Magnetek presentation version June 2003

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]