Magnetek SpA HIQgridTM I-Illumination www.magnetekpower.com I-Illumination di Magnetek Magnetek ha realizzato un sistema di controllo che può essere impiegato in qualsiasi rete di distribuzione elettrica. Il sistema I-Illumination è in grado di controllare le grandezze più importanti (tensione, corrente, isolamento di fase) dei carichi elettrici (punti elettrici, motori ed interruttori) attraverso la tecnologia PLM e di trasmettere i dati raccolti ad un centro remoto. I-Illumination di Magnetek Assistenza Tecnica Unità Unità di controllo Unità Unità di raccolta dati 3o Centro di Supervisione Il sistema I-Illumination controlla e regola ogni singolo punto luce. Il collegamento avviene attraverso i cavi di alimentazione elettrica e presenta questi - Risparmio energetico 40% - Minor costo di manutenzione - Installazione adattabile a impianti esistenti I-Illumination di Magnetek La soluzione I-Illumination fornisce un sistema completamente automatizzato di sorveglianza dell’illuminazione, che monitorizza continuamente e controlla a distanza ogni punto luce. Ogni utente del sistema può controllare la condizione e modificare i parametri operativi dei punti luce. L’idea è quella di semplificare e facilitare la manutenzione ed aggiungere più funzionalità all’illuminazione stradale, in modo che l’infrastrattura diventi più efficiente e meno costosa. La nostra soluzione è costituita da tre elementi: •Control Box •Collecting Unit •Service Management Server Unità di controllo (Control Box) L’Unità di Controllo (C.B.) rileva ed immagazzina le informazioni relative alle condizioni di lavoro della lampada, attraverso sensori di tensione e corrente. Queste informazioni, insieme al codice di identificazione della C.B. stessa, sono trasformate in un gruppo di “pacchetti” di dati. Ogni “pacchetto” dati consiste di 8 bits ed è espresso secondo i protocolli per la comunicazione seriale sincrona. La C.B. invia le informazioni al componente successivo (l’Unità di Raccolta) all’interno dell’architettura, attraverso la rete di alimentazione usando un modem per onde convogliate. Unità di controllo (Control Box) Posizione dell’unità di controllo. IGNITOR BOBINA ACCENDITORE INDUCTO LAMPIONE STREET LIGHT LINEA Line Neutral + Power line NEUTRO d CONTROL Control BOX Box CONTROL BOX CONTROL BOX UNITA’ DI CONTROLLO 35 50 80 Schema dei collegamenti. Unità di Raccolta (Collecting Unit) L’Unità di Raccolta (C.U.) riceve e legge i dati, i quali vengono etichettati con il codice identificativo di ogni unità di controllo prima di essere immagazzinati. Successivamente la C.U. invia i dati presenti al computer centrale che supporta il sistema di gestione. In questo tratto, la comunicazione fra la C.U. e il computer può essere realizzata in diverse maniere, come ISDN, Ethernet, GSM, GPRS. I dati sono disponibili per un sistema di gestione integrato attraverso una “Application Protocol Interface”, la quale consente la comunicazione con tutti gli ambienti SW standard. Posizionamento dei dispositivi Unità di Raccolta Unità di Controllo Lampade Trasformatore Lx Lxx Opportunità di ulteriore ottimizzazione … ALIMENTAZIONE + SEGNALE POWER LINE ALIMENTAZIONE DI RETE ANTENNA GSM I/O SERVIZIO N1 2 3 (La Control Box e la Collecting Unit comunicano attraverso la linea di alimentazione , usando un segnale modulato a bassa tensione, sovrapposto alla tensione di rete) TX-RX 0-10Vdc Control Box HID …… Lampade SODIO/ IODURI METALLICI COLLECTING UNIT L’utilizzo dell’accenditore elettronico (HID) permette di combinare i vantaggi della maggiore efficienza rispetto al corrispettivo magnetico, con la regolazione del flusso luminoso, mantenendo comunque la lampada in condizioni di lavoro ottimali. Anticipazione di fine vita della lampada Alimentazione 230 Vac Control Box HID … 0-10 Vdc analog. Grazie al collegamento TX-RX fra HID e CB è possibile rilevare in anticipo le condizioni di fine vita della lampada. TX-RX BUS Lampada Sodio Alta Pressione / Ioduri Metallici Le soluzioni I-Illumination a confronto delle proposte tradizionali Rendimento elevato Ballast Magnetico tradizionale Tensione di Rete 230Vac P1 Ballast Magnetico Ballast Elettronico HID Tensione di rete 230Vac P2 Condens atore P1 HID Lamp P2 Lampada Potenza di Ingresso Potenza di lampada P1 = 161 W P2 = 131 W Rendimento Globale% η = (P2 / P1) = (131 / 161) = 81% Perdite sul ballast W Lb= (P1 – P2) = (161 – 131) = 30W Potenza di Ingresso P1 = 160 W Potenza di Lampada P2 = 149 W Rendimento Globale % η = (P2 / P1) = (149 / 160) = 93% Perdite sul ballast W Lb = (P1 – P2) = (160 – 149) = 11W Migliori parametri generali Ballast Magnetico tradizionale Ballast Elettronico HID cos φ = 0.75 cos φ = 0.99 Densità di potenza = 0.1 W/cm3 Densità di potenza = 0.32 W/cm3 Peso = 2 Kg Peso = 0.5 Kg Un cos φ praticamente uguale ad 1 significa non dover pagare nessun costo aggiuntivo al fornitore di energia. Solo i ballast elettronici lo consentono. Le dimensioni di un ballast elettronico sono in media 1/3 di quelle di un ballast magnetico. Prolungamento della vita della lampada … La vita della lampada dipende essenzialmente da due fattori: 1. Corrente di pre-riscaldo (run-up) Ballast Magnetico tradizionale Corrente nominale x 2 (valore medio, di fatto non c’è nessun controllo su questo parametro) Ballast Elettronico proposto Corrente nominale x 1,4 (il ballast controlla direttamente il parametro) Prolungamento della vita della lampada … La vita della lampada dipende essenzialmente da due fattori: 2. Stabilità della potenza di lampada Alterazioni della potenza di lampada contro tensioni di rete Ballast magnetico Rispetto alla Potenza Nominale a 230 Vac Rapporto fra Potenza Standardizata di Lampada 1,40 1,30 HID Electronico 1,27 1,20 1,20 1,10 1,10 1,00 1 1 1 1 11,00 1 1 0,99 0,92 0,90 0,85 0,80 0,77 0,70 0,70 0,60 0,50 180 190 200 210 220 230 240 Tensione di rete Vac 250 260 270 … a fronte di un a rete instabile Picchi di tensione 13% Bassa tensione 47% Sovratensione 27% Microinterruzioni 7% Dato medio annuale in Italia Fonte: Laboratori IBM Interferenze 1% Black-out 5% Un ulteriore confronto Le prestazioni di un ballast dim. rispetto ad un bi-regime magnetico Funzionalità Ballast Magnetek HBT 1100/230 LF Dim. Ballast Magnetico Bi-regime Stabilizazione della Potenza di lampada in presenza di variazioni di rete Si No Potenza regolata sensibile alle cadute di linea No Si Compatibilità con lampade a Ioduri Metallici Si No Possibilità di evoluzione Si No La luce idonea alla giusta potenza dove necessario HID 100 W TEST LUMENS V control 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Var % Lumens 100% 100% 100% 93% 86% 81% 76% 70% 64% 60% 55% 49% 45% 39% 36% 32% 27% 24% 24% 24% 24% Var % power Input Power 100% 100% 100% 94,6% 89,3% 85,9% 81,4% 77,3% 73,2% 70,4% 66,1% 62,2% 58,8% 55,0% 52,3% 49,1% 45,4% 42,7% 42,7% 42,7% 42,7% 111 111 111 105 99,1 95,3 90,4 85,8 81,2 78,1 73,4 69 65,3 61,1 58,1 54,5 50,4 47,4 47,4 47,4 47,4 Lamp Lumens 9225 9225 9225 8566 7936 7512 6980 6462 5937 5563 5046 4530 4123 3625 3294 2908 2471 2188 2188 2188 2188 La luce idonea alla giusta potenza dove necessario dPower dLumens / V control 110% 100% 90% Power - Lumens 80% 70% 60% 50% 40% Var % Lumens 30% Var % power 20% 10% 0% 0 1 2 3 4 5 V control 6 7 8 9 10 Opportunità di valorizzazione • Efficienza del personale - riduzione del 50% delle spese operative(*) • Servizio alla clientela - riduzione del 70% delle chiamate relative a guasti alle lampade (*) • Consumo di energia - riduzione fino al 50 % (per uso combinato con accenditori elettronici Magnetek). • Riduzione spese per veicoli/attrezzature/materiali • Miglioramento della programmazione degli interventi di manutenzione • Riduzione dell’impatto ambientale per consumi energetici ed inquinamento luminoso. • Miglioramento dell’immagine dell’azienda (*) Dati provenienti da NESA - DK Nuove funzionalità • Lo stato delle linee è continuamente monitorato • Ogni punto luce può essere pilotato in maniera personalizzata • Il personale addetto può ricevere direttamente l’avviso di un guasto • Il personale viene avvisato in anticipo del prossimo esaurirsi del ciclo di vita di una lampada Risparmio energetico e salvaguardia dell’ambiente Energia 100% 88% 123 W 108 W 60% 43 W Reattore magnetico Reattore elettronico senza regolazione Reattore elettronico con regolazione Con un reattore elettronico l’energia assorbita è ridotta del 12%. Riducendo anche il flusso luminoso, in aree ed orari prestabiliti, il risparmio energetico raggiunge il 40%. Applicazioni sul campo: Terranuova Bracciolini 1.400 punti luce In collaborazione con il Comune di Terranuova Bracciolini è stato realizzato un impianto di test che potesse fornire dati misurati sul campo a supporto di quelli calcolati. La linea presa in considerazione includeva 7 lampioni con lampade da 150W a Vapori di Sodio alimentate con reattore magnetico. Sono stati misurati consumi giornalieri in KW e illuminamento al suolo. Successivamente è stato sostituito l’insieme reattore + accenditore + condensatore di rifasamento con l’alimentatore elettronico per lampade a scarica Magnetek e la lampada da 150W con una da 100W. Grazie alla maggiore efficienza dell’alimentatore elettronico rispetto a quello magnetico, il rendimento della lampada è più elevato (e sarà costante nel tempo, senza decadimenti) e l’illuminamento al suolo risulta invariato alla massima potenza di lampada. Per accrescere ulteriormente il risparmio energetico, è stato introdotto un profilo di regolazione dell’intensità luminosa, in fasce orarie diverse, durante la notte. Applicazioni sul campo: Terranuova Bracciolini 1. Condizioni iniziali (A): n°7 lampioni alimentati con reattore magnetico da 150W e condensatore di rifasamento da 20 μF. Illuminamento al suolo rilevato = 33 lux. 2. Condizioni dopo la modifica (B): n°7 lampioni alimentati con ballast elettronico Magnetek dimmerabile da 100W, regolati a potenza massima. Illuminamento al suolo rilevato = 33 lux. 3. Condizioni per la regolazione (C ): n°7 lampioni alimentati con ballast elettronico Magnetek dimmerabile da 100W, regolati grazie al sistema i.Illumination secondo il profilo della tabella. Fascia oraria Potenza regolata Conclusioni Consumo settimanale Risparmio % rispetto (A) Dalle 18:00 alle 24:00 Dalle 24:00 alle 04:00 Dalle 04:00 alle 06:00 100% (108W) 45% (46W) 75% (71W) (A) (B) (C ) 87.612 W 63.504 W 47.726 W / - 27,5 % - 45,5 % Applicazioni sul campo: Budoni 2.000 punti luce Applicazioni sul campo: Copenaghen 20.000 punti luce Offerta Magnetek: tabella comparativa 1.000 punti luce 3.000 punti luce 5.000 punti luce Risparmio energia elettrica 34,9% 34,7% 36,9% Risparmio annuo costi energia 43,3% 43,1% 44,8% Risparmio annuo manutenzioni 25,0% 25,0% 25,0% Risparmio annuo complessivo 39,1% 39,3% 40,8% 4,2 3,7 3,5 Configurazione: Anni per ammortizzare l'investimento: Riferimenti Roberto Ali‘ - Sales Manager Giuliano Bigazzi – Application Engineer MAGNETEK S.p.A. Via S. Giorgio, 642 52028 Terranuova Bracciolini Arezzo – Italy MAGNETEK S.p.A. Via S. Giorgio, 642 52028 Terranuova Bracciolini Arezzo – Italy Tel. + 39 055 9195.1 (ext. 323) Fax + 39 055 9195.248 Mob. + 39 335 5969165 E-mail: [email protected] Tel. + 39 055 9195.1 (ext. 491) Fax + 39 055 9195.248 Mob. + 39 335 8746459 E-mail: [email protected]