TREELIGHT LAMPADE A LED A RISPARMIO ENERGETICO PER

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TREELIGHT
LAMPADE A LED A RISPARMIO ENERGETICO PER IMPIANTI SEMAFORICI
LA SITUAZIONE ATTUALE
Attualmente gli impianti semaforici stradali utilizzano nella quasi totalità dei casi lampade con
I'obsoleta tecnologia a filamento incandescente. Le lampade ad incandescenza sfruttano una
tecnologia ormai superata ed inefficiente. La luce è generata dal passaggio di una elevata corrente
in un filo metallico di lega al tungsteno che diventa incandescente ed emette luce in ogni direzione.
Il difetto di questo sistema di illuminazione è che solo il 15% della corrente elettrica viene
convertito in energia luminosa il restante 85% viene dissipato in calore.
Per ottenere luce colorata dalla luce bianca (tipicamente emessa dalle lampade ad
Incandescenza) è necessario filtrarla con una lente che lascia passare solo il colore che vogliamo
ottenere. Quindi solo una piccola parte dell'energia luminosa e messa dalla lampada viene vista
dall'osservatore. La restante parte viene trattenuta dal filtro e si trasforma in calore.
Si possono quindi elencare alcuni dei principali attori che portano alla conclusione che le lampade
ad incandescenza sono altamente inefficienti:
- una significativa quantità di calore generato che non è utile ai fini dell'illuminazione;
- gran parte della luce bianca prodotta viene persa per passare attraverso i filtri colorati;
- assorbimento energetico che va dai 70W ai 150W.
UN PRODOTTO INNOVATIVO
La Self Sime da anni impegnata nel settore dell'lTS (lntelligent Transportation Systems) ha
compreso quanto il costante sviluppo tecnologico dell'illuminazione a LED potesse essere sfruttato
nel mondo della segnalazione stradale.
E' stata così creata e brevettata Treelight, una lampadina semaforica a LED in grado di sostituire
completamente le obsolete lampadine ad incandescenza anche se la tecnologia LED risale alla
metà del secolo scorso solo nell'ultimo decennio sono stati superati impedimenti tecnologici ed
abbattuti costi di produzione in seguito ai quali è stato possibile introdurre sul mercato i cosiddetti
"LED ad alta luminosità" ovvero sorgenti di energia estremamente più luminose rispetto ai led
caratteristici delle componenti elettroniche.
La Self Sime ha scelto di utilizzare led di potenza da 1 W con corrente di 350 mA; si tratta di
sorgenti di ultima generazione che assicurano flussi luminosi maggiori rispetto alla tecnologia
precedente e che, unite ad una opportuna dissipazione, permettono di ottenere un prodotto
performante con risultati ben al di sopra dei limiti previsti dal Codice della Strada. Questi risultati
sono dimostrati dalle prove di laboratorio svolte presso la facoltà di Ingegneria dell'Università degli
Studi di Genova seguendo le direttive elencate nella normativa UNI EN 12368.
CARATTERISTICHE TECNICHE DELLA LAMPADA TREELIGHT
Modello
Colore
Lunghezza d’onda
Intensità luminosa
Alimentazione
Durata media stimata
Temperatura operativa
Numero di LED
Norme di riferimento
EMC
TreeLight ILR
TreeLight ILG
TreeLight ILV
Rosso
625 nm
Classe A2/1 (W)
41-230Vac
Giallo
590 nm
Classe A2/1 (W)
41-230Vac
Verde
505 nm
Classe A2/1 (W)
41-230Vac
10 anni
10 anni
10 anni
-40°C - +100°C
-40°C - +100°C
-40°C - +100°C
10
10
10
EN 12368
EN 12368
EN 12368
In accordo con
EN50293
In accordo con
EN50293
In accordo con
EN50293
LE SUE APPLICAZIONI – I VANTAGGI DI TREELIGHT
Allo stato attuale, per riorganizzare il parco semaforico presente sul mercato, al fine di convertire la
vecchia tecnologia con quella a risparmio energetico, le possibili alternative offerte dal mercato
sono essenzialmente due: il cambio dell'intera lanterna oppure la sostituzione della lampada
presente all'interno di ciascun modulo con una a basso consumo energetico.
Il paragone tra le due metodologie è senza dubbio impari in quanto è molto semplice comprendere
quanto sia più semplice sostituire una lampadina piuttosto che dover modificare un intero impianto
semaforico.
Analizzando più approfonditamente queste nuove tecnologie si possono formulare dei confronti su
diversi punti:
CONSUMO ENERGETICO: le lanterne semaforiche a LED comportano dei consumi che variano, a
seconda dei colori, dai 1OW ai 15W. Nel caso della lampadina Treelight i consumi sono sempre
pari a 10W senza distinzione di colori.
EMISSIONI DI C02: la soluzione della sostituzione dell'intera lanterna semaforica produce, al pari
della sostituzione della sola lampadina, un risparmio energetico e conseguentemente una
diminuzione delle emissioni di CO2 nell'atmosfera( proporzionale alla riduzione dei consumi di
energia elettrica). Per quanto riguarda l'intera lanterna semaforica il concetto di diminuzione delle
emissioni di CO2 tende però a cadere in quanto la sostituzione della stessa impone non solo una
nuova produzione della stessa ma anche uno smaltimento di quella già installata. Queste
operazioni appena elencate impongono consumi di energia elettrica e conseguente i missioni di
CO2 che andrebbero a compensare tutto il vantaggio ottenuto dall'utilizzo di tecnologie a basso
consumo energetico.
CARATTERISTICHE ILLUMINOTECNICHE: prendendo in considerazione quanto descritto nella
normativa UNI EN 12368:2006, sia l'intera lanterna semaforica che la lampadina Treelight si
posizionano in quella classe definita A2/1, ben al di sopra di quanto richiesto dal Codice della
Strada.
CARATTERISTICHE COLORIMETRICHE: non si evidenziano differenze tra le due differenti
tecnologie in quanto le componenti utilizzate per realizzare la sorgente luminosa sono certificate
per il funzionamento secondo uno specifico range di lunghezze d'onda e in piena compatibilità con
quanto previsto dal Codice della Strada.
INSTALLAZIONE: la procedura di installazione dell'intera lanterna semaforica risulta un processo
molto macchinoso che richiede prima di tutto la disinstallazione della
Vecchia lanterna. Successivamente si potrà procedere con l'installazione della nuova con la
conseguente operazione di ricablaggio. Risulta così evidente come la sostituzione della lampadina
sia più semplice, più rapida e provochi minori disservizi al traffico stradale dal momento che, nel
caso dell'installazione della lanterna, l'incrocio dovrà essere disattivato ed eventualmente regolato
dalla Polizia Municipale. Dovendo provvedere alla sostituzione della tecnologia di un intero incrocio
composto da 16 lanterne, il tempo che si impiegherebbe per la rimozione ed installazione delle
lanterne è quantificabile, nella migliore delle ipotesi, in un'intera giornata lavorativa ( considerando
anche le difficoltà che si incontrano nel lavorare su una gru per Ia sostituzione delle lanterne aeree
e dover maneggiare un oggetto ingombrante e pesante tra i 6-8 Kg) mentre sarebbero sufficienti
15- 20 minuti dovendo provvedere alla sola sostituzione con le lampade Treelight.
i vantaggi nell'utilizzare la lampada Treelight esposti al punto
"Installazione" sono validi anche in caso di manutenzione. Risulta evidente quanto sia più
facile svitare e riavvitare una lampadina invece di dover sostituire I'intero dispositivo.
MANUTENZIONE:
REVERSIBILITA': la lampada Treelight fornisce un ulteriore vantaggio, ovvero la reversibilità
tecnologica. Nei prossimi anni le nuove tecnologie potrebbero permettere ulteriori risparmi
energetici e maggiori prestazioni (OLED); svitare e riavvitare una lampada evidenzia un processo
di piena libertà e reversibilità tecnologica al contrario di quanto accade con la sostituzione
dell'intero blocco lanterna.
INVESTIMENTO: l'investimento che la Pubblica Amministrazione dovrebbe programmare è
certamente più ingente nel caso dell'acquisto dell'intera lanterna semaforica; si devono inoltre
considerare le spese necessarie allo smaltimento delle lanterne sostituite (rifiuti speciali) e la
perdita dell'investimento derivante dalla sostituzione di dispositivi funzionanti ed eventualmente
acquistati da breve tempo. Lanterne semaforiche la cui vita potrebbe essere ben maggiore
dovrebbero essere distrutte e con esse l'investimento della Pubblica Amministrazione che non
riuscirà ad ammortizzare.
Viene proposta da parte di qualche produttore di lanterne a LED la possibilità di poter sostituire il
solo sportello comprensivo del monoblocco LED (composto da un involucro su cui sono disposti i
LED e da una lente di Fresnel frontale) sul corpo semaforico installato su strada; questo intervento
è illegale in quanto andrebbe a modificare l’originale struttura della lanterna semaforica.
Risulta evidente dal confronto lanterna-lampada quali siano i vantaggi che si ottengono con I'
utilizzo della lampada Treelight.
Sul mercato esiste anche un'altra tipologia di lampada (di derivazione cinese) che utilizza un
numero elevato (maggiore di 100) di LED a bassa potenza. Anche in questo confronto si possono
definire i vantaggi derivanti dall'utilizzo della lampada Treelight:
COMPATIBILITA’: la lampada Treelight è stata progettata proprio per poter essere alloggiata in
qualsiasi lanterna luminosa con attacco E27 e sfruttare le caratteristiche ottiche della struttura delle
lanterne esistenti; nel caso di lampade con elevato numero di led (tipicamente a forma di disco) si
dovrà procedere con la disinstallazione di alcune componenti strutturali della lanterna per
permetterne l' alloggiamento con una conseguente illecita alterazione della lanterna stessa.
ALLARMI REGOLATORE SEMAFORICO: nel caso in cui la tecnologia della sorgente luminosa sia
caratterizzata da un elevato numero di LED di bassa potenza, la rottura di un singolo LED
(statisticamente più probabile dato il numero elevato) comporta la rottura di alcuni settori e il non
completo spegnimento della lampada. A causa di questa rottura segmentata della fonte luminosa
consegue che l’ intensità luminosa della lampada diminuisca in maniera sostanziale pur variando
di poco l'assorbimento. Per fare un esempio, il caso di calo di assorbimento di soli 2W, non
rilevabile dal regolatore semaforico, può comportare lo spegnimento del 30% della superficie
illuminante. Questa situazione, pericolosa ed in contrasto con il Codice della Strada. Sicuramente
non è gestita dai sistemi di controllo dei regolatori semaforici non essendo quest'ultimo in grado di
rilevare una variazione di assorbimento così piccola. In questo caso il regolatore non sarà in grado
di determinare il non corretto funzionamento della sorgente luminosa e conseguentemente di
fornire un allarme di sicurezza. La lampada Treelight è stata progettata e realizzata con sorgente
ad alta potenza, in numero limitato e con un'elettronica che, all'eventuale spegnimento/rottura di un
singolo componente, risponde esattamente allo stesso modo di una lampadina ad incandescenza
con il filamento bruciato; le funzioni di diagnostica per la garanzia di sicurezza dell'impianto sono in
quest'ultimo caso garantite.
SICUREZZA: le lampade Treelight possono, a scelta dell’utilizzatore, essere alimentate da corrente
elettrica “a bassa tensione”. Così, in caso di incidenti che coinvolgano l’impianto semaforico, i
rischi per le persone sono ridottissimi rispetto a quelli causati da impianti a tensione corrente.
GARANZIA: il prodotto Treelight viene fornito con una garanzia di tre anni alle condizioni generali
ANCISS/ANIE.
RISPARMIO ENERGETICO CON TREELIGHT
Se si analizza il caso specifico, per la città di xxxxxxx, (su un parco semafori di 13 impianti da 18
lanterne ciascuno) tenendo presente che le lanterne utilizzano moduli di diametro 200mm con
lampada da 70W e 300mm con lampada da 100W, e che le lampade Treelight sono perfettamente
compatibili, indifferentemente, con entrambi i tipi di moduli, si otterrebbero i seguenti risultati con
I'utilizzo delle lampade a LED Treelight
KW/anno
Città
Città di
xxxxxx
TOTALE
Numero lanterne
semaforiche
Kgeq CO2/anno
Risparmio
annuo
Costo €/anno
Incandescenza
70W-100W
LED
Incandescenza
70W-100W
LED
Incandescenza
70W -100W
LED
€
(300mm):
78
58.079
6.833
30.782
3.621
7.608
895
6.713
(200mm):
156
95.659
13.666
50.699
7.243
12.531
1.790
10.741
153.738
20.498
81.481
10.864
20.140
2.685
17.454
234
Si ottiene quindi un risparmio annuo in termini di energia pari ad Euro 17.454,00 !!
L'utilizzo delle lampade a LED Treelight non offre solo un beneficio in termini di risparmio
economico ma anche in termini di rispetto dell'ambiente.
L'IPCC (lntergovernment Panel on Climate Change) ha sviluppato un sistema di fattori di
equivalenza per "pesare" le varie sostanze sulla base di un'unità di riferimento (kg CO2 / kg di
sostanza) in funzione della loro "efficienza" come gas serra: con questo metodo è possibile
calcolare quello che in termini scientifici si chiama " Potenziale di Riscaldamento Globale o "Global
Warming Potential - GWP", che rappresenta l'effetto totale determinato dalle sostanze indagate.
Questa procedura è stata sviluppata da esperti del settore ed è ormai universalmente accettata
(Heijungs, 1992; Auschild and Wenzel,1998): ebbene 1 KWh prodotto con combustibili di varia
natura equivale a circa 530g di CO2.
La città di xxxxxxx, in termini di CO2, otterrebbe un risparmio annuo di 70,61 Teq
(Tonnellate equivalenti)!!
COSTI DI INSTALLAZIONE
Per terminare l’analisi proponiamo, quale ulteriore elemento di ragionamento, il confronto dei costi
stimati per l’installazione di ciascun impianto per la sostituzione delle intere lanterne semaforiche e
per le sole lampade Treelight:
Numero operatori
Tempo di intervento (h)
Costo orario operatore (€/h)
Totale installazione (€)
Spese aggiuntive per mezzi di trasporto (€)
Costo Totale (€)
Differenza costi (€)
Lampada LED
TreeLight
2
0,5
30
30
0
30
Lanterna LED
3
16
30
1.440
200
1.640
+1.610
Nella tabella precedente portiamo ad esempio il costo di un’installazione di un singolo impianto di
18 lanterne semaforiche a LED con quello di 54 lampade semaforiche a basso consumo
energetico TreeLight. Nel caso delle lanterne questo è pari a ben € 1.640,00!!!! Inoltre il tempo
impiegato per sostituire 1 impianto (18 lanterne semaforiche) sarebbe lo stesso impiegato per
sostituire 32 impianti di pari dimensioni con lampade TreeLight.
Infine si tenga presente che in questa stima non è contemplato il costo per la Pubblica
Amministrazione derivante dal fatto che, per tutta la durata dell’intervento, sarà necessaria la
presenza di uno o due Vigili Urbani, a seconda della complessità dell’incrocio, in maniera da
garantirne la sicurezza.