OPIS SESTAVNIH DELOV ESUS

Energetsko Samozadostna Ulična Svetilka (ESUS), uporablja za pridobivanje električne energije tako solarni, kot tudi vetrni generator. Testna sistema uličnih svetil sta postavljena na območju Velenjske občine. Prvi sistem se nahaja v neposredni bližini Velenjskega jezera pri Avtokampu Jezero in je namenjena osvetljevanju peš poti, drugi sistem pa je lociran v bližini krožišča med Koroško cesto in Cesto Simona Blatnika in je namenjena za osvetljevanje peš poti in deloma tudi prehoda za pešce. Lokaciji postavitve smo izbrali skrbno z upoštevanjem analize osončenosti lokacije in glede na vpliv objektov, ki motijo vetrovne tokove.

Nameščeno ima veterno turbino z vertikalno osjo, ki deluje na principu Darrieusovega in Savoniusovega rotorja (Slika 2 oznaka [1]).

Kombiniran rotor nam omogoča večji doprinos energije pri nižjih vetrovih. Savoniusov rotor, zaradi razlik sil upora prične delovati že pri vetrovih okoli 1 m/s in s tem prične vrteti rotor. Na ta način ustvari pogoje za lažji zagon vetrnice, ki v nadaljevanu deluje po principu vzgona. Vetrnica se prične vrteti pri 1 m/s energijo prične proizvajati pri 3 m/s, njena nazivna moč znaša 400 W pri hitrosti vetra 12 m/s. Pomemben del doprinosa energije ima fleksibilni amorfni solarni generator, ki izkorišča energijo sončnih žarkov od vzhoda do zahoda sonca (slika 2 oznaka [2]). Ker je celoten sončni panel ovit oziroma integriran v steber (kandelaber), omogočamo s tem tudi do 50 % boljše izkoriščanjne energije skozi celotni dnevni azimut sonca, v primerjavi s solarnimi svetilkami, ki uporabljajo klasični togi monokristalni ali polikristalni solarni panel nasajen na vrhu stebra javne razsvetljave.

Velika prednost ESUS je uporaba pasivnih infrardečih senzorjev gibanja (PIR), ki prepoznajo premikajoče se osebe in predmete ter se odzivajo na spremembe toplote (infrardeča tehnologija) do razdalje 10 m (Slika 2 oznaka [3]). Namen senzorjev gibanja omogoča zmanjševanje rabe energije v primeru, ko v bližini ni pešcev. Svetilka z uporabo senzorjev deluje v dveh režimih. V prvem režimu deluje svetilka v celotnem nočnem času s 40 % intenziteto svetlosti, v primeru zaznanega gibanja sveti s 100 % močjo. Čas 100% moči svetilke je nastavljiv in lahko traja 15 s, 30 s, 60 s in 180 s. V drugem režimu svetilka v celotnem nočnem času ne deluje, oziroma deluje samo v primerih, ko je zaznano gibanje. Tudi v tem primeru je čas osvetljevanja nastavljiv. Metodo vklopa in izklopa svetilke ob zaznavanju pešcev in predmetov smo razvili izključno zaradi zmanjšanje rabe energije. S tem se izognemo osvetljevanju okolice ko to ni potrebno. Način je primeren ob manj frekventnih peš poteh, parkiriščih itd.

 

 

Slika2: Skica ESUS z opisom sestavnih delov svetilke

Zmanjšanje rabe energije pa lahko dosežemo tudi z uporabo scenarijev delovanja sistema, ki jih omogoča sama krmilna enota. Krmilna enota je ključni element sistema oziroma so to možgani sistema. Omogoča veliko funkcij med drugimi pravilno polnjenje akumulatorjev, prepoznavanje napetostnega nivoja dnevne svetlobe na solarnem panelu, zaradi katerega vključi svetilko, ko se stemni oziroma jo izključi, ko se zdani. S krmilno enoto lahko spremljamo ter vodimo sistem in shranjujemo podatke preko serijske povezave RS232 in programske opreme. V ta namen smo izdelali inovativno rešitev, ki omogoča prenos podatkov na daljavo preko GSM omrežja(slika 2 oznaka ). Strokovnjaki pri Simobilu so nam kreirali zasebno APN (Access Point Name) točko, v katero so registrirali M2M (Machine to Machine) SIM kartici in jima dodelili statična IP naslova. Računalnik v omrežju nastopa z IP naslovom SIM kartice, ki je priključena na računalnik preko posebnega GSM USB ključka. Registracijo v APN omogoča tudi GSM vmesnik na lokaciji, tako da sta na takšen način obe napravi registrirani v isto lokalno omrežje s statičnima IP naslovoma. To pomeni, da je struktura njunih IP naslovov 192.168.XX.XX. To je ekvivaletno domačemu mrežnemu usmerjevalniku, le da namesto ožičenih povezav med domačimi napravami tukaj uporabljamo brezmejno GSM omrežje Simobil. Za lažje razmevanje je delovanje sistema predstavljeno na sliki 3 in na sliki 2 (oznaka [4]).

 

 

Slika 3: Prikaz sistema komunikacije

Za osvetljevanje okolice ima sistem nameščeno LED ulično svetilko podjetja Grah Automotive, ki je bila izdelana izključno za področje ulične javne razsvetljave, ki uporabljajo za delovanje zeleno energijo in enosmerno napetost. Svetilka ustreza tudi Uredbi mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja in je prikazana na sliki 2 (oznaka [6]).

Proizvedena energija se shranjuje v GEL akumulatorskih baterijah. Te so lahko nameščene zaradi elektrolita v obliki gela pokončno v stebru ali pa v vodoodpornem jašku kot je prikazano na sliki 2 (oznaka [5]).

Sistem lahko preko GSM povezave podatke shranjuje na oddaljen računalnik, te podatke pa lahko uporabimo za analizo delovanja sistema. Več si lahko preberete v zavihku ANALIZA  DELOVANJA  ESUS.