W czasach globalnego trendu ekonomicznego gospodarowania energią nikt z nas nie powinien pozostać obojętny w tej kwestii. W całkowitym zużyciu energii elektrycznej w Unii Europejskiej oświetlenie to 14% (wg PKOŚ). Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań pozwoliłoby zmniejszyć zużycie energii na poziomie 30-80%. Jednak, jak wynika z opracowań KAPE dwie trzecie europejskich instalacji oświetleniowych pochodzi z lat 1960/70, a tempo modernizacji oświetlenia biurowego wynosi zaledwie 7% (drogowego 3%)*.

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem

Na optymalizację zużycia energii elektrycznej przy oświetlaniu pomieszczeń wpływa wiele czynników. Między innymi jakość i trwałość źródeł światła, skupienie strumienia świetlnego wynikające z układów optycznych opraw oświetleniowych, stan techniczny opraw i źródeł światła, współczynniki odbicia od ścian i sufitów oraz stosowanie układów sterowania oświetleniem.*

Ostatnio dużą uwagę kładzie się na wykorzystanie zamienników tradycyjnych żarówek, które dają wymierne korzyści finansowe. Ale takie działanie to nie wszystko. Nie wystarczy wymienić źródła światła na bardziej energooszczędne. Warto jeszcze pomyśleć o korzystaniu ze światła tylko wtedy, kiedy jest to konieczne. Sterując oświetleniem można zaoszczędzić do kilkudziesięciu procent. I tak, dla przykładu: regulacja względem światła dziennego przyniesie ponad 30% oszczędności, zastosowanie czujników ruchu zaoszczędzi ponad 40%, połączenie regulacji światła dziennego i czujników ruchu to już ponad 50% korzyść, a wykorzystanie światła dziennego i sterowania zegarowego da ponad 35% oszczędności*.

*Źródło: Krajowa Agencja Poszanowania Energii

Sterowanie oświetleniem za pomocą wyłączników zmierzchowych

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem_1Celem działania wyłączników zmierzchowych jest automatyczne załączanie oświetlenia (najczęściej zewnętrznego) o zmierzchu oraz jego wyłączanie o świcie. Najczęściej urządzenia te stosuje się w oświetleniu zewnętrznym (ulice, drogi dojazdowe, parkingi, reklamy świetlne) lub witryn sklepowych.

Wyłączniki zmierzchowe służą do sterowania oświetleniem w zależności o poziomu natężenia oświetlenia naturalnego (zewnętrznego) - ich główną rolą jest załączenie opraw oświetleniowych o zmierzchu i wyłączenie ich o świcie. Próg działania (czułość) urządzeń może być płynnie regulowany przy pomocy potencjometru obrotowego.

Działanie wyłącznika zmierzchowego

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem_2Najczęściej spotykany zakres natężenia oświetlenia, który jest interesujący z punktu widzenia wyłączników zmierzchowych, to zakres od 0 do 200 luksów.

Wyłączniki zmierzchowe opierają swoją konstrukcję o działanie elementu optoelektronicznego - fotorezystora, którego rezystancja zmienia się wraz z poziomem natężenia oświetlenia. Zmiana wartości rezystancji elementu w określonym zakresie.

Wartość progowa zadziałania wyłącznika zmierzchowego jest najczęściej regulowana za pomocą potencjometru, co pozwala na dopasowanie pracy urządzenia do warunków lokalnych i potrzeb użytkownika. Charakterystyka działania wyłącznika zmierzchowego uwzględnia również zjawisko histerezy, przykładowo - zadziałanie urządzenia następuje w granicach +/- 5-60 lx oraz z opóźnieniem czasowym około 30 sekund. Jedną z zalet takiego rozwiązania jest brak podatności urządzenia na krótkotrwałe błyski światła padającego na sondę (fotorezystor), nie będące skutkiem naturalnego padania promieni słonecznych - na przykład świateł przejeżdżających samochodów.

Współpraca z innymi urządzeniami

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem_3Schemat aplikacji służącej do sterowania rolet. Przekaźnik czasowy PCM-02 współpracujący z wyłącznikiem zmierzchowym WZM-01 i sterownikami rolet SRM-10

Wyłączniki zmierzchowe mogą pracować samodzielnie oraz współpracować z innymi elementami automatyki budynkowej. Najczęściej spotykanymi aplikacjami, w których występuje wyłącznik zmierzchowy, to:
• sterowanie oświetleniem ulic, placów - we współpracy z programatorami czasowymi tygodniowymi lub astronomicznymi,
• oświetlenie reklam zewnętrznych,
• układy nawadniania terenów zielonych,
• sterowanie pracą rolet, markiz, okien z napędem elektrycznym.
Ciekawą aplikację służącą do sterowania pracą rolet oferuje Zamel. Przedstawiona na poniższym rysunku automatycznie zamyka i otwiera rolety okienne w zależności od poziomu natężenia oświetlenia zewnętrznego: Przekaźnik czasowy PCM-02 współpracujący z wyłącznikiem zmierzchowym WZM-01 i sterownikami rolet SRM-10 ma za zadanie wygenerowanie impulsu po wykryciu zmroku. Impuls ten jest sygnałem dla sterowników rolet (wejście centralnego zamykania), do opuszczenia wszystkich rolet pracujących w danej grupie. Analogicznie po wykryciu świtu, drugi z przekaźników czasowych PCM-02 podaje impuls centralnego otwarcia rolet.
Na podstawie materiałów Zamel

Czujniki ruchu w sterowaniu oświetleniem

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem_4

Podstawową zasadą świadomego użytkownika energii elektrycznej powinno być włączanie oświetlenia tylko w czasie, gdy jest to niezbędne. W budynkach wielorodzinnych, użyteczności publicznej i biurach jest wiele takich pomieszczeń, w których światło zapalane jest tylko na krótką chwilę. Są to między innymi klatki schodowe, garaże, piwnice, magazyny itp. Idealnym rozwiązaniem dla tego typu miejsc jest zastosowanie czujników ruchu, które zapewniają oświetlenie tylko w wybranych miejscach i określonym czasie. Kiedy do pomieszczenia wejdzie jakaś osoba detektor wyczuje ruch i automatycznie włączy światło, które zgaśnie zaraz, gdy ta osoba opuści obszar widzenia czujki.

Przykładem może być klatka schodowa, której całościowe oświetlenie jest czystą stratą energii w sytuacji, kiedy jeden z mieszkańców potrzebuje tylko oświetlenia aby dotrzeć z mieszkania do windy na tej samej kondygnacji. Automatyczne oświetlenie ułatwia poruszanie się w nocy po korytarzach, klatkach schodowych, w garażach, piwnicach, jak również wokół budynków, jednocześnie stanowiąc utrudnienie dla osób niepowołanych, które zazwyczaj działają po zmroku. Technika czujników pozwala czuć się pewniej i bezpieczniej. Oszczędności z zastosowania oświetlenia automatycznego to nie tylko mniejsze zużycie energii podczas eksploatacji. To również bardziej ekonomiczne rozwiązania instalacyjne wynikające z braku konieczności instalowania włączników. Wiąże się z tym zmniejszona ilość okablowania oraz brak konieczności rozplanowania i montowania puszek instalacyjnych oraz pozostałych elementów instalacji związanych z manualnym sterowaniem oświetleniem. Tabela ukazuje oszczędności wynikające z zastosowania różnych opcji oświetlenia automatycznego w wielorodzinnych budynkach mieszkalnych oraz budynkach użyteczności publicznej w porównaniu z tradycyjnym oświetleniem żarowym. Porównane zostały koszty zastosowania do oświetlenia klatek i korytarzy w wielorodzinnych budynkach mieszkalnych:
• tradycyjnego oświetlenia żarowego,
• oświetlenia żarowego z czujnikiem wysokiej częstotliwości (RS),
• oświetlenia energooszczędne z czujnikiem wysokiej częstotliwości (RS PRO).
Pod uwagę wzięto m.in. koszty energii, instalacji, wymiany źródeł światła, liczbę punktów świetlnych w budynku, dobowy czas świecenia. Z przedstawionych danych jednoznacznie wynika, że zastosowanie oświetlenia automatycznego jest najtańszą alternatywą. Modernizacja instalacji oświetleniowej w budynku wielomieszkaniowym nie musi wiązać się ze zmianą opraw oświetleniowych.

Te istniejące można doposażyć w czujniki ruchu, które zapewniają komfort na najwyższym poziomie. W takich sytuacjach z powodzeniem można zastosować zarówno czujniki ruchu na podczerwień (IR), jak i czujniki wysokiej częstotliwości (HF).

wymierne-korzysci-ze-sterowania-oswietleniem_5

Technologia czujników ruchu wysokiej częstotliwości (radarowych) najlepiej sprawdza się w pomieszczeniach wewnętrznych np. na klatkach schodowych, korytarzach, garażach, piwnicach. W przeciwieństwie do czujników aktywnych w podczerwieni czujniki wysokiej częstotliwości działają znacznie precyzyjniej i szybciej, reagują bezpośrednio na ruch bez opóźnienia. W efekcie nie ma ograniczeń „czułości” związanych z np. temperaturą otoczenia, jak i kierunkiem ruchu wykrywanego obiektu. Czujniki te wysyłają krótkotrwałe sygnały, które odczytywane są jako echo odbite od ścian oraz otaczających ich obiektów. Każdy ruch powoduje zafałszowanie echa i zostaje wychwycony, a w razie konieczności zostaje włączone światło. Ponieważ ani szklany klosz oprawy, ani cienkie ściany nie są przeszkodami dla fal wysokiej częstotliwości więc czujniki te mogą być umieszczane we wnętrzu lamp, co czyni je niewidocznymi od zewnątrz. Gwarantuje to nie tylko estetyczny wygląd oprawy, ale również zapewnia ochronę przed wandalami.

Źródło: Lange Łukaszuk