Chytré veřejné osvětlení

Chytré veřejné osvětlení Úsporné a efektivní řešení venkovního osvětlení www.inels.cz/smart-city

ELKO EP, Holding Společnost ELKO EP je jedním z předních světových hráčů v oblasti domovní a průmyslové automatizace po více než 25 let. Od roku 2007 společnost vyvíjí a vyrábí svůj vlastní systém inteligentní elektroinstalace inels Smart Home & Building Solutions. V současné době pracuje v ELKO EP Holdingu více než 250 lidí, exportuje do 70 zemí světa a má 15 vlastních zahraničních poboček. Společnost je právem hrdá na svou vlastní výrobu komponentů, vlastní vývoj a inovace nových produktů. Je také schopna nabídnout svým zákazníkům okamžitou distribuci a rychlý, bezchybný servis. Společnost ELKO EP se stala Firmou roku 2012 a také obdržela ocenění TOP 100 českých firem. Veřejné osvětlení jaký je stav? Venkovní, resp. veřejné osvětlení v ČR je ve velmi zanedbaném stavu. Řada stožárů je již za hranicí životnosti. Moderní veřejné odvětlení využívá LED světelné zdroje a kombinuje je s různými druhy senzorů, nejčastěji pohybovými nebo osvitovými. Svítidla se tedy zapnou, pouze tehdy když je to potřeba. Vždy je samozřejmě lze ovládát z centrálního dispečinku. V některých případech není úplně vhodné řídit spínání svítidel pohybem osob nebo vozidel pod nimi. V tu chvíli lze využít přednastavení intenzit svícení pro různé časy (např. 100 % večer a jen 60 % v ranních hodinách). U moderních osvětlovacích soustav je komunikace obousměrná. Svítidla z dispečinku řídíme, ale zpět dostáváme informace o jejich stavu. Věděli jste, že v ČR...... je přes 1,2 mil. světelných bodů?... je průměrné stáří svítidel přes 20 let?... je cca 95 % světel na sodíkové výbojky?... je průměrný příkon svítidla téměř 130 W?... je roční spotřeba cca 600 GWh?... prakticky chytré osvětlení neexistuje? Světelné zdroje a jejich náklady Základní informace o světelných zdrojích a nákladech na jejich provoz nám může poskytnout následující graf. Z něj je naprosto zřejmé, že z hlediska dlouhodobých úspor je nejvýhodnější použítí LED svítidel v kombinaci s chytrým řízením. My doporučujeme individuální řízení jednotlivých svítidel. 0 % 100 % Spotřeba energie 80 % 60 % 40 % Úspora energie Vysokotlaké Vysokotlaké rtuťové sodíkové Moderní Smart výbojky výbojky LED LED 100 % 0 % 2

STANDARDNÍ OSVĚTLENÍ SVÍTÍ NEPŘETRŽITĚ BEZ MOŽNOSTI REGULACE JASU EKONOMICKY NEVÝHODNÉ CHYTRÉ OSVĚTLENÍ SVÍTÍ JEN TAM, KDE MÁ UKÁZKA STANDARDNÍHO OSVĚTLENÍ REGULACE JASU VZDÁLENÁ SPRÁVA CHYTRÉ LED OSVĚTLENÍ Na úvod trocha terminologie V popisech svítidel výrobci uvádějí různé parametry a ne všechny jsou na první pohled srozumitelné. Připravili jsme proto pro vás slovníček těch nejpoužívanějších a zároveň těch nejdůležitějších, které je vhodné sledovat: Světelný zdroj žárovka / zářivka přeměňuje elektrickou energii na světlo, v našem případě se jedná o nejmodernější a nejúčinnější technologii LED. Napájecí zdroj zařízení, které přizpůsobí napětí rozvodné sítě požadavkům světelného zdroje. Měrný výkon jedná se o účinnost přeměny elektrické energie na světlo, používá se pro porovnání účinnosti světelných zdrojů. Index podání barev popisuje úroveň zkreslení vnímání barev pro lidské oko (věrný vjem barev = 100). Teplota chromatičnosti charakterizuje tón barvy, kterou světelný zdroj vyzařuje, pro běžné komunikace nedoporučujeme vyšší než 5000 K. Stupeň odolnosti udává schopnost odolat nárazu, například při útoku vandalů. Třída ochrany svítidla se dodávají v provedení s ochranou ve třídě I. nebo II. Jedná se o ochrana před úrazem elektrickým proudem. Stupeň krytí ochrana před vniknutím cizích předmětů (např. prachu) a vody. Účiník udává, jak může osvětlovací soustava narušovat stabilitu rozvodné sítě, hodnota 0,95 je špičková. Světelný tok udává množství světla, které světelný zdroj vyzařuje. Křivka svítivosti popisuje, kam svítidlo svítí. Křivka osvětlenosti udává, kolik světla dopadá na osvětlovanou plochu. 3

Jaké jsou možnosti? Jak můžeme řešit obnovu veřejného osvětlení? Popišme si základní možnosti a také to, kolik nás to bude přibližně stát. Je potřeba říci, že v případě obnovy veřejného osvětlení se jedná o investici na několik desítek let. Jak už to tak bývá, na začátku nejlevnější řešení není zpravidla přiliš výhodné dlouhodobě. napájecí zdroj rtuťová výbojka Kukuřice sodíková výbojka LED Retrofit tělesa LED ČIP Jako nejjednodušší cesta se jeví pouze výměna zdrojů světel, tedy například rtuťové výbojky za LED kukuřice. Cena revitalizace jednoho světelného bodu vychází do 2 000 Kč. Je to ale opravdu výhodné? Významnou nevýhodou tohoto řešení je velmi problematické chlazení snižující zásadním způsobem životnost i měrný výkon LED. Další možností je tzv. retrofit, kdy vyměníte část výzbroje svítidla za nové, modernější (např. vysokotlakou sodíkovou výbojku za LED). Náklady se mohou pohybovat kolem 4 000 Kč na jeden světelný bod. Je ale otázka, zda pro Vás vhodný retrofit existuje a pokud ano v jaké kvalitě. Svůj osobní vůz také jen málokdo upravuje tak, že z něj nechá vyndat motor a nahradí ho modernějším, často od jiného výrobce. I zde jsou velké problémy s chlazením. sodíková výbojka LED COMPACT Výměna svítidel za LED Můžete také vyměnit stará svítidla za nová. U vysokotlakých výbojek docílíte ceny kolem 6 000 Kč za jeden světelný bod. V případě kvalitních LED se včetně prací dostáváme na 10 000 Kč i víc, tato vyšší investice se ale určitě vyplatí. Ideální je kombinovat výměnu svítidel s chytrým řízením. V našem případě získáte modul pro ovládání LED nebo i vysokotlakých sodíkových výbojek za méně, než 2 000 Kč! LED chytré svítidlo Dalším řešením je kompletní výměna veřejného osvětlení včetně stožárů, kabeláže, svítidel. V tomto případě se mohou náklady vyšplhat až ke 40 000 Kč za jeden světelný bod. Záleží vždy na stavu osvětlení ve Vaší obci. Tuto variantu doporučujeme u instalací, které jsou starší 30 let. Nová svítidla je vždy rozumné doplnit o chytré ovládání. Naše moduly dodáváme přímo ve svítidlech nebo samostatně jako externí zařízení. Najdou využití jak v ulicích měst, tak i v parcích, na parkovištích nebo v moderních průmyslových areálech. 4

Aby bylo světlo opravdu SMART V každém větším městě dnes najdete tisíce, někdy i desetitisíce stožárů veřejného osvětlení pod napájením. Hustou síť stožárů veřejného osvětlení můžeme využít pro upevnění senzorů nebo bezpečnostních kamer. Může tak získávat informace o počtech lidí nebo vozidel. Snížit kriminalitu osazením bezpečnostních kamer. Informovat obyvatele pomocí elektronických panelů. Sledovat a vyhodnocovat počasí, kvalitu ovzduší nebo třeba úroveň hluku. Stožáry osvětlení mohou šířit Wi-Fi signál. Moderní dobíjecí stanice dnes také najdete v osvětlovací soustavě. Možnosti jsou prakticky neomezené. METEOSTANICE Dostupné veškeré údaje o počasí. Teplota, tlak, vlhkost, vítr, soumrak, srážky,... LED PANELY Informace pro obyvatele i turisty, reklamy. KAMERY Vyšší bezpečnost a plynulejší doprava. SENZOR KVALITY VZDUCHU Monitoring ukazatelů životního prostředí. Wi-Fi BEZDRÁTOVÉ PŘIPOJENÍ Dostupný a rychlý internet. DETEKTORY Detekce pohybu, osvitu, zvuku a mnoho dalšího. 5

PROG_SWCLK_A FR4, 1MM, 0.035MM, 50oHM C14 C12 L3 C10 C11 1nF C13 U$2 C31 OR P E 4259 1n C1 C19 C4 L2 C6 C15 1.8p C20 C8 1p2 33p C7 C18 C16 C3 6.2nH C2 C9 C5 C17 220n 33p 4.7p 3p3 1.5pF GND.. C22 U$1 +3V3. GND 15p Q1 3V3 C29 R3 PIO1_24. 32Mhz S X1276 1 U$6 TP1 V_BAT_RTC PIO1_28 TPTP08R C32 ESD5Z3.3T1G PIO1_27 PIO1_31 PIO1_21 PIO0_22 PIO1_29 PIO0_11 PIO0_12 PIO0_13 PIO0_14 +5..15V.. +5..15V GND... D5 C35 R166 +5 15V C23 C25 C26 L P 2980AIM5-3.3 IC4 C41 /50V C24 15p C42 C40 F1 2u2 C46 470R R168 D11 C112 /50V R167 R1 33nH L7 L5 ESD5Z3.3T1G 2u2 C39 LED1 10k C113 ANT L4 R7 R5 C114 3n3 IC11 AOZ1282CI C115 C36 H 10R C21 L1 12Mhz Q2 22pF H R2 PIO0_20 GND25 GND34 GND27 GND29 GND28 GND30 GND31 GND32 GND33 GND36 IC5 GND38 GND37 PROG_P0.1_A PROG_RST_A JXS 32 PROG_SWDIO_A PROG_UART_RX PROG_UART_TX R6 R8 C28 C30 RX-8564L C C27 PIO1_26 PIO0_2 PIO1_19 PIO1_25 PIO1_16 PIO1_13 PIO0_16 PIO0_23 PIO1_15 PIO0_17 +3V3... 4u7/25VC38 C116 C34 5 L6 R169 WL P N303015M100P B1 /50V 0R D9 D-DFLS1200-7 GND FB2 C37 24AA01T 22pF GND... GND... Přijímače aktory Aby svítidla byla opravdu Smart je zapotřebí je vybavit komunikačním zařízením (přijímacím aktorem) a k tomu odpovídajícím napájecím zdrojem (LED driverem). Pro komunikaci využíváme bezdrátové LoPAN sítě, zvláště pak LoRA nebo NB-IoT, které poskytují obousměrnou komunikaci tak že lze svítidla jak ovládat, tak z nich získávat informace. Podmínkou je tedy dostupnost dané sítě s dostatečným signálem v místě, kde jsou umístěny světelné body. Kvalitu signálu lze změřit speciálním měřidlem úrovně. Máme v nabídce několik verzí přijímacích aktorů. Funkci plní stejnou, ale liší se od sebe provedením, a způsobem instalace. IP65 PLUG-IN (EU/US) IP30 OEM Venkovní provedení přijímacího aktoru pro retrofity, umístění externě na těle svítidla, sloupu nebo patě. Externí anténa dosahu kvalitní zisk signálu, průchodka M16 pro propojovací kabel. Přijímací aktor ve speciální krabičce s bajonetovým konektorem pro jednoduchou montáž do svítidel touto paticí vybavených. Přijímací aktor v samozhášivé krabičce pro vestavěnou montáž. Deska plošného spoje pro přímou integraci do desky napájecího zdroje. ANSI AirDAC-100 DPS EU US WL P N303015M100P B1 /50V PIO1_14 S R010-15 100mA PIO1_22 4u7/25V /50V Venkovní přijímač Venkovní přijímač Vestavěný přijímač Vestavěná deska L L/Plug/EU (US) L/box LoRAWAN Modul OEM Vstupy: - řídící 0/1-10 V napěťový vstup - měřící rozsah 10-2000 W Výstupy: 10 A spínací kontakt Propojení: drátové vývody Napájení: 230 V AC Rozměry: - 182 x 62 x 34 s anténou - 96 x 62 x 34 bez antény Zisk: + 2,14 db Komunikace: LoRA 868Mhz Anténa: součástí výrobku standard, který je dnes běžný především v anglicky mluvících zemích, krytí IP65 umístění na svítidle klobouček je podle typu svítidla na spodní nebo horní straně najdete v něm celou řadu senzorů a detektorů Vstupy: - řídící 0/1-10 V napěťový vstup - měřící rozsah 10-1800 W Výstupy: 8A spínací kontakt Propojení: drátové vývody Napájení: 230 V AC Rozměry: - 182 x 62 x 34 s anténou - 96 x 62 x 34 bez antény Zisk: 2,14 db Komunikace: LoRA 868Mhz Anténa: součástí výrobku Propojení: pájecí piny Napájení: 5-24VDC, po odlomení zdrojové části pouze vyfiltrované stabilizované 3V3 / 140mAh Rozměry: - 19.5 x 46.1 (33.8)* x 4mm s ULF konektorem - 19.5 x 57 (44.7)*x 7 mm s SMA konektorem - 19.5 x 46.1 (33,8)* x 21mm s interní anténou * rozměr po odlomení zdrojové části Zisk: + 2,12 db Komunikace: LoRA 868Mhz Anténa: externí ULF nebo SMA konektor, interní vynutá součástí výrobku 6

Obslužný software platforma pro chytrá města Jak ovládat? Věříme v to, že každé Smart city by mělo mít pouze jednu ovládací platformu. Ta umožňuje nejen sběr a vyhodnocování dat, ale také ovládání jednotlivých prvků chytrého města. Právě proto s naším chytrým osvětlením získáte i modul pro ovládání osvětlení. MENU Info Mapa Zakázky Poruchy Správa Technická podpora Nastavení Tisknout Konec Interoperabilita: události o poruchách události o změnách intenzity události o spotřebě (agregované) události o přepínání plánu události o přidání / změně / odebrání lampy Funkce: zobrazení na mapě dle svícení zobrazení na mapě dle technologie monitoring dle provozního stavu přiřazování do skupin individuální a skupinové ovládání chytré scénáře grafy a statistiky dle svícení, spotřeby, životnosti! LAMPA 12 Porucha 7

LoRa není papoušek Technologií pro ovládání svítidel je celá řada. To, co potřebují pro svůj provoz je spolehlivá síť. My jsme v případě veřejného osvětlení, my jsme v případě veřejného ovětlení zvolili síť LoRa. Ta umožňuje zařízením komunikovat levně, bezpečně, na velké vzdálenosti a je optimalizována na minimální spotřebu energie. Pokud síť ve své obci zatím nemáte, rádi ji pro Vás vybudujeme. Síť LoRa se následně může stat základem Chytrého města. LORA přijímač L Snímání Prostředí Monitorování Senzor kvality vzduchu Teplotní senzor Pohybový senzor 8

9 BTS (LP WAN) LAMPA 12 Porucha! ANSI ANSI 1 FR4, 1MM, 0.035MM, 50oHM JXS 32 U$1 U$2 L1 L2 L3 L4 L5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 R2 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 Q1 GND 3V3 PIO0_20 GND25 GND27 GND28 GND29 GND30 GND31 GND32 GND33 GND34 GND36 ANT GND37 GND38 Q2 IC5 TP1 U$6 V_BAT_RTC C29 ROG_SWCLK_A PROG_UART_TX PROG_RST_A PROG_P0.1_A PROG_UART_RX PROG_SWDIO_A R6 R7 C27 C28 PIO0_2 R5 R8 PIO0_22 PIO1_29 PIO0_11 PIO0_12 PIO0_13 PIO0_14 PIO1_13 PIO1_14 PIO1_22 PIO0_16 PIO0_23 PIO1_15 PIO0_17 PIO1_16 PIO1_25 PIO1_19 PIO1_21 PIO1_31 PIO1_24 PIO1_28 PIO1_27 PIO1_26. +3V3... GND.. +3V3. GND... C30 C24 C31 C32 C25 C26 R3 GND... GND... +5..15V +5..15V. GND... +5..15V.. D5 L6 IC11 R166 R167 C112 R168 R169 C113 C114 C115 C116 C35 D9 FB2 C34 C36 L7 C37 C38 D11 C40 F1 C41 C42 IC4 C46 C39 LED1 R1 SX1276 P E 4259 H 6.2nH OR H 33nH 1.8p 4.7p 33p 1p2 1.5pF 3p3 1n 1nF 220n 33p 15p 15p 32Mhz 12Mhz RX-8564LC TPTP08R 24AA01T 22pF 22pF 10R ESD5Z3.3T1G WL P N303015M100P B1 AOZ1282CI 10k /50V 470R 5 3n3 /50V 4u7/25V D-DFLS1200-7 0R WL P N303015M100P B1 4u7/25V ESD5Z3.3T1G /50V S R010-15 100mA /50V /50V LP2980AIM5-3.3 2u2 2u2 1 FR4, 1MM, 0.035MM, 50oHM JXS 32 U$1 U$2 L1 L2 L3 L4 L5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 R2 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 Q1 GND 3V3 PIO0_20 GND25 GND27 GND28 GND29 GND30 GND31 GND32 GND33 GND34 GND36 ANT GND37 GND38 Q2 IC5 TP1 U$6 V_BAT_RTC C29 ROG_SWCLK_A PROG_UART_TX PROG_RST_A PROG_P0.1_A PROG_UART_RX PROG_SWDIO_A R6 R7 C27 C28 PIO0_2 R5 R8 PIO0_22 PIO1_29 PIO0_11 PIO0_12 PIO0_13 PIO0_14 PIO1_13 PIO1_14 PIO1_22 PIO0_16 PIO0_23 PIO1_15 PIO0_17 PIO1_16 PIO1_25 PIO1_19 PIO1_21 PIO1_31 PIO1_24 PIO1_28 PIO1_27 PIO1_26. +3V3... GND.. +3V3. GND... C30 C24 C31 C32 C25 C26 R3 GND... GND... +5..15V +5..15V. GND... +5..15V.. D5 L6 IC11 R166 R167 C112 R168 R169 C113 C114 C115 C116 C35 D9 FB2 C34 C36 L7 C37 C38 D11 C40 F1 C41 C42 IC4 C46 C39 LED1 R1 SX1276 P E 4259 H 6.2nH OR H 33nH 1.8p 4.7p 33p 1p2 1.5pF 3p3 1n 1nF 220n 33p 15p 15p 32Mhz 12Mhz RX-8564LC TPTP08R 24AA01T 22pF 22pF 10R ESD5Z3.3T1G WL P N303015M100P B1 AOZ1282CI 10k /50V 470R 5 3n3 /50V 4u7/25V D-DFLS1200-7 0R WL P N303015M100P B1 4u7/25V ESD5Z3.3T1G /50V S R010-15 100mA /50V /50V LP2980AIM5-3.3 2u2 2u2 Smart City Platforma Server Řídící centrum Vestavěný přijímač Vestavěná deska... z BTS

Příslušenství TC TZ Pohybový senzor Soumrakový spínač Senzor kvality vzduchu Teplotní senzory AirMD-100L RFSOU-1 AirSD-100L TC, TZ detekuje osoby pohybující se v monitorovaném prostoru a na základě detekce spíná veřejné osvětlení měří intenzitu osvětlení a na základě nastavené hodnoty vysílá povel k sepnutí osvětlení bezpečnostní prvek pro hlídání koncentrace CO, který vzniká při nedokonalém spalování řada TC teplotní rozsah 0... +70 C řada TZ teplotní rozsah -40... +125 C Jak rekonstruovat veřejné osvětlení? Rekonstrukce nebo budování nového systému osvětlení je velmi složitým a často i nákladným projektem, shrňme si proto několik zásad, které je potřeba dodržovat. Pokud si s něčím nebudete vědět rady, rádi vám pomůžeme. Zpracování Standardizovaného digitalizovaného pasportu veřejného osvětlení. Energetický audit. Návrh technického řešení definice standardu technického provedení svítidel, Řídícího a monitorovacího systému, následného servisu. Soutěž na dodavatele. Podmínky výběrového řízení. Projektová dokumentace. Smlouva o dílo s dodavatelem. Zajištění financování celého projektu (vlastní, dotace, dlouhodobý úvěr, PPP, EPC (Energy Performance Contracting). Systém následného servisu rekonstruované soustavy veřejného osvětlení specializovaný servisní SW součástí Řídícího a monitorovacího systému. 10

Technologie pro ovládání Technologie Pořizovací náklady Provozní náklady Spolehlivost Bezpečnost Sigfox Broadband Mediumband Narrowband LoRa NB-IoT RPMA LTE-Cat-M1 PLC RF Mesh Hybrid PLC/RF LTE-Cat-1 3G/4G Cellular Wi-Fi Pt2Mpt Technologie Požadavky na napájení Latence Šířka pásma Zralost trhu Sigfox Broadband Mediumband Narrowband LoRa NB-IoT Spuštění - 2018 RPMA LTE-Cat-M1 Spuštění - 2017 PLC RF Mesh Hybrid PLC/RF LTE-Cat-1 3G/4G Cellular Wi-Fi Pt2Mpt Velmi nízká Nízká Střední Vysoká Velmi vysoká 11

ELKO EP Holding USA Ukrajina Rusko Polsko Česká republika Německo Rakousko Maďarsko Španělsko Chorvatsko Slovensko Turecko Indie Írán SAE Saudská Arábie www.elkoep.cz Vydáno: 10/2017 I. vydání