Strategiczna rola oświetlenia w projektach smart cities.

Budownictwo Dom i ogród Energetyka KOD Nowe Technologie Ochrona Środowiska Publikacje Samorząd Wybór redakcji

Obecnie wszystkie miasta chcą być smart. W momencie, gdy zabierają się jednak za realizację swoich postulatów sprawy zaczynają się komplikować. Bo rozwiązania smart city niestety nie są tanie, a miejskie budżety – kruche.

Niektóre z inwestycji na szczęście mają szansę bardzo szybko się zwrócić. Dotyczy to m.in. oświetlenia. Za przykład może tu posłużyć Szczecin. Dzięki wdrożeniu nowoczesnego systemu oświetleniowego miasto ograniczyło wydatki na energię elektryczną o 1,5 mln zł.

Skąd wynikają tak ogromne oszczędności?

Ograniczenie wydatków na energię elektryczną o blisko 70% to efekt wymiany przestarzałych lamp sodowych na oprawy LED. O samych LEDach nie można jednak powiedzieć, że są smart. Stają się takie dopiero, wtedy gdy zsynchronizujemy je z inteligentnym systemem do zarządzania oświetleniem w mieście. W Szczecinie działa właśnie tego typu rozwiązanie.

Dzięki funduszom pozyskanym z programu SOWA pieniędzy w budżecie starczyło zarówno na modernizację, jak i „cyfryzację” oświetlenia. Wdrożony system (Philips CityTouch) także miał znaczący wpływ na osiągnięte oszczędności. Szacuje się, że sama wymiana tradycyjnych opraw na oprawy LED-owe redukuje koszty ponoszone na oświetlenie o 50%. Kolejne 20% to efekt ich synchronizacji z inteligentnym systemem do zarządzania oświetleniem.

Przyjrzyjmy się jak działa taki system, aby zrozumieć skąd biorą się wspomniane oszczędności.

Wszystkie oprawy są zintegrowane w specjalnym oprogramowaniu do zarządzania oświetleniem ulicznym. Dzięki temu można sterować nimi zdalnie.
Do platformy na bieżąco spływają raporty o stanie technicznym każdej z opraw, wchodzących w skład systemu. Ewentualne usterki są więc bardzo szybko diagnozowane i naprawiane.
Na bieżąco analizowany jest także pobór energii. Dane można analizować przy pomocy specjalnych narzędzi dostępnych w platformie. Są wśród nich m.in. narzędzia do wizualizacji danych.
W systemie można tworzyć harmonogramy oświetleniowe, które pozwalają częściowo zautomatyzować zarządzanie oświetleniem w mieście.

Sterowanie oświetleniem, jak widać, pozwala generować oszczędności na wielu płaszczyznach. Gdy oświetlenie działa w oparciu o starannie zaprojektowane harmonogramy, nie marnujemy energii na doświetlanie miasta o nieodpowiednich porach. Z kolei raporty o stanie technicznym instalacji pozwalają ograniczyć wydatki na jej konserwację.

Inteligentne oświetlenie dobre na start

Inwestycja w nowoczesne oprawy oświetleniowe to dobry krok w stronę cyfryzacji miasta nie tylko ze względu na natychmiastowe oszczędności. Zawieszana konstrukcja oprawy jest idealną lokalizacją dla czujników analizujących poziom zanieczyszczeń powietrza, natężenie ruchu czy stan nawierzchni dróg w mieście. Wspomniany system CityTouch można rozbudować o:

Kamery. Nowoczesne kamery miejskie są w stanie nie tylko na bieżąco rejestrować obraz, ale także poddawać go analizie. W jakim celu? Kamerę można skierować chociażby na parking i zaprogramować algorytm tak, by wyszukiwał na obrazie wolne miejsca parkingowe.
Czujniki ruchu. Rozwiązanie to doskonale sprawdza się przy pieszych ciągach komunikacyjnych. O ile drogi w mieście całą noc powinny być intensywnie oświetlone, tak rzadziej uczęszczane alejki czy chodniki niekoniecznie. Czujniki ruchu pozwalają natomiast na regulację poziomu natężenia oświetlenia w zależności od tego, czy ktoś znajduje się w pobliżu oprawy czy nie.
Czujniki natężenia światła dziennego. W ciągu roku słońce wschodzi i zachodzi o różnych porach. Można do nich oczywiście dostosować harmonogramy oświetleniowe, ale znacznie efektywniejszym rozwiązaniem jest wzbogacenie systemu o czujniki światła dziennego, które będą czuwać nad tym, by lampy gasły automatycznie w momencie, gdy natężenie światła dziennego osiągnie wymagany poziom.
Inne czujniki IoT (Internet of Things). Możliwości wykorzystania Internetu Rzeczy w miastach jest znacznie więcej. Aby się o tym przekonać, wystarczy przejrzeć projekty, jakie powstają przy okazji hackatonów (czyli maratonów programistycznych) coraz częściej organizowanych przez miasta. Skoro mowa o niestandardowych pomysłach, warto wspomnieć Las Vegas. Tam oprócz kamer, na terenie miasta rozmieszczone są mikrofony. Rejestrowane nagrania są w czasie rzeczywistym analizowane przez specjalny algorytm, który alarmuje patrole policyjne, gdy zarejestruje coś, co mogłoby brzmieć jak krzyk czy pisk opon.

Czy miasta potrzebują aż tylu nowoczesnych technologii?

Choć może wydawać się, że czujniki światła dziennego czy kamery zbierające dane na temat wolnych miejsc parkingowych to nic więcej niż technologiczne nowinki, bez których miasta mogą dalej sprawnie funkcjonować, w rzeczywistości potrzebujemy ich jak nigdy wcześniej.

Dlaczego?

Miasta, zwłaszcza te w krajach geograficznego południa, rozwijają się dziś w szaleńczym tempie. Departament Spraw Społecznych ONZ szacuje, że w 2050 r. tereny zurbanizowane będzie zamieszkiwać blisko 70% całkowitej ziemskiej populacji. Problem w tym, że miasta w obecnym kształcie zwyczajnie nie są gotowe na przyjęcie takiej rzeszy ludności. Aby się o tym przekonać, wystarczy odwiedzić Bangkok czy Marrakesz. Już dziś są to ogromne, zakorkowane i potwornie zanieczyszczone metropolie. Co, jeśli ich populacja w najbliższych latach jeszcze się zwiększy?

Jeśli miasta mają więc być odpowiednim miejscem do życia i rozwoju, musimy szukać rozwiązań, które pomogą nam je „naprawić”. Szczególnie ważna jest tu redukcja zanieczyszczeń powietrza (tereny zurbanizowane odpowiadają dziś za emisję ok 70% dostających do atmosfery gazów cieplarnianych) i gospodarka odpadami. Dzięki nowym technologiom możemy na bieżąco analizować chociażby poziom zanieczyszczeń, wyszukiwać obszary, w których problem jest najsilniejszy i szukać sposobów na jego rozwiązanie. Wszelkiego rodzaju dane na temat miast są więc niezwykle pomocne w procesie ich optymalizacji. Aby móc je zbierać potrzebujemy jednak ogromnej sieci sensorów, a nowoczesne instalacje oświetleniowe są wymarzonym miejscem na ich lokalizację. Właśnie dlatego to od modernizacji oświetlenia warto rozpocząć „smartyzację” miasta.