¿Cómo funciona el alumbrado público inteligente?

Hubo días en que las lámparas de sodio de alta presión (HPS) estaban por todas partes en las calles. Según el estudio de 2002 realizado por Navigant Consulting para EE.UU. Según el Departamento de Energía, el consumo de energía para iluminación fija exterior fue de 57,8 TWh/año. Las lámparas de descarga de alta intensidad (HID), con 50,2 TWh/año, fueron las principales contribuyentes al consumo de energía. Los enormes requisitos energéticos han hecho que el alumbrado público inteligente sea una tecnología necesaria para países de todo el mundo.

Las luces LED son parte integral de estos sistemas. Proporcionan mejores lúmenes por vatio (lm/W) para la eficiencia energética y su naturaleza electrónica les permite ofrecer características únicas consideradas imposibles con las tecnologías de iluminación tradicionales.

Los sistemas de alumbrado público inteligente LED tienen características como posicionamiento GPS automático, atenuación automática, iluminación basada en zonas horarias de latitud y longitud, carga automática de parámetros, informes estadísticos de consumo de energía y alarmas de anomalías de parámetros. Estas características combinadas allanan el camino para una iluminación exterior sistemática, automatizada y eficiente. Este artículo cubrirá todos los mecanismos de funcionamiento del alumbrado público inteligente, sus beneficios y sus tipos. ¡Comencemos!

Sistema de alumbrado público inteligente y sus componentes

Cuando utilizamos la palabra "inteligente" para describir cualquier sistema, queremos decir que puede recopilar datos mediante sensores y tomar decisiones basadas en resultados computacionales mediante procesadores. Los usuarios de sistemas inteligentes pueden personalizar el procesamiento para lograr los resultados deseados.

Un sistema de alumbrado público inteligente garantiza la eficiencia energética, reduce el consumo de energía y disminuye la contaminación lumínica al tiempo que mejora la comodidad pública. Varias partes realizan colectivamente la función de un sistema de alumbrado público inteligente. Aquí están sus detalles.:

●   Sensores

Los sensores actúan como entradas al sistema de iluminación, recopilando datos en función de las condiciones ambientales. Se montan en la luminaria o poste y proporcionan retroalimentación al sistema. En la siguiente sección, exploraremos los distintos tipos de sensores.

●  Comunicación

Los sistemas de alumbrado público inteligente utilizan métodos de comunicación como Zigbee, LoRa (largo alcance), NB-IoT (Internet de las cosas de banda estrecha), Wi-Fi y redes celulares para comunicarse entre las luces y el sistema de control central.

●   Luz LED regulable

Cualquier sistema de alumbrado público inteligente requiere una luz LED regulable. Esta luz representa una importante contribución a la eficiencia energética del sistema y, al mismo tiempo, a su’s funcionalidad general. La ventaja de su capacidad de ajustar el brillo según la demanda mediante un pequeño circuito electrónico hace que su método de generación de luz sea ideal para los sistemas de iluminación.

●   Chip de procesamiento

Se necesita un chip de procesamiento que se comunique con el software de control central para controlar el sistema de iluminación. Este chip cambia el brillo, recopila datos, monitorea los dispositivos y los controla para integrar todos los dispositivos en un sistema de alumbrado público inteligente.

●   Fuente de alimentación

Los PCB o chips LED funcionan con niveles de voltaje entre 0 y 12 V. Por lo tanto, se requiere una fuente de alimentación. Convierte el alto voltaje de línea en el voltaje LED deseado según los requisitos del chip de procesamiento. Estos también se llaman controladores de luminarias LED. Dependiendo de la implementación de LED del fabricante de alumbrado público inteligente, pueden ser de tipo atenuación de 0 a 10 V, temporizador, DALI o PWM.

●   Software de control central

Es un software fácil de usar con una interfaz que permite la gestión inteligente del alumbrado público a través de un ordenador o dispositivo móvil. También se conoce como Sistema de Gestión Central (CMS). Hay muchos programas propietarios de varios fabricantes de sistemas de iluminación; algunos de los más populares son Acuity Brands Atrius, Digital Lumens LumiGrid, Hubbell Lighting iLumin, Signify Interact y Cree Lighting nLight.

Sensores para alumbrado público inteligente

En una ciudad saturada de coches y tráfico humano, los sensores de los sistemas de alumbrado público inteligente actúan como ojos y oídos. En lugar de encender y apagar las luces manualmente, la retroalimentación de los sensores automatiza el sistema de iluminación mediante el uso de fotocélulas y sensores de movimiento. Sin embargo, los sistemas modernos también incluyen sensores de vibración y sonido para un sistema integrado de gestión de la ciudad.

❖ Sensor de luz ambiental

Los sensores ópticos se están convirtiendo en una parte integral del alumbrado público inteligente LED. Monitorean las condiciones de luz ambiental para ajustar la intensidad o el brillo de la iluminación. También pueden apagar la luz según las condiciones de luz natural. Estos sensores son células fotovoltaicas que producen electricidad cuando se exponen a la luz solar. La intensidad de la luz que incide sobre la célula fotovoltaica se convierte en electricidad, que actúa como señal.

❖ Sensores de alumbrado público para peatones

La detección de una persona que pasa cerca del poste de luz también provocará un aumento o disminución del brillo de la luz de la calle. El alumbrado público inteligente LED aumentará la eficiencia en función de la técnica de implementación. Los sensores detectarán el movimiento de los peatones y aumentarán el brillo de las luces delante y detrás del peatón, manteniendo un brillo bajo durante el resto del camino.

❖ Sensores de tráfico

Dejar las luces de la calle encendidas al máximo desperdicia energía y recursos cuando hay poco tráfico durante la noche. Los sensores de tráfico detectan los vehículos que se aproximan y aumentan el brillo del camino delante de ellos mientras reducen el brillo detrás de ellos. Se necesita un protocolo de comunicación rápido ya que las señales del sensor de tráfico deben llegar a la unidad de procesamiento para una toma de decisiones rápida.

❖ Sensores de alumbrado público meteorológico

El sistema de alumbrado público inteligente LED obtiene datos meteorológicos y los envía al sistema de gestión central (CMS). Los sensores incluyen sensores de temperatura, humedad, velocidad del viento, barómetros y pluviómetros. Además, los sensores ultrasónicos modernos son compactos. Los instaladores pueden colocarlos encima de la luminaria con poco espacio o peso añadido al conjunto. Este sistema puede ayudar a la gestión de la ciudad y proporcionar datos a las autoridades a mayor escala.

❖ Sensores de sonido para alumbrado público

En los postes de iluminación, la administración municipal puede instalar detectores de sonido para el bien de los ciudadanos.’ seguridad. Este tipo de armas en estos detectores podrían detectar disparos y dar a las autoridades la ubicación geográfica donde tomar las medidas necesarias. El detector envía la información utilizando el protocolo de comunicación establecido al CMS, que la dirige a la agencia policial designada.

❖ Sensores de vibración para farolas

Los sensores de vibración para la detección de terremotos también se pueden instalar encima de las farolas para detectar y tomar las medidas necesarias con antelación. Pueden proporcionar datos en vivo desde varias ubicaciones para realizar análisis en profundidad y obtener respuestas precisas.

Mecanismo de funcionamiento del sistema de alumbrado público inteligente

El mecanismo de funcionamiento de un sistema de alumbrado público inteligente implica el uso de un controlador, iluminación, energía, comunicación y otros componentes de detección. Todos los componentes se comunican continuamente con el controlador.

Los sensores envían datos al controlador, que los convierte a formato digital para su transmisión y control. El controlador también se comunica con el módulo de potencia para ajustar el brillo de la iluminación LED o realizar la función ON/OFF. Como se mencionó en la sección anterior, genera alertas para el sistema CMS y proporciona datos utilizando un protocolo de comunicación, como 4G, WiFi o cualquier otro.

Beneficios del alumbrado público inteligente LED

Los sistemas de alumbrado público inteligente basados ​​en LED proporcionan enormes ventajas económicas, de seguridad y personalización que los sistemas de iluminación tradicionales no pueden lograr. Estos son algunos de los beneficios clave de la iluminación LED inteligente:

• Eficiencia energética:  Reduce el consumo de energía mediante el uso de detectores de movimiento y funciones de atenuación para proporcionar iluminación solo cuando es necesario.
• Ahorro de costes:  Reduce los costes de electricidad entre un 50 y un 75 % y ofrece un rápido retorno de la inversión.
• Seguridad pública:  Mejora la seguridad mediante una mejor iluminación y la integración de sensores que detectan disparos y monitorean el tráfico.
• Recopilación de datos:  Recopila datos críticos para ayudar a las ciudades a tomar decisiones bien informadas y mejorar la usabilidad para los residentes.
• Escalabilidad y flexibilidad:  Fácil de escalar y adaptar a la ciudad inteligente del mañana sin requerir cambios completos en la ciudad.’s infraestructura.
• Impacto ambiental:  Reducir las emisiones de CO2 para apoyar sus objetivos de sostenibilidad.
• Mejoras de mantenimiento:  Facilita el monitoreo remoto y reduce los costos de mantenimiento a través de actualizaciones y alertas en tiempo real.
• Desarrollo urbano:  Constituye la base para la infraestructura de una ciudad inteligente, permitiendo el monitoreo de la calidad del aire, el control del tráfico, el Wi-Fi público y más.
• Beneficios económicos:  Aumenta los ingresos de las empresas locales y reduce los índices de delincuencia mediante la mejora de los entornos urbanos.
• Larga vida útil: Debido a la longevidad de las bombillas LED (hasta 20 años), es necesario reemplazarlas menos veces (y por lo tanto resulta más costoso).

Estudios de caso de alumbrado público inteligente con LED

Numerosos estudios de casos han demostrado la viabilidad de los sistemas de alumbrado público inteligente con LED. Varias ciudades en todo el mundo están adoptando la tecnología y vale la pena discutir los resultados. A continuación se presentan algunos de los casos:

1  Chicago

Chicago lidera con un proyecto de 160 millones de dólares para reemplazar el 85% de su alumbrado público con farolas inteligentes. La iniciativa proyecta reducir el consumo de energía entre un 50 y un 75%.

2  Los Ángeles

El 80% de las carreteras de Los Ángeles ahora tienen alumbrado público inteligente instalado. Las luces conectadas tienen bombillas LED, conectividad inalámbrica 4G LTE y sensores para detectar disparos y otras amenazas. Durante el primer año, Los Ángeles ha experimentado una reducción del 63% en los costos de energía y ha mejorado el servicio celular en toda la ciudad.

3  Dallas, Texas

El programa Smart Cities Living Lab cuenta con 23 farolas inteligentes con bombillas LED y dispositivos para la gestión del estacionamiento, el riego del césped y la calidad del aire para el Distrito Histórico del West End de Dallas. Sin embargo, los resultados incluyen una caída del 35% en los costos de energía, un aumento del 12% en los ingresos de las empresas locales y una caída del 6% en la delincuencia. Si Dallas implementa completamente la tecnología en sus 85.000 luces, podría ahorrar alrededor de 90 millones de dólares al año.

4  Schenectady, Nueva York

Utilizando luces LED, Schenectady está implementando alumbrado público inteligente con un sensor de movimiento que se atenúa cuando no hay tráfico. Se puede acceder a toda la red a través de un navegador web seguro. Cámaras HD en postes de luz mejoran el flujo de tráfico y la seguridad ciudadana. El alcalde está explorando formas adicionales de aprovechar la tecnología IoT para el mantenimiento de la ciudad y las mejoras de infraestructura.

5  Yasi, Rumania

El Proyecto de Alumbrado Público Inteligente en Yasi, Rumania, tiene como objetivo transformar el alumbrado público en los suburbios. Inicialmente, la administración instaló más de 8.000 farolas inteligentes y adoptó modos de ahorro de energía inteligente y atenuación automática para reducir el consumo de energía en más del 50%. CHZ Lighting, en colaboración con Zhejiang Fangda Intelligent Control Co., Ltd., ha lanzado farolas de iluminación inteligente utilizando la última tecnología de interconexión 4G. El sistema utiliza un controlador centralizado para cargar señales a la nube, lo que permite el monitoreo remoto y el control de atenuación a través de servidores y terminales móviles.

6  Suceava, Rumania

En Suceava, Rumania, CHZ Lighting ha instalado más de 1.600 farolas inteligentes ST29-30W en la ciudad y sus pueblos. Utilizando la última tecnología de interconexión 4G, cada farola es parte de un grupo interconectado, con señales cargadas a la nube por un controlador centralizado. El resultado es una forma de mantener a los propietarios a cargo e incluso administrar las luces de forma remota para operarlas y ahorrar grandes cantidades de energía de manera eficiente. El proyecto ha tenido una buena acogida, mejorando enormemente la calidad de la iluminación, reduciendo el consumo eléctrico y simplificando el mantenimiento.

Ventajas del alumbrado público inteligente de CHZ Lighting

Si está buscando una marca confiable para su proyecto de alumbrado público inteligente, entonces CHZ Lighting es el camino a seguir. Incorporan muchas características que de otro modo serían imposibles en un sistema de iluminación tradicional. Estas son las principales ventajas de asociarse con CHZ Lighting para una configuración integral de alumbrado público.:

• CAT4 para comunicación:  El uso de la comunicación 4G de banda completa para una conexión confiable permite el posicionamiento automático por GPS de la tarjeta SIM de la farola.
• Transmisión de datos:  Estas luces pueden proporcionar automáticamente informes estadísticos de consumo de energía y cargar parámetros automáticamente.
• Sistema de alarma:  Los controladores LED envían una señal al CMS de cualquier anomalía en los parámetros que pueda reducir los cargos por visitas del personal de mantenimiento.
• Circuito de control:  Regulación automática de intensidad luminosa basada en tres técnicas: 0-10V / Temporizador / DALI. Las luces pueden detectar automáticamente la posición geográfica (latitud y longitud) para encender y apagar los LED con el amanecer y el atardecer.
• Chips LED SMD de primera calidad:  Utiliza chips Philips 3050 o 5050 de alta calidad para una calidad superior. >Eficiencia luminosa de 160 lm/W.
• Conductores robustos:  Todas las luces LED CHZ utilizan controladores MW, uno de los líderes de la industria.
• Certificaciones:  CHZ fabrica sus productos LED utilizando tecnología estandarizada y certificaciones internacionales, incluidas CE, CB, ENEC+, ENEC, ROHS, ISO9001, ISO14001, ISO50001 e ISO45001.
• Clasificaciones IP:  CHZ Lighting produce carcasas que ofrecen clasificaciones IP66/IK09 de resistencia al agua, a la arena y al impacto.
• Vida: Los módulos de iluminación CHZ ofrecen más de 50 000 horas de vida útil.

Conclusión

La tecnología de alumbrado público inteligente ya está probada y bien establecida. Numerosos ejemplos demuestran la viabilidad de estos sistemas para el desarrollo urbano moderno. Puede incorporar sensores meteorológicos, de sonido, de iluminación, de terremotos y de proximidad para crear un sistema robusto que proteja a las autoridades ante extensas condiciones de campo en las ciudades. Pueden reducir las facturas de energía y ayudar a controlar el crimen a través de detectores de disparos.

El sistema de iluminación puede incluir módulos de alerta pública, cámaras, señalización digital y otras aplicaciones de alumbrado público. La rápida conectividad 4G de los dispositivos de iluminación inteligente de calles CHZ libera el enorme potencial de incorporar más sensores y dispositivos a la unidad. Visite el sitio web de iluminación CHZ para encontrar una amplia gama de soluciones ideales para el alumbrado público inteligente. ¡Esperamos que encuentre productos para su próximo gran proyecto de alumbrado público inteligente!