Už žádná tma: moderní LED osvětlení v přístřešcích

Blíží se období tmy a s ním i špatná viditelnost. Jasné světlo a dobré osvětlení jsou nutností, zejména v čekárnách, na frekventovaných silnicích nebo přímo na tramvajových kolejích. Nehody způsobené nedostatkem světla jsou na denním pořádku. To by se nemělo a nemělo stávat. Moderním a účinným osvětlením s LED diodami chceme zajistit větší bezpečnost na silnicích, což je v obci Reichshof obzvláště aktuální téma. Nachází se zde přibližně 200 autobusových zastávek, z nichž mnohé jsou ve volné krajině. Žádné pouliční osvětlení, žádné napájení – to znamená špatnou viditelnost a nebezpečí, zejména v tmavších měsících roku. Studenti z kampusu Technické univerzity v Gummersbachu Köln se tímto problémem zabývali a nedávno představili svůj projekt “Soběstačná solární osvětlovací jednotka” v Reichshofu-Mittelaggeru. Pilotní systém tamní autobusovou zastávku osvětluje správným světlem.

Laboratoř pro analogovou a optoelektronickou techniku na Technické univerzitě Köln, kampus Gummersbach, již řadu let úspěšně spolupracuje s firmou WSM v Waldbröl, která vyrábí autobusové přístřešky, obytné kontejnery a mnoho dalších výrobků. Tuto spolupráci lze nyní rozšířit i na oblast osvětlení autobusových přístřešků, resp. obecněji na Überdachungssysteme.
Celé soběstačné solární pouliční osvětlení bylo navrženo, instalováno a testováno TH. Jak již bylo zmíněno, neosvětlené autobusové zastávky představují zvýšené riziko ohrožení. V obci Reichshof došlo v minulosti k vážné dopravní nehodě s účastí školáka. Tato událost dala podnět k myšlence (soběstačného) osvětlení autobusových zastávek, které je nezávislé na veřejné elektrické síti. Přípravné práce na tomto projektu začaly již v roce 2014 průzkumem osvětlení autobusových zastávek v obci Reichshof. Vše pak bylo instalováno a dokončeno v roce 2015. Autobusová zastávka, kterou jsme osvětlili, se nachází v Reichshofu-Mittelagger, Eckenhagener Straße 4, v 51580 Reichshof.

Úkol a koncepce

Na projektu pracovali studenti v rámci volitelného předmětu “Optoelektronika” pod vedením profesora Dr. Bärwolffa. Zpočátku bylo hlavním úkolem najít pomocí výzkumu, simulací a výpočtů vhodné komponenty pro projekt soběstačného, solárního pouličního osvětlení. Vybrané komponenty byly následně objednány. Odpovídající blokové schéma je znázorněno na obrázku 1.

Práce probíhaly ve spolupráci se společností “Aggerenergie”, která se zavázala uhradit náklady na systém v rámci pilotního projektu. Instalace materiálů byla provedena ve spolupráci se společností “Alternative Energiesysteme Oberberg GmbH” (AEO) z Bergneustadtu.

Instalace

Pro nastavení systému v roce 2015 byly nejprve na střechu stodoly instalovány dva solární moduly o výkonu přibližně 300 W, které byly upevněny pomocí přídavného držáku pro solární moduly. Ve stodole studenti nainstalovali regulátor nabíjení, časovač, zásuvku do rozváděče a vápenato-stříbrnou baterii (120 Ah) v rozváděči. Byly také nainstalovány další pojistky. Dále byl na vnější straně stodoly instalován soumrakový spínač. Samotná autobusová zastávka a přilehlé prostranství jsou dobře osvětleny 2 LED svítidly, každé se světelným tokem 900 lumenů. Jízdní řády jsou naprogramovány pomocí časového spínače tak, aby se světlo rozsvítilo 5 minut před příjezdem autobusu a později se opět automaticky vypnulo. Zde má být také instalován snímač přítomnosti. První zkušební provoz systému proběhl v polovině listopadu 2015 pod dohledem profesora Dr. Bärwolffa. Krátce po prvních zkušebních jízdách byl systém slavnostně uveden do provozu spolkem obce a starostou obce panem Genniesem a od konce listopadu 2015 funguje samostatně. Na následující fotografii je zachycena autobusová zastávka s jednatelem společnosti WSM panem Schenkem, dalšími kolegy a profesorem Dr. Bärwolffem.

Nakonec byl použit datalogger, který poskytla společnost TH Köln – Campus Gummersbach, k záznamu dat ze systému, aby se zjistilo, zda systém správně funguje.
Získané údaje ukazují, že systém je dostatečně dimenzován pro tmavé období a vždy fungoval. Tento inovativní a na budoucnost orientovaný projekt ukázal, že je možné s omezeným úsilím zásobovat autobusové zastávky bez blízké elektrické sítě energií ze solárních modulů a osvětlovat je LED diodami. LED diody byly pro osvětlení logickou volbou, protože spotřebovávají méně energie, mají delší životnost a jsou mnohem účinnější než běžné světelné zdroje. Navíc to bylo velmi zajímavé, protože v obci Reichshof v okrese Mittelagger instalace skutečně přinesla změnu, místní obyvatelé měli velký zájem a žáci mají nyní ráno osvětlenou autobusovou zastávku, a tím i větší bezpečnost při cestě do školy.

Outlook

Systém lze podle potřeby rozšířit nebo zmenšit. Lze jej také podepřít stožárem. Samozřejmě musí být přizpůsoben okolním podmínkám panujícím v místě instalace. Pokud je například průměrné sluneční záření v místě instalace velmi nízké, musí být solární moduly navrženy s vysokou účinností a může být nutné zvýšit počet samotných modulů. Pokud postačí LED s výkonem 10 W, lze počet modulů snížit v závislosti na poloze slunce a stále lze dosáhnout dostatečné solární výtěžnosti. Existují také zastávky, kde je zastínění stromy nebo keři tak velké, že solární řešení nemá smysl. Celý systém musí být pečlivě propočítán a navržen v závislosti na lokalitě.

Jedním z nápadů, které vzešly z úvah a návrhů sdružení obcí, byla instalace pohybového čidla, které by ovládalo LED diody ve spojení se soumrakovým čidlem a naprogramovanými jízdními řády. Umístění takového pohybového čidla by mělo být pod montážním zařízením LED diod nebo uvnitř autobusové zastávky, aby se na jedné straně minimalizovalo spuštění projíždějícími vozidly a na druhé straně se maximalizovala pravděpodobnost spuštění pohybem osob čekajících pod zastávkou nebo na zastávce.

O koncepty solárního osvětlení autobusových zastávek a přístřešků mezitím projevily zájem i další obce. Jak již bylo zmíněno, mohla by zde být navázána zajímavá spolupráce mezi Kampusem Technické univerzity Gummersbach a společností WSM. Plánuje se zapojení odborné firmy specializující se na LED diody a osvětlení. Jednání již proběhla se společností “Wir sind heller” (WSH) z Bergneustadtu, TH a společností WSM.