През умно осветление към умни градове

През умно осветление към умни градове

Доскоро умните градове бяха концепция, която звучеше футуристично и неосъществимо в близкото бъдеще, но с развитието на технологиите ситуацията се промени и на много места вече се правят първите стъпки към осъществяването на тази идея. Очаква се навлизането на 5G мрежите, което ще започне през следващите месеци, да подейства катализиращо на тенденцията и на IoT (Internet of Things) като цяло, като я подкрепи с допълнителни възможности, но междувременно работата не спира. Мнозина гледат на умното улично осветление като на един от първите етапи в превръщането на един град в умен, а ползите от него са много повече отколкото си представяме.

Интернетът на нещата обещава да подобри качеството на живота, да намали нашия отпечатък върху околната среда и да трансформира средата, в която живеем. През последните години скоростта на урбанизация се увеличава и все повече хора живеят в градовете, а те консумират все повече енергия. Въвеждането на умно улично осветление е един от начините да подобрим енергийната ефективност на населените места, като в същото време намалим отделените въглеродни емисии, разходите за поддръжка и разходите за енергия.

Осветлението е само началото

Това обаче е, така да се каже, върхът на айсберга, защото умното улично осветление може да стане основа за въвеждането на други интелигентни технологии в градската среда, като се използват неговите елементи. Съществуващите стълбове и осветителни тела могат да се комбинират с други елементи в помощ на паркирането, обществената безопасност, управлението на трафика, отчитане на параметрите на околната среда (чрез снабдяването им с различни сензори), разширяване на обхвата на Wi-Fi и мобилните мрежи и много други.

През последните години все по-масово се използва LED осветление за замяната на старите и неефективни осветителни тела. В началото цените на LED източниците на светлина бяха високи, но постоянното им намаляване направи този тип осветление много по-атрактивен, а след това в процеса се намеси дигитализацията и тенденцията за навлизане на интернета на нещата като част от общата идея за умните градове. На много места по света вече успешно работят такива проекти, а заедно с това се подготвя въвеждането на стотици други.

И ЕС се намесва

Европейският съюз също финансира такива проекти. Пример е новата "система за контрол на умни градове" (smart city control system или SCCS), която цели да намали разходите за осветление и парниковите газове, като намалява яркостта на светлините, когато няма нужда от тях. Обикновено уличното осветление работи на 100% през цялата нощ, което определено не е най-оптималното решение, защото се използва много енергия. Освен това през по-голямата част на нощта от тази светлина няма нужда, да не говорим, че тя може да наруши човешкия циркаден ритъм и да повлияе на растежа на растенията. Тя пречи и на астрономите, които я наричат светлинно замърсяване.

Като част от SCCS е разработена система за адаптивно осветление, която динамично управлява уличните лампи и намалява или увеличава яркостта им според нуждите. В лампите се поставят малки безжични устройства и сензори, които управляват светлината. В повечето време осветителните тела светят при 10% от своята пълна яркост, но когато сензорите засекат движение на пешеходец или автомобил, яркостта се повишава, за да се освети добре пътят. След това яркостта отново намалява.

От работилите по системата Greinon Engineering посочват, че всеки контролер взема собствени решения за работата на лампите, които са свързани с времето от деня и околните условия. Малките добавки имат безжичен обхват от около 10 км и се свързват помежду си за оформянето на IPv6 мрежа, която на свой ред е свързана с интернет и с централен контролен пункт за мониторинг на работата. В системата е включен и софтуер, който оптимизира работата на контролерите и сензорите, така че лампите да не светват без нужда - например при преминаване на животно.

Освен това софтуерът им помага да функционират съвместно - например ако една лампа се активира от кола, съседните също ще светнат, за да осигурят осветление в посоката на движение. ЕС посочва, че SCCS може да намали консумацията на енергия за осветление с до 80% и заедно с това да редуцира значително разходите за поддръжка. Очаква се системата да бъде приета добре на пазара през идните години и да стане част от общата тенденция за преход към умните градове и обновяване на остарелите системи за градско управление.

Проектите се увеличават

В същото време вече има работещи решения. В германския град Губен още през 2013 година се преминава към LED улично осветление с технология на OSRAM, което спестява около 60% от консумацията на енергия на предишната система. Тя е била част от ерата на Източна Германия, което подсказва, че е била стара и неефективна, без възможност за контрол на осветлението според нуждите, а пестенето на енергия е ставало чрез изключване на всяка втора лампа, което на свой ред е създавало опасни тъмни зони. Новата LED технология е променила това, а интегрирането в интелигентна система за управление позволява прецизен контрол на локално ниво на отделните лампи или разделянето им в групи.

Това е малка част от възможностите на подобна система. В Англия например мрежата за улично осветление помага и за мониторинг на пътя през зимата, като помага на властите да разберат къде има нужда от третиране със сол. Тестовият проект е в Хемпшир, където лампи са оборудвани с метеорологични станции и сензори, измерващи температурата на настилката, а данните се предават в реално време през уличните лампи към облака, където се анализират. Въз основа на информацията се взема решение кои части от пътя да се третират срещу заледяване.

Подобен пилотен проект в Канзас Сити разчита на технология на Cisco. Като част от него 125 стълба за улично осветление в малък квартал осигуряват безплатен интернет, а освен това са снабдени със сензори, които позволяват в реално време да се проследи позицията на трамваите в града, да се покаже скоростта на движение на трафика и да се идентифицират свободните места за паркинг. Събраните при тестовете данни ще помогнат и на други градове да видят ползите от подобни системи и да вземат решение за имплементиране на подобни технологии.

Български опит

В България също не липсват подобни инициативи. VIVACOM например вече има опит в подобни проекти с европейско финансиране, тъй като е технологичен партньор на седем български общини - Стара Загора, Горна Оряховица, Дупница, Баните (Смолянско), Бургас, Габрово и Севлиево, които са изградили умно осветление с испанския интегратор Етралукс. През следващите 6 месеца би трябвало да заработят още два проекта. Телекомът осигурява преносната среда през мобилна мрежа (GPRS, 3G, 4G или LoRa мрежа) и предлага колокация на сървърите за управление, а модулите и лампите идват от друг партньор на общината.

В случая инициативата трябва да започне от общината, която иска да въведе подобна система за умно осветление. Тя трябва да осигури финансирането, а след това и да намери компания, която да изгради системата, а тя на свой ред се свързва с телекома. Като цяло стойността на подобна разработка варира и зависи от различни фактори - например цената нараства значително, ако трябва да се подменят осветителните тела, а ако става дума само за управление, сумата зависи от броя на стълбовете. Според данните от досегашните проекти средно се реализира икономия на електроенергия от около 30% спрямо предишните сметки.