Luce urbana: un’opzione ideale per i territori rurali · accensione ottimale ed una dimmerazione...

72le fo

rme

del p

roge

tto

n.2/2016

*Paolo Di Lecce, *Nicola Silvetti – Reverberi Enetec – Gruppo MPES

Paolo Di Lecce*, Nicola Silvetti*

Si assiste da qualche anno ad un

ritrovato interesse per i sistemi di

illuminazione esterna ad alimentazione

fotovoltaica: migliori e più economici

moduli, batterie più performanti

e meno costose, ma soprattutto

apparecchi a LED alimentabili in

corrente continua. Sono queste le

ragioni di un crescente successo

Product Design – Sistema fotovoltaico a LED “Unico”

Luce urbana: un’opzione ideale per i territori rurali

Tecnologia

Le soluzioni di illuminazione “stand – alone”

nascono negli anni ‘90, quando spesso le

Amministrazioni erano interessate più a dare

un’immagine “verde” al loro operato, che a

valutare la funzionalità e costi di quello che si

installava: si trattava di una soluzione che ave-

va senso solo quando si trattava di illuminare

incroci isolati, zone periferiche, dove il costo

di posa di una linea elettrica fissa era tale da

scoraggiare qualsiasi iniziativa. L’obiettivo era

“fare un po’ di luce”, senza badare troppo alla

sua qualità, spesso soltanto per evidenziare un

punto pericoloso per la sicurezza. Oggi le mo-

tivazioni sono ancora le stesse, ma la tecno-

logia offre soluzioni adeguate ai bisogni delle

Amministrazioni. Un aspetto determinante è

diventata la scelta dell’apparecchio di illumi-

nazione, che deve rendere possibile l’alimen-

tazione in corrente continua, per migliorare

l’efficienza del sistema e indirizzare corretta-

(cortesia: Reverberi Enetec)

[email protected] 72 06/04/16 11:03

73le fo

rme

del p

roge

tto

n.2/2016

mente la luce. Si possono progettare sistemi

estremamente efficienti dal punto di vista illu-

minotecnico, in grado di garantire, a parità di

prestazioni, consumi molto ridotti ( da -20%

a -50% rispetto a quanto disponibile finora),

in quanto all’efficienza di un apparecchio di

illuminazione di ottima qualità, si aggiungo-

no le tecnologie per garantire una durata di

accensione ottimale ed una dimmerazione

perfetta nel pieno rispetto delle norme UNI.

Le tecnologie: i vantaggi dell’orologio astronomicoSi definisce “crepuscolo civile” l’intervallo di

tempo in cui il sole si trova tra 6° sotto l’o-

rizzonte e la linea stessa dell’orizzonte. In

questo intervallo va posizionata l’accensione

dell’impianto. La durata del “crepuscolo civi-

le” in un determinato luogo dipende princi-

palmente dalla latitudine, dalla longitudine e

dal giorno dell’anno, come del resto il sorgere

e il tramontare del Sole. La determinazione

del momento in cui posizionare l’accensione

e lo spegnimento degli impianti è influenzata

dalla morfologia del territorio (pianeggiante,

collinare o montuoso) e dalle necessità dell’u-

tenza. Nei lampioni fotovoltaici tradizionali, il

comando di accensione degli impianti si ge-

stisce attraverso la lettura della tensione del

modulo fotovoltaico che funge da interruttore

crepuscolare (soluzione economica adottata

da tutti i fornitori di sistemi di questo tipo),

un controllo molto impreciso, perché simile al

funzionamento di una fotocellula crepuscola-

re. Il solo orologio astronomico può in realtà

garantire un risparmio variabile tra il 5 ed il

15% di energia rispetto ad un sistema tradi-

zionale e in presenza di più sistemi assicura

la simultaneità dell’accensione degli impianti.

Le tecnologie: cicli di dimmerazione secondo UNI 11248 e UNI 11431In genere nei lampioni fotovoltaici l’accensio-

ne e lo spegnimento e gli orari di dimmerazio-

ne non sono basati su un orario stabilito astro-

nomicamente, ma in base alla luce presente

al crepuscolo e all’alba. Così i lampioni non

hanno a bordo un orologio preciso e basano

le accensioni e le eventuali dimmerazioni dal

momento della condizione notte: quando la

tensione del modulo fotovoltaico scende sot-

to un certo valore (condizione notte), scatta

un timer che gestisce le accensioni, le dim-

merazioni e lo spegnimento. Per esempio nel

valore notte l’apparecchio di illuminazione si

accende al 100%, poi dopo due ore lo porta

al 50% e cosi via. L’orario della condizione

notte varia in maniera importante nel corso

dell’anno e quindi anche gli orari di dimme-

razione. Questa architettura comporta uno

spreco evidente di energia, perché si mantiene

accesso l’apparecchio di illuminazione a piena

potenza quando non occorre.

Tempi di accensione del sistema

Per rispondere alla domanda “Quanto tempo

resta acceso?” “Il funzionamento copre tutta

la notte?” bisogna effettuare una serie di scel-

te e valutazioni:

1-Scelta dell’apparecchio di illuminazione

In primo luogo si devono definire le caratteristi-

che dell’apparecchio di illuminazione (modello,

geometria della luce). Le norme di riferimento

sono la UNI 11248 e la UNI EN 13201, che

prescrivono i valori di luminanza e uniformità

minima da garantire per ogni tipo di strada.

Qualunque altro tipo di unità di misura (Lu-

men emessi, Lux, ecc) non trova riscontro con

le prescrizioni delle norme, in quanto tali valori

non tengono conto del flusso luminoso che

viene correttamente utilizzato per illuminare

eventuali ostacoli presenti sulla carreggiata. La

qualità di un apparecchio di illuminazione non

si misura da quanta luce fa (lumen), ma da

quanta di questa luce viene indirizzata corret-

tamente per illuminare la strada.

2-Calcolo del consumo del sistema

Per stabilire quanta energia nel caso più gra-

voso consuma il sistema, cioè la notte del sol-

stizio di inverno, tra il 22 ed il 23 Dicembre,

bisogna conoscere:

– Potenza dell’apparecchio

Civitella di Moio (SA). Gli ambiti rurali si rivelano ideali per l’adozione di sistemi fotovoltaici “stand alone” a luce LED (cortesia: Reverberi Enetec)


IL SISTEMA UNICOUNICO è composto da due macro componenti: 1) l’apparecchio di

illuminazione, 2) Il gestore energetico del sistema.

L’apparecchio di illuminazione è costituito dal modello Italo 1 (AEC

Illuminazione) (vedi tabella I). Le potenze degli apparecchi sono

state ottimizzate per riuscire a garantire il rispetto della norma

UNI11248 , nella categoria ME6, già con solo 13 W di potenza assor-

bita. Il regolatore di carica dispone di algoritmo di inseguimento

del punto di massima potenza (MPPT), che permette di incrementare

del 30% l’energia catturata dal sole, in quanto viene costantemente

inseguito il punto di massima produzione di potenza del pannello

in qualsiasi momento. L’elettronica di comando e gestione LPL/FV

è dotata di un modulo GPS che consente di tenere sincronizzati gli

orologi in ciascuna unità UNICO. L’interruttore crepuscolare asso-

ciato al GPS permette di calcolare avendo a disposizione i dati di la-

titudine e longitudine dell’installazione, fuso orario e percentuale di

crepuscolo civile voluta, l’ora di accensione e spegnimento. Tutte le

impostazioni dell’interruttore crepuscolare astronomico, in presen-

za di una gestione telecontrollata, possono essere effettuate da PC

remoto. LPL/FV ha la possibilità, nella versione stand alone, di avere

a bordo 32 cicli orari settabili da dip switch e 1 ciclo configurabile

con programmazione locale via PC, con innumerevoli modalità di

programmazione. Nel caso poi di telecontrollo via radio le program-

mazioni sono infinite. La compatibilità al 100% con LPL fa si che

UNICO può essere connesso ad un normale sistema di telecontrollo

della gamma Opera di Reverberi Enetec, senza dover avere soluzio-

ni eterogenee in caso di contemporanea presenza di altri impianti

dotati della stessa tecnologia. In definitiva LPL/FV è un sofisticato

gestore dell’energia disponibile in batteria, completamente telecon-

trollabile grazie alla tecnologia radio e dotato di un preciso orologio

( perché sincronizzato costantemente tramite GPS).

Un caso applicativo: il Comune di Civitella di Moio

Nel 2015 e 2016 sono stati installati 405 UNICO nel comune di

Civitella di Moio. Si tratta della tipica applicazione rurale: 405 punti

luce sparsi in un territorio molto vasto, a tratti montagnoso, di circa

74le fo

rme

del p

roge

tto

n.2/2016

– Durata accensione, in funzione del tipo di

sistema utilizzato ( astro, con quali imposta-

zioni, oppure fotocellula/ pannello)

– Possibilità e modalità di regolazione del flus-

so luminoso, cioè a che ora si può dimmerare

e quanto si può dimmerare

– Presenza del telecontrollo:

la telegestione permette di

variare durante l’anno i pa-

rametri di funzionamento,

per gestire al meglio l’energia

disponibile. Il risultato è il con-

sumo massimo giornaliero del

sistema.

3-Calcolo del generatore

fotovoltaico e dell’accu-

mulo

Per calcolare l’energia produ-

cibile dai moduli FV, è necessario conoscere

il luogo geografico dove verrà installato l’im-

pianto, attraverso:

-Norme UNI

-ENEA

-PVGIS Comunità Europea

-NASA

Il luogo di installazione è fondamentale anche

per la scelta del sostegno da un punto di vi-

sta meccanico dato che vanno considerate le

azioni di vento e neve in base agli Eurocodici.

Infine bisogna stabilire la capacità della

batteria che dipende - oltre che dal con-

sumo giornaliero - anche da altre due con-

siderazioni:

a) In quanti giorni in caso di avaria del gene-

ratore fotovoltaico si interviene per riparare il

sistema? Di solito, in funzione della località,

si varia da un giorno a tre giorni; b) Dopo

quanto tempo si desidera sostituire le batte-

rie? Maggior profondità di scarica comporta

maggiore autonomia, che si paga con una

minor durata delle batterie.

Esempi applicativi Reverberi ha effettuato una serie di calcoli,

per dare ai propri clienti una indicazione di

dove si può installare il sistema Unico con ap-

parecchio di illuminazione da 13 W e modulo

fotovoltaico da soli 100Wp, in relazione a tre

tipologie di cicli di dimmerazione, in alcune

citta in Italia, fonte zone di insolazione ENEA.

In pratica, una prima possibilità di funziona-

Il sistema UNICO

Denominazione Categoria illuminotecnica soddisfatta

ITALO 1 STU-M P13 ME6




ITALO 1 STU-M P31 ME4a

Tabella I – Apparecchio di illuminazione “Italo” (AEC Illuminazione). Le categorie illuminotecniche soddisfatte in funzione del tipo di apparecchi utilizzati

Tabella II – Sistema di accensione e cicli di dimmerazione possibili (mesi di gennaio e febbraio) (cortesia: Reverberi Enetec)


www.omegafusibili.it

I VOSTRI PROGETTI

I NOSTRI PRODOTTI

CONNETTORI PER ILLUMINAZIONE

Serie AC166 “G”, “Classic” e connettori per Led

MORSETTI

MORSETTI CON PORTAFUSIBILE

Morsetti 5x20 e 6,3x32

Serie Europa, vite/molla e ad innesto rapido

Distribuito daProdotto da

mento riguarda il rispetto assoluto delle norme, in particolare la norma

UNI11431, che prevede un ciclo standardizzato di regolazione per gli im-

pianti di illuminazione stradale.

Come seconda ipotesi, dato che spesso questi sistemi vengono installati

in zone rurali o in aree industriali, si è considerato, sempre il giorno 21

dicembre, di mantenere il flusso luminoso al massimo per due ore, fino

alle 19.00 circa, corrispondente all’ora di uscita massima dagli uffici e dalle

fabbriche: in seguito si riduce il flusso del 50% come previsto dalla norma

UNI 11431.

La terza ipotesi considera una dimmerazione spinta, che porta il

flusso subito a -50%. La logica di questa proposta deriva dall’eventuale

possibilità di disporre di un preciso sistema di regolazione dei cicli, mutuato

dai regolatori di tensione, che permette di creare anche cicli che spostino

l’orario di dimmerazione man mano che la durata della notte diminuisce.

A metà Gennaio si potrebbe pensare di mantenere il sistema acceso per

un’ora a pieno regime, in quanto le minori ore di accensione consentono

un minor uso di energia, unito ad un maggior irraggiamento. E a Marzo

prevedere un ciclo che segua già la UNI 11431, con regolazione spinta a

mezzanotte. In definitiva la vasta ed articolata scelta di cicli di dimmerazio-

ne, con orologio calendario, consente una ottimizzazione spinta dell’ener-

gia utilizzata, con contenimento dei costi di acquisto e esercizio. © RIPRODUZIONE RISERVATA

100 km2. Il costo per l’allacciamento alla rete elettrica sarebbe stato

insostenibile per un numero cosi elevato di punti luce sparsi in ter-

ritori cosi variegati, quindi l’amministrazione ha deciso di orientarsi

verso un sistema ad alimentazione autonoma.

Un altro requisito è stato dettato dalla Sovrintendenza: si tratta di

zona sottoposta a vincolo e pertanto è stato imposto l’obbligo di un

impatto visivo limitato e di una soluzione esteticamente gradevole:

questo si è tradotto nella scelta di installare le batterie a base palo,

per ridurre l’impatto visivo del trick box e di realizzare una struttura

molto esile e sottile. Inoltre è stato richiesto di telecontrollare tutti i

punti luce con sistema punto punto. Un quadro di comando e un

software di telecontrollo Maestro con sistema di allarme per apertu-

ra portella vano batterie completano il sistema.

Sistema “Unico”, dettaglio (cortesia: Reverberi Enetec)

www.reverberi.it


Luce urbana: un’opzione ideale per i territori rurali · accensione ottimale ed una dimmerazione...

Documents

Transcript of Luce urbana: un’opzione ideale per i territori rurali · accensione ottimale ed una dimmerazione...