Druhá etapa pilotního projektu Veřejné osvětlení LED v Praze

-- Ing. Jan Novotný, ELTODO EG, a. s. -- „Dokud bude v noci tma, lidé nás budou potřebovat. Přinášíme jim světlo na silnice, chodníky, sportoviště i pracoviště. A to i celým městům a obcím.“ Ing. Libor Hájek, prezident skupiny ELTODO

Úvod

LED světelné zdroje jsou označovány za zdroje budoucnosti, a to budoucnosti velmi blízké. Je tomu tak hlavně pro předpokládaný potenciál úspor energie a rychlý vývoj technických parametrů. LED čipy se stále větším měrným výkonem jsou na trh uváděny s periodou mnohdy kratší než půl roku, a tak jsou i relativně nová LED svítidla po několika málo letech technicky zastaralá, a tudíž neschopná konkurovat výrobkům novým. Jak ale tyto nové světelné zdroje obstojí v reálných provozních podmínkách či kde jsou jejich slabá místa, není v podstatě známo.

Co se týče technických parametrů, jsou LED světelné zdroje v případě interiérového osvětlení již schopny úspěšně konkurovat halogenovým žárovkám či výbojovým zdrojům. Jak je tomu ale ve veřejném osvětlení (dále jen VO), kde jsou technické parametry LED světelných zdrojů porovnávány s parametry vysokotlakých sodíkových výbojek (nejběžnější světelný zdroj ve VO v ČR)? Při vzájemném porovnání je třeba zohlednit také odlišné požadavky na světelnětechnické parametry v interiérech a ve VO udávané normami.

První etapa pilotního projektu na Andělu

Zjistit, jak si stojí svítidla pro VO vybavená LED světelnými zdroji v porovnání s běžnými (kvalitními) svítidly využívajícími vysokotlaké sodíkové výbojky, si kladla za cíl první etapa pilotního projektu LED, započatá 11. listopadu 2009 v oblasti Prahy 5 Anděl. Jejím účelem naopak nebylo prokázat ekonomické ani energetické úspory oproti původním svítidlům. Na základě měření pravidelně vykonávaných od slavnostního spuštění byly učiněny zajímavé závěry. Provoz LED svítidel v reálných podmínkách ukázal poměrnou stálost fotometrických veličin v závislosti na čase. Jako slabé místo těchto nových zdrojů bylo zjištěno elektronické vybavení svítidel, které vykazovalo značnou teplotní závislost, což zásadně ovlivňovalo jejich provoz. Výsledky a poznatky z první etapy tohoto projektu byly důležitou zpětnou vazbou pro výrobce, a tím pomohly v posledních dvou letech zvýšit úroveň LED svítidel.

První etapa pilotního projektu LED se ze strany výrobců a dodavatelů svítidel setkala se značným ohlasem, a proto již rok po jejím slavnostním spuštění bylo rozhodnuto o jeho pokračování druhou etapou. Podrobně byly zmapovány vybrané části hlavního města Prahy, které byly navrženy jako vhodné pro tuto druhou etapu. Z celkem sedmnácti navrhovaných lokalit byly do užšího výběru zařazeny čtyři. Po důkladném zvážení bylo ve spolupráci s Magistrátem hlavního města Prahy a městské části Praha 2 rozhodnuto o Karlově náměstí a blízkém okolí (obr. 1). Tato lokalita je výhodná především pro svou polohu v centru města. Oproti první etapě jsou zde soustavy VO jak stožárové, tak převěsové. Zároveň jsou tu zastoupeny různé druhy komunikací od parků, přes komunikace s nízkou intenzitou dopravy až po hlavní tahy s vysokými požadavky na kvalitu osvětlení. Především na těchto komunikacích lze snadno demonstrovat významný technický pokrok LED svítidel oproti etapě první.

Podmínky pro účast ve druhé etapě

Pro účast ve druhé etapě pilotního projektu bylo třeba splnit mnoho předem určených požadavků. Nejdůležitější z nich se, stejně jako v první etapě, ukázaly být těmi nejtěžšími. První z podmínek byla, že svítidla s LED světelnými zdroji musí být instalována na stávající stožáry VO. Druhou zásadní podmínkou bylo dodržení světelnětechnických požadavků platné normy ČSN EN 13201, podle které byly všechny komunikace druhé etapy zatříděny. Rozmístění stožárů VO na uvažovaných komunikacích vycházelo ze světelnětechnických výpočtů využívajících svítidla s vysokotlakými sodíkovými výbojkami a dodržujících požadavky (dnes již neplatné) normy ČSN 36 0410 z roku 1985. V mnoha případech bylo tedy obtížné hodnoty světelných parametrů požadovaných současnou normou při použití LED svítidel dodržet. Jednak proto, že požadavky platné normy v porovnání s požadavky normy staré obecně vzrostly, dále proto, že se některé komunikace vlivem většího dopravního zatížení oproti minulosti dostaly do vyšší třídy osvětlení a požadavky na osvětlení tím rovněž vzrostly. V mnoha případech se projevil vliv tzv. modrých zón, kdy na komunikaci z jedné nebo (v případě jednosměrných komunikací) z obou stran stojí parkující vozidla. Z pohledu světelnětechnického návrhu osvětlovací soustavy šlo o značný problém, protože stožáry VO byly umístěny až za touto modrou zónou. Světelné středy svítidel tak nebyly umístěny nad osvětlovanou plochou, ale za ní. Byla-li v takovém případě navíc osvětlovací soustava jednostranná, tím větší vznikl problém s dodržením požadavků normy.

Novou podmínkou v porovnání s první etapou byla hodnota celkového příkonu LED svítidla. Ta měla být nejvýše stejná jako u původního svítidla s vysokotlakou sodíkovou výbojkou. Tím bylo zaručeno, že provozní náklady po instalaci nových svítidel klesnou. Samotná LED svítidla musela být modulární, tzn. osazena LED modulem, který je možné snadno demontovat a vyměnit za jiný, účinnější. Takto se zamezí faktickému zastarávání svítidel. V případě, že se na trhu objeví LED čipy s větším měrným výkonem, není výrobce nucen vyvíjet nové svítidlo, pouze do svítidla původního namontuje nový LED modul, čímž buď sníží příkon při zachování světelného toku, nebo zvýší světelný tok při zachování příkonu. Jednoduše se tak zkracuje doba mezi vyvinutím účinnějšího čipu a uvedením LED svítidla s tímto čipem na trh. Zároveň se v důsledku uvedeného řešení snižují provozní náklady provozovateli soustavy VO, který tedy není nucen kupovat nové svítidlo ani provozovat původní s nižšími technickými parametry. Místo toho pouze v existujícím svítidle nahradí původní LED modul novým.

Protože nebyl znám přesný průběh poklesu světelného toku jednotlivých LED svítidel během jejich provozu a platná norma stanovující výpočet udržovacího činitele je přizpůsobena svítidlům s vysokotlakou sodíkovou výbojkou, byl udržovací činitel pevně stanoven na hodnotu 0,8. Poslední podmínkou nutnou pro účast v pilotním projektu bylo podrobné popsání fotometrických, elektrických a mechanických parametrů LED svítidel, a to včetně popisu řízení teplotního režimu, tj. chování svítidla při nadlimitních provozních teplotách.

Dodavatelé a osvětlované komunikace

Druhá etapa pilotního projektu byla stejně jako první otevřena pro všechny zájemce, kteří splnili všechny popsané podmínky. Shodně jako v první etapě, byl i tentokrát o účast v pilotním projektu ze strany výrobců a dodavatelů svítidel značný zájem. Celkově se do pilotního projektu přihlásilo více než 30 společností, avšak pouze jedenáct z nich dokázalo všechny uvedené podmínky splnit.

V rámci druhé etapy pilotního projektu LED na Karlově náměstí a v blízkém okolí je úhrnem patnácti typy svítidel od jedenácti výrobců osvětleno celkově třináct různých druhů komunikací. Rozmístění svítidel jednotlivých dodavatelů v rámci etapy ukazuje obr. 2. V tab. 1 jsou uvedeny typy a umístění jednotlivých svítidel. Z pohledu požadavků normy patří k nejsložitějším instalacím kombinovaná osvětlovací soustava na komunikaci na Karlově náměstí osvětlovaná svítidly Luma a Stela společnosti Indal. Tato komunikace byla v úseku mezi ulicemi Žitná a Ječná zařazena do kategorie ME2. Požadavek normy na minimální průměrný jas komunikace byl v tomto případě 1,5 cd·m–2, přičemž komunikaci s celkovou šířkou 10 m zde tvoří až tři jízdní pruhy. Osvětlení v uvedeném úseku primárně zajišťuje jednostranná osvětlovací soustava stožárů výšky 10 m osazených svítidly Luma. Zároveň je zde příspěvek od svítidel Stela určených k osvětlení chodníku na druhé straně této komunikace. Chodník je od komunikace oddělen nepojížděným tramvajovým tělesem. Další významnou komunikací osvětlenou v rámci této etapy pilotního projektu LED svítidly je ulice Resslova. Jde o třídu osvětlení ME3c s vystřídanou osvětlovací soustavou stožárů výšky 10 m osazených svítidly Solera společnosti MSC. Tato komunikace s celkovou šířkou 12 m je tvořena čtyřmi jízdními pruhy, po dvou v každém jízdním směru. Obě tyto komunikace jsou důležitými dopravními tepnami s vysokou intenzitou dopravy.

Celkem bylo v rámci druhé etapy pilotního projektu instalováno 151 LED svítidel, která nahradila 153 svítidel původních. Celkový příkon původních svítidel s vysokotlakými sodíkovými výbojkami činil 15,1 kW. Po výměně za LED svítidla se příkon snížil na 12,3 kW. Pokles celkového příkonu svítidel je tedy přibližně 18,5 %.

Celý článek naleznete v tištěném časopise SVĚTLO 3/2012, nebo v jeho digitální podobě, která bude na internetu dostupná po 26. 7. 2012.