La Control Box e l’alimentatore elettronico “HID Flat”

Procedendo con una descrizione a ritroso dei dispositivi sopra elencati, a livello di ciascuno degli 822 punti luce dello stralcio passibili della gestione da remoto, all’interno dell’armatura della lampada o, eventualmente, nel palo di sostegno a una distanza non superiore a tre metri dalla sorgente luminosa (fig. 69), è prevista l’installazione di una Control Box, la quale costituisce un dispositivo sia di telecontrollo che di pilotaggio: essa, infatti, dialogando con la Collecting Unit, è in grado di eseguire l’accensione e lo spegnimento non solo delle lampade alle quali è collegata, ma anche di sistemi di segnalazione stradale, di cartellonistica pubblicitaria, di telecamere digitali e di sensori di presenza, provvedendo anche all’invio di segnali d’allarme in caso di mancanza di tensione del carico collegato a valle della stessa.

89 Figura 69 – Possibili installazioni della Control Box (fonte: ABB – Power One, 2011).

Nel momento in cui quest’ultimo è costituito da una lampada predisposta alla recezione di segnali di controllo analogico in bassa tensione 0-10 V in corrente continua, la Control Box funge anche da dispositivo in grado di regolarne il flusso luminoso emesso, andando a modulare la potenza assorbita dalla lampada stessa sulla base del valore di tensione inviatole, e di trasferire alla centralina le informazioni sullo stato di funzionamento del punto luce; in particolare, il valore 10 V corrisponde all’accensione della sorgente luminosa e il valore 0 V corrisponde al suo completo spegnimento.

Come si evince dallo schema riportato in figura 70, collegando la Control Box direttamente ai capi della lampada si riescono ad effettuare lo spegnimento e l’accensione della stessa a seconda che l’interruttore posto al suo interno apra o chiuda il contatto che collega la linea elettrica al corpo illuminante; nel caso in cui quest’ultimo sia invece provvisto di un alimentatore elettronico regolabile 0-10 V, collegando i morsetti presenti nella parte inferiore della Control Box all’alimentatore, come mostrato in figura 71, è possibile realizzare anche la suddetta modulazione della potenza assorbita, riducendola in maniera tale da ottenere il risparmio energetico desiderato.

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Figura 70 – Schema di collegamento della Control Box (fonte: ABB – Power One, 2011).

Figura 71 -Schema di collegamento della Control Box a un alimentatore elettronico regolabile 0-10 V (fonte: ABB – Power One, 2011).

Per quanto concerne le moderne lampade a LED, già equipaggiate con un driver elettronico nella maggior parte dei casi regolabile con il sistema 0-10 V, l’installazione della Control Box non richiede disposizioni aggiuntive e può essere collegata al driver stesso come evidenziato nella figura 72 sotto riportata.

91 Figura 72 – Schema di collegamento della Control Box a un driver LED (fonte:ABB – Power One, 2011).

Occorre tuttavia sottolineare che l’attuale penetrazione dei dispositivi a LED nel sistema di illuminazione pubblica dei comuni italiani è ancor oggi assai limitata rispetto all’ammontare delle lampade a scarica esistenti (in tal senso il caso di Breda di Piave costituisce un esempio calzante), e che i circuiti ausiliari preposti all’accensione e all’alimentazione di queste ultime sono normalmente di tipo tradizionale e non possono essere associati alla Control Box sopra descritta.

Per far fronte a tale problematica, il sistema proposto da ABB-Power One prevede anche una soluzione basata sulla sostituzione dell’accenditore, del reattore e del condensatore presenti nella maggioranza delle lampade a scarica esistenti, con un unico dispositivo elettronico della serie “HID Flat” che ingloba al suo interno anche la Control Box necessaria per la comunicazione con la Collecting Unit e la recezione dei segnali di regolazione. Tale apparecchio, una cui riproduzione è proposta in figura 73, oltre a dialogare via onde convogliate con la centralina posta a livello del quadro elettrico, presenta il vantaggio, accennato in precedenza, di essere dotato anche di un profilo di regolazione prefissato che lo rende particolarmente adatto ai casi in cui si desidera gestire delle sorgenti luminose in modalità “stand alone”.

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Proprio per questa sua duplice logica di funzionamento e per la sua economicità rispetto a un’altra tipologia di alimentatore elettronico con Control Box integrata proposta da ABB–Power One, più compatta e provvista di alette per la dispersione del calore, l’adozione di tale dispositivo rappresenta uno dei cardini fondamentali caratterizzanti il progetto di riqualificazione energetica qui presentato in quanto lo stesso può essere accostato non solo alle lampade al sodio presenti nel comune di Breda di Piave che si desidera pilotare da remoto, ma anche a quelle che si intende gestire in modalità “stand alone”, secondo il profilo di regolazione riportato in figura

74. La scelta di sfruttare questa seconda logica di funzionamento per alcuni punti luce

del comune deriva, come già accennato, esclusivamente da un fattore di tipo economico, legato al numero di Collecting Unit da acquistare; tuttavia, essa non pregiudica assolutamente la possibilità di affrontare future implementazioni volte alla connessione di tali sorgenti a una centralina in maniera tale da consentire loro di seguire la schedulazione impostata dal centro di gestione al posto del profilo di riduzione fisso già programmato.

Figura 74 – Profilo di autoregolazione in modalità “stand alone” per una lampada SAP da 150 W (fonte: ABB – Power One, 2011).

Volendo approfondire le caratteristiche di quest’ultimo, dalla figura sopra riportata, riferita al funzionamento di una lampada a vapori di sodio ad alta pressione da 150 W collegata a un alimentatore elettronico “HID Flat”, si evince che nel susseguirsi delle ore notturne tale sorgente viene sottoposta a cinque differenti “livelli di dimming”, espressi come riduzione percentuale rispetto alle condizioni di funzionamento nominali, a ciascuno dei quali corrisponde una diversa potenza assorbita; tale profilo, che si attiva giorno dopo giorno all’atto dell’accensione della lampada da parte del crepuscolare o dell’orologio astronomico attestati nel quadro elettrico di riferimento della linea considerata, è fisso nel corso dell’anno, motivo per cui in estate la minor durata della notte determina dei risparmi inferiori rispetto al periodo invernale, nel quale si riescono a sfruttare tutte e cinque le ore in cui si ha la riduzione massima in corrispondenza al “livello di dimming” 60. Mediamente, nel corso dell’anno si ottiene

93 dunque un risparmio di energia pari a 16% circa rispetto al funzionamento a piena potenza.

Un ulteriore vantaggio che l’adozione di tali dispositivi elettronici presenta è rappresentato dal fatto che il sistema di regolazione del flusso luminoso proposto consente, anche in condizioni di piena potenza, di operare a una tensione applicata ai capi della lampada costante, preservando quest’ultima dagli inevitabili picchi che si verificano in maniera piuttosto frequente sulla rete elettrica e che determinano il rapido decadimento delle prestazioni della sorgente nel tempo e la riduzione della sua vita utile, incidendo di conseguenza sugli oneri relativi alla manutenzione della rete d’illuminazione.

Per quanto riguarda l’invio e la recezione di comandi e informazioni tramite onde convogliate tra i punti luce e la centralina di riferimento, le Control Box e gli alimentatori elettronici con tale dispositivo integrato offrono il grande vantaggio di fungere da ripetitore del segnale, il quale si ridonda di palo in palo evitando la necessità di ricorrere ad alcun sistema esterno; l’unico accorgimento consiste nell’evitare che tra il primo punto luce della linea e la centralina di riferimento non vi siano più di 300/400 metri, in modo da non incorrere in attenuazioni eccessive del segnale. Per distanze superiori, al massimo fino a 500/600 metri di distanza, è necessaria una valutazione ad hoc inerente lo stato e l’età della linea in oggetto e le peculiarità dell’ambiente contingente quali la presenza di disturbi rilevanti; per distanze superiori, comunque assai difficilmente riscontrabili, risulta inevitabile l’inserimento un apparecchio di ripetizione del segnale e un eventuale filtro di attenuazione dei disturbi.