Утицај примене LED технологије на енергетску ефикасност и квалитет електричне енергије у адаптивном уличном осветљењу

Abstract

Тема докторске дисертације је утврђивање оправданости употребе LED технологије у уличном осветљењу, поређењем релевантних показатеља енергетске ефикасности, квалитета електричне енергије, економских и других параметара инсталација уличног осветљења изведених помоћу LED светиљки и конвенционалних (натријумових или метал-халогених) светиљки, уз уважавање употребе система за регулацију светлосног флукса и ефеката мезопског виђења. Циљ дисертације је утврђивање објективних и субјективних показатеља примене LED технологије у уличном осветљењу, са аспекта енергетске ефикасности, квалитета електричне енергије, параметара електричних инсталација уличног осветљења, боје светлости и економских параметара. Доприноси дисертације се огледају у утврђеним зависностима активне снаге, реактивне снаге, фактора снаге, THD напона и THD струје од светлосног флукса за различите типове светиљки, на основу којих су дати поступци и мере за смањење негативних утицаја LED светиљки на квалитет електричне енергије. Применом утврђених зависности које се односе на активну снагу, за неколико реалних саобраћајница представљене су могућности за уштеде електричне енергије у уличном осветљењу на годишњем нивоу које обезбеђује примена LED уместо конвенционалних светиљки (како у нормалном режиму, тако и у комбинованим режимима адаптивног уличног осветљења), као и могућности за додатне уштеде електричне енергије уважавањем мезопских ефеката. Представљена је и свеобухватна анализа којом су утврђене стварне могућности за уштеде електричне енергије и стварни финансијски ефекти примене LED технологије у уличном осветљењу. Утврђене су и предности и недостаци примене LED технологије са аспекта параметара инсталације уличног осветљења (пресека кабла, пада напона и ефикасности заштите у случају квара). На основу резултата субјективних евалуација пешака и возача, дате су и препоруке за примену LED пакета одговарајуће боје светлости.

The topic of the doctoral dissertation is the determination of the justification of the use of LED technology in street lighting, comparing relevant indicators of energy efficiency, power quality, economic and other parameters of street lighting installations realised with LED luminaires and conventional (high-pressure sodium or metal-halide) luminaires, taking into account the use of a system for the regulation of the luminous flux and the effects of mesopic vision. The aim of the dissertation is the determination of objective and subjective indicators of the application of LED technology in street lighting, in terms of energy efficiency, power quality, parameters of electrical installations of street lighting, colour of light and economic parameters. The contributions of the dissertation are reflected in the determined dependences of active power, reactive power, power factor, THD voltage and THD current on the luminous flux for different types of luminaires, based on which procedures and measures aimed to reduce negative effects of LED luminaires on power quality are given. By using the determined dependencies related to active power, for a few real streets (roads) possibilities for electricity savings in street lighting provided by the use of LEDs instead of conventional luminaires (both in the normal and combined regimes of adaptive street lighting), as well as the possibility of additional energy savings that involve mesopic effects, are presented. A comprehensive analysis, which determined the real possibilities for electricity savings and real financial effects of the application of LED technology in street lighting, was presented. The advantages and disadvantages of the application of LED technology from the aspect of parameters of street lighting installations (cable cross-section, voltage drop and efficacy of the protection system in case of failure) have been determined. Based on the results of subjective evaluation by both pedestrians and drivers, recommendations for LED luminaires of appropriate colour of light are given.