilacza. Taki sposób regulacji mocy wykorzystywany jest w oprawach drogowych ELGO o mocach od 70 do 400 W. Niektóre z nich są w ofercie ELGO już od dziesięciu lat. W tym czasie przeprowadzono szereg modyfikacji układowych zasilaczy, unowocześniając konstrukcję zgodnie z aktualnym stanem techniki. Nowszym rozwiązaniem są układy elektroniczne jako zintegrowane układy zasilające. Zastępują one tradycyjne komponenty do opraw: stateczniki magnetyczne, układy zapłonowe i kondensatory kompensujące moc bierną.
Przykładem takiego rozwiązania są najnowsze, elektroniczne układy zasilające typu DRIVECO z ELGO, do wysokoprężnych lamp sodowych.
Fot. 3. Oprawa ACRON 100 z DRIVECOUkłady DRIVECO przewidziane są do stosowania w oprawach drogowych ELGO o mocach od 50 do 150 W. Pierwszymi oprawami wyposażonymi w układy DRIVECO, wprowadzonymi do oferty ELGO, są oprawy drogowe z serii ACRON. Układy DRIVECO mają kilka istotnych zalet w porównaniu z tradycyjnymi systemami zasilającymi. Przede wszystkim są to zintegrowane kompaktowe zasilacze, które zastępują wszystkie elementy stosowane w tradycyjnych układach zasilania wysokoprężnych lamp wyładowczych, czyli statecznik indukcyjny, elektroniczny układ zapłonowy oraz kondensator do kompensacji mocy biernej. Oprócz zapłonu i stabilizacji pracy wysokoprężnych źródeł światła, układy DRIVECO pozwalają uzyskiwać oszczędności energii elektrycznej dzięki ściemnianiu lamp w drodze redukcji pobieranej mocy w zadanym czasie przypadającym np. na okres późnej nocy, kiedy ruch miejski jest minimalny. Układy elektroniczne DRIVECO do lamp o mocy 50 i 70 W umożliwiają automatyczne przełączanie na zmniejszony pobór mocy w ręcznie zaprogramowanym czasie (wersja „A” – sterowanie analogowe) lub przy użyciu dodatkowej linii sterującej (wersja „D” – sterowanie cyfrowe). Do lamp o mocy 100 i 150 W dostępne są wersje z regulacją ręczną i cyfrową oznaczone literami „AD”. Układy te zapewniają stabilizację mocy lampy w pełnym zakresie napięcia zasilającego, gwarantując tym samym długi czas życia lampy. Dodatkowo pozwalają na elektroniczną kontrolę prądu zapłonowego i prądu rozruchowego. W czasie normalnej pracy źródła światła nie są generowane impulsy zapłonowe. Wartość prądu płynącego przez lampę jest stabilizowana niezależnie od stanu pracy układu (praca o mocy nominalnej, praca o mocy obniżonej), przy jednoczesnej kontroli termicznej układu lampy.
Regulatory DRIVECO są wyposażone w zabezpieczenia przed uszkodzeniem podzespołów zasilacza oraz funkcję wyłączenia układu zasilającego po wykryciu nieprawidłowości pracy oprawy w celu uniknięcia uszkodzeń i awarii. Automatyczne wyłączenie oprawy następuje w przypadkach, gdy pojawi się za wysokie lub za niskie napięcie zasilania, lampa ulegnie wyeksploatowaniu, uszkodzeniu ulegnie obwód elektryczny oprawy lub przekroczone zostaną graniczne temperatury pracy. Działanie regulacji mocy statecznika DRIVECO polega na pomiarze czasu świecenia oprawy w trzech kolejnych dobach i wykorzystaniu tej informacji w pracy statecznika w dobach następnych. Informacja ta jest niezbędna do wyliczenia „środka” nocy – punktu odniesienia dla zaprogramowanego czasu regulacji od „środka” nocy. Minimalny czas trwania regulacji mocy może wynosić 0 godzin, maksymalny 15,5 godziny, z rozdzielczością 0,5 godziny. Podstawowe użytkowe parametry techniczne elektronicznych stateczników z opcją programowanej regulacji do zasilania wysokoprężnych lamp sodowych przedstawiono w tablicy 1.
| Parametr | Model statecznika | |||||
| 50A, 50D | 70A, 70D | 100AD | 50AD | |||
| Lampa wysokoprężna sodowa | W | 50 | 70 | 100 | 150 | |
| Napięcie zasilania | V (AC) | 230 | ||||
| Zakres napięcia zasilania | V (AC) | 190 - 253 | ||||
| Częstotliwość | Hz | 50 - 60 | ||||
| Prąd nominalny zasilania | A | 0,25 | 0,31 | 0,44 | 0,66 | |
| Moc układu | moc nominalna | W | 55 ± 2 | 70 ± 2 | 100 ± 2 | 150 ± 2 |
| moc zredukowana | W | 40 ± 2 | 52 ± 2 | 60 +4 | 90 +4/-2 | |
| Napięcie zapłonu | kV | 2,3 | 3,5 | |||
| Współczynnik mocy | λ | 0,96 | 0,97 | 0,98 | ||
W ofercie ELGO dostępne są już nowoczesne oprawy oświetlenia drogowego ACRON 100, w których tradycyjne podzespoły zasilające źródło światła zostały zastąpione elektronicznymi zasilaczami DRIVECO z funkcją ściemniania przez redukcję mocy. W asortymencie tych opraw znalazły się modele opraw ze sterowaniem funkcją ściemniania źródeł światła przez redukcję mocy w sposób ręczny – analogowy oraz cyfrowy – za pomocą linii sterującej. Układy te montowane są obecnie w oprawach do wysokoprężnych lamp sodowych o mocach 50, 70, 100 i 150 W, z wypukłymi kloszami z poliwęglanu (PC) oraz płaskimi szybami ze szkła hartowanego. Oprawy ACRON 100 z układem DRIVECO, podobnie jak inne oprawy ACRON z serii 100, 200 i 220 mogą być dostarczane także w wersji specjalnej z wypukłym kloszem szklanym.
Fot. 4. Układ zasilania: a) Driveco 50A, 50D oraz Driveco 70A, 70D; b) Driveco 100AD oraz Driveco 150ADPrzy powszechnie dziś stosowanych oprawach oświetleniowych z tzw. tradycyjnymi układami regulatorów mocy, w których skład oprócz mikroprocesorowego układu regulacji wchodzi także statecznik indukcyjny, zapłonnik i kondensator do kompensacji mocy biernej, roczna oszczędność energii elektrycznej wahać się może od 15 do 30%. Jest to zależne od czasu trwania redukcji mocy. W przypadku zastosowania elektronicznych układów zasilających z funkcją redukcji mocy, np. układów DRIVECO, uzyskuje się dodatkowo ok. 10% oszczędności więcej w porównaniu do układów tradycyjnych. Dodatkowe oszczędności wynikają głównie z wykorzystania elektronicznej stabilizacji pracy lampy zamiast stabilizacji indukcyjnej. Oszczędności te są niebagatelną pozycją w poszukiwaniu rezerw w budżetach inwestorów, głównie z tzw. sektora publicznego. Realizacja inwestycji oprawami z takimi właśnie urządzeniami, współpracującymi z wysokoprężnymi lampami sodowymi, to przedsięwzięcia służące poprawie efektywności energetycznej, wskazane w prawie unijnym i krajowym.
Stanisław Pieniążek
ELGO Lighting Industries S.A.