Centrální napěťová regulace z pohledu správce veřejného osvětlení

-- Ing. Ladislav Kodytek, energetik a správce veřejného osvětlení --

Pár slov na začátek
Jako každý, kdo chce být „v obraze“ ve svém oboru, i autor tohoto článku sleduje odborné publikace, sem tam se zúčastní nějakého semináře nebo konference. V dnešní době se na každého (a nejen v oblasti osvětlení nebo elektrotechniky) „valí“ velké množství informací. Protože je současnost postavena především na ekonomice, jsou tyto informace poplatné především reklamě a propagaci. Naproti tomu se téměř nevyskytují informace z praxe. Zjednodušeně řečeno, jde o otázky, jak co řešit, jak přistupovat k použití v praxi, jak si přebrat údaje z odborného tisku. Proto se pokusí v několika článcích popsat možnosti řešení otázek veřejného osvětlení z pohledu praktika, který se musí prokousávat mimo denní „operativu“ i řešením koncepcí a který, přestože by rád měl ve veřejném osvětlení (VO) samé skvělé výrobky a materiály, prostě musí vyjít s rozpočtem, který nikdy nebude dostatečný.

Cílem těchto článků v žádném případě není propagace konkrétního výrobku nebo firmy. Jde spíše o popsání procesu řešení otázek ve VO. Autor předpokládá, že s ním zcela jistě nebudou všichni čtenáři souhlasit, naopak očekává i ostřejší negativní reakce. Reakce na uveřejněné názory a zkušenosti jsou to, co podle jeho názoru v odborném tisku téměř zoufale chybí. Proto bude jen rád, jestliže se mu podaří rozpoutat diskusi. A čím vášnivější tato diskuse bude, tím lépe.

Tento článek si neklade za cíl jakékoliv hodnocení technických srovnání nebo výhod či nevýhod jednotlivých zařízení. Jeho účelem je popsat, jak bylo vybráno konkrétní zařízení a jaké jsou zkušenosti s jeho provozem po více než třech letech.
Je fakt, že VO je velkým „žroutem“ elektrické energie a jako takové dělá divy v rozpočtech obcí. Na rozdíl od možnosti omezení výdajů na údržbu a obnovu VO (i přesto, že je tento postup špatný) není možné výdaje za elektřinu omezit prostým zásahem do rozpočtu. Omezení spotřeby elektrické energie je proces, na jehož počátku vždy stojí rozhodnutí, zda chce obec spořit (to asi chtějí všichni) a kolik finančních prostředků je schopna do úsporných opatření investovat. Právě nutnost prvotní investice do úsporných opatření mnohé obce od tohoto kroku odrazuje. Dalším problémem především pro menší obce je otázka, „co si mám vlastně vybrat, jaké mám možnosti“. Právě (ne)informovanost o možnostech je výrazným problémem nejen ve VO. Na jedné straně jsou zástupci obcí vystaveni tlaku obchodních zástupců jednotlivých dodavatelů, kteří sice mohou podávat pravdivé informace (a ve většině případů to i dělají), ale informace se týkají jen jejich zařízení. Jsou zdůrazněny klady, a negativa nejsou zmiňována vůbec nebo jsou prezentována jako nepodstatná. Na druhé straně jsou zde názory firem, které VO spravují . Zde mnohdy bývají „odborníci“ ovlivňováni z důvodu snahy zachovat současný stav. Katastrofou je názor elektrikáře v hospodě u piva, kterému se dostane „pozornosti“ zástupce obce.

Jaké jsou tedy možnosti omezení spotřeby elektrické energie? Bezkonkurenčně nejlevnější a nejjednodušší možností je nesvítit. Toto opatření je dosti diskutabilní z pohledu plnění funkce VO a je možné ho využít jen v některých okrajových částech obce nebo jen v těch nejmenších obcích, kdy se VO zhasíná např. v době od 24.00 do 4.00 h. Ještě horším opatřením je vypínání každého druhého svítidla, především na komunikacích. Při automobilové nehodě, střetu s chodcem apod. je obec jako vlastník VO minimálně spoluviníkem nehody. Jak řešit úsporná opatření V dnešní době je několik možností, jak řešit úsporná opatření ve VO. Tato opatření jsou v souladu s příslušnými ČSN a i po technické stránce plně odpovídají době. V zásadě jde o dva základní směry:

1. Snižování příkonu svítidel (např. LED zdroje nebo svítidla s kvalitní optikou a menším příkonem).

2. Regulování spotřeby elektrické energie:
a) centrální napěťová regulace (regulace v rozváděčích),
b) elektronické programovatelné předřadníky (regulace ve svítidlech).

Plně vyhovující a použitelné jsou všechny varianty. Záleží jen na majiteli, správci nebo provozovateli, pro jakou se rozhodne.

V popisovaném případě byly nastaveny tyto požadavky:

a) poměr mezi pořizovací cenou a celkovou úsporou,
b) celkové náklady včetně montážních prací na jeden rozváděč,
c) záruční doba,
d) zajištění servisu,
e) působení dodavatele minimálně deset let na českém trhu.

Při výběru byla v první řadě vyřazena varianta svítidel s LED zdroji, především z důvodu pořizovací ceny (podotkněme, že nebyla uvažována svítidla z Asie). Podle autorova názoru jde o svítidla, kterým patří budoucnost, ale prozatím jejich využití omezuje především jejich cena. V podstatě byla zvažována jen druhá varianta. Pro volbu varianty, zda centrální regulaci, nebo programovatelné elektronické předřadníky do svítidel, bylo uvažováno asi 100 svítidel po 150 W, celkový příkon soustavy do 16,5 kW. Pro porovnání byl vypočten průměr cen, vždy ze tří nabídek. Průměrná cena elektronického programovatelného předřadníku (zajišťuje stmívání) byla 2 890 korun. Cena napěťového regulátoru 18 kW byla spočtena na 135 000 korun. Obě ceny jsou bez DPH.

Výsledné ceny pro vzájemné porovnání byly dány vzorcem:

cena/ks × počet ks + montáž/ks × počet ks + DPH

Cena dodávky a montáže elektronických programovatelných předřadníků:
2 980 × 100 + 1 200 × 100 = 418 000 × 1,2 = 501 600 Kč

Cena dodávky a montáže napěťového regulátoru:
135 000 × 1 + 10 000 × 1 = 145 000 × 1,2 = 174 000 Kč

Z porovnání uvedených cen vyplývá, že použití napěťové regulace je jednoznačně výhodnější. Je třeba upozornit na to, že jde o konkrétní případ s konkrétním zadáním a podmínkami. Při jiném počtu svítidel, jiném příkonu nebo při kompletní rekonstrukci osvětlovací soustavy může být výsledek jiný.

Podstatné je to, před každým rozhodnutím, jak regulovat, co nejpřesněji stanovit výchozí podmínky a teprve na jejich základě vybrat konkrétní způsob regulace VO. Následujícím krokem jsou požadavky na samotný napěťový regulátor. Napěťový regulátor je zjednodušeně řečeno elektrotechnické zařízení, které umí regulovat spotřebu elektrické energie. Na našem trhu je nabízeno několik typů, které se od sebe podstatně liší nejen cenou, ale i svými vlastnostmi. Opět je tedy velmi důležité stanovit požadované vlastnosti a parametry, které by následně měly tvořit kostru pro výběrové řízení.

Zde krátce změňme téma. Velmi často se lze setkat s názorem, že svítidlo je svítidlo, a i při výběru napěťových regulátorů byl slyšet podobný názor. Tedy že je podstatné, že regulátor reguluje, ostatní není příliš důležité. Jako odpověď autor vždy uvádí srovnáním s autem. Každý automobil přece také jezdí a přitom je jasné, že se jednotlivé značky a typy od sebe liší jak cenou, tak i vlastnostmi. A poučení? Stejně jako u automobilu, i u svítidel, rozváděčů, sloupů, regulátorů je k dispozici celé spektrum výrobků a zařízení. Stačí si jen přesně ujasnit, co vlastně chci. Tolik krátké odbočení.

Základní požadavky na napěťové regulátory

Následně byly vybrány základní požadavky na dodávku napěťových regulátorů, které byly i součástí výběrového řízení:
– od počátku stabilizace napětí na 220 V v každé fázi (Z pohledu správce VO jde o důležitou vlastnost, neboť zamezí vlivu napěťových špiček na světelné zdroje, čímž se prodlužuje doba jejich života. Tím jsou generovány úspory již od okamžiku zapnutí regulátoru. Prodloužení životnosti světelných zdrojů je prověřeno v praxi. Například na dálničním obchvatu Olomouce. Zde jsou napěťové regulátory zavedeny již od počátku provozu a bylo zde nutné za sedm let vyměnit jen čtyři světelné zdroje 150 W z celkového počtu asi 450. Zdroj: ŘSD Kocourovec.),

– plynulá regulace napětí (ne skoková),
– vlastní spotřeba maximálně 2 %,
– možnost snížit spotřebu až o 40 %,
– varianta s dálkovým ovládáním a monitorováním,
– financování v rámci EPC (splácení z úspor spotřeby elektrické energie).

Tab. 1. Naměřené hodnoty napětí a uspor energie
Tab. 2. Porovnání spotřeby elektrické energie v prosinci 2011 a lednu 2012
Tab. 3. Úspory elektrické energie a nákladů na spotřebu energie

Obr. 1. Porovnáni spotřeby s regulaci a bez regulace
Obr. 2. Vnitřní uspřádaní regulátoru Reverberi
Obr. 3. Řídicí jednotka regulátoru

Celý článek si můžete přečíst v tištěném vydání časopisu Světlo 3/2012, nebo v jeho digitální podobě, která bude na internetu dostupná po 26. 7. 2012