Modernizácia verejného osvetlenia ako výzva na úsporu a ochranu

V tomto roku majú obce a mestá opäť príležitosť získať nenávratné finančné príspevky prostredníctvom Operačného programu Konkurencieschopnosť a hospodársky rast (OP KaHR) v rámci opatrenia č. 2.2 Budovanie a modernizácia osvetlenia pre mestá a obce a poskytovanie poradenstva v oblasti energetiky, ktorého cieľom je podpora verejného sektora pri budovaní a modernizácii verejného osvetlenia v mestách a obciach. Predkladať by sa mali projekty, ktoré sú z hľadiska ekonomiky, a najmä ekológie navrhnuté tak, aby zodpovedali  potrebám konkrétnych miest a obcí.

Ministerstvo hospodárstva SR a Slovenská inovačná a energetická agentúra ako implementačná agentúra pripravili v roku 2008 pre záujemcov o budovanie a modernizáciu verejného osvetlenia príručku a hodnotiace hárky. Hodnotiace kritériá výzvy s dátumom predloženia 13. február 2009 boli v súlade s požiadavkami EÚ, t. j. s nárokmi Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Správne a objektívne vyhodnotiť desiatky projektov podaných v rámci OP KaHR však nemožno iba podľa zvolených kritérií. Podľa STN EN 13201-3 treba vykonať výpočet svetelnotechnických vlastností osvetlenia pozemných komunikácií, z ktorého je zrejmé, či sa zabezpečia požiadavky príslušnej technickej normy, koľko energie sa reálne ušetrí pri prevádzke verejného osvetlenia, či sa znížia svetelné emisie a takisto či sa pridelené finančné príspevky využijú skutočne účelne a efektívne.

Varovným príkladom môže byť módny trend ­verejného osvetlenia s použitím LED svietidiel (Light-Emitting Diode) živený rozličnými „priekupníkmi“. Žiadosti spracované na základe bombastických sloganov pochybných výrobcov sú zdanlivo optimistické a ambiciózne, nestoja však na reálnych základoch a nezodpovedajú skutočným potrebám miest a obcí. Preto treba v tomto roku pri podávaní žiadostí o nenávratné finančné príspevky prostredníctvom OP KaHR predkladať projekty budovania a modernizácie verejného osvetlenia, ktoré sú z hľadiska ekonomiky, a najmä ekológie navrhnuté tak, aby zodpovedali potrebám konkrétnych miest a obcí.

LED svietidlá verzus vysokotlakové výbojky
V projektoch sú povolené iba najefektívnejšie svetelné zdroje. Minimum je 87 lm/W. Vychádzajme z toho, že merný výkon vysokotlakových sodíkových výbojok osvetľovacích zariadení pozemných komunikácií dosahuje 141 lm/W, najvyšší merný výkon LED svietidiel v laboratórnych podmienkach však dosahuje iba 80 lm/W. Okrem toho sa pri svietidlách s LED zdrojmi treba starať nielen o povrchové teploty konštrukčných častí, ale osobitne aj o odvod tepla z P-N priechodu jednotlivých diód. Treba mať tiež na pamäti, že svetelný tok LED svietidiel sa s rastúcou teplotou lineárne znižuje. Nikde pritom nemožno zaručiť po celý rok ustálené poveternostné podmienky, predovšetkým teplotu. A práve od nej závisí aj životnosť LED svietidiel. V reálnych podmienkach majú tieto svetelné zdroje životnosť maximálne dvadsaťtisíc hodín, aj keď sa často (rozličnými obchodníkmi) proklamuje životnosť až stotisíc hodín. Vysokotlakové sodíkové výbojky zabezpečujú oproti tomu bezporuchovú prevádzku svietidiel počas minimálne štyroch rokov. Nemožno obísť ani problematickú výmenu LED svietidiel. Ich vývoj napreduje tak rýchlo, že typy, ktoré sú dnes na trhu, zajtra nenájdeme ani v bazári. Tento druh svetelných zdrojov je použiteľný iba pri triede osvetlenia S7, čiže v situáciách, pri ktorých sa nestanovujú nijaké svetelnotechnické požiadavky. Pritom v projektoch osvetlenia pozemných komunikácií by sa mal bežne brať do úvahy dopravný priestor triedy CE pre vodičov motorových vozidiel a pre iných používateľov pozemných komunikácií.

Z viacerých neúspešných projektov podaných do minuloročného termínu na predkladanie projektov (13. február 2009) možno vyčítať, že použitím LED svietidiel sa pri paušálnom čase svietenia 3 900 hodín za rok na jedno modernizované svietidlo usporí až 200 kWh. V tomto kritériu žiadatelia formálne splnili dôležité kritérium projektu. Lenže pôvodná vysokotlaková sodíková výbojka s príkonom 400 W má svetelný tok 56 500 lm, čiže merný výkon 141 lm/W. Aby ju LED svietidlo prekonalo, muselo by mať pri príkone 80 W merný výkon asi 706 lm/W. Teoreticky dosiahnuteľný merný výkon monochromatického žiarenia pri vlnovej dĺžke 555 nm pri dennom videní je pritom 683 lm/W. LED svietidlo s príkonom 80 W môže mať merný výkon iba okolo 45 lm/W. Modernizovaná vysokotlaková sodíková výbojka s príkonom 50 W vykazuje svetelný tok 4 400 lm, t. j. 88 lm/W. Z pohľadu predpokladaných príkonov tak dnes LED svietidlo nemôže konkurovať strednej triede vysokotlakových sodíkových výbojok.

Pri ekvivalentnej zámene má LED svietidlo o 30 W vyšší príkon než konvenčná výbojka, čo predstavuje ročnú stratu elektrickej energie s hodnotou 117 kWh na svetelný bod. Moder­nizácia verejného osvetlenia však nesmie poskytovať horšie svetelnotechnické vlastnosti než ­doterajšie osvetľovacie sústavy pozemných komunikácií. Z toho vyplýva, že bez predloženia tabuľky svietivosti, napríklad v najrozšírenejšom ­európskom formáte EULUMDAT, a svetelnotechnického výpočtu podľa príslušnej slovenskej technickej normy s použitím počítačových programov RELUX alebo DIALUX nemožno preukázať, že údaje projektu sú v súlade s výzvou.

LED svietidlá nemôžu dosahovať ani také závesné výšky a vzdialenosti medzi svietidlami ako bodové svietidlá s výbojkami, čo zvyšuje rozpočet a znižuje efektívnosť celého projektu. Sklon LED svietidiel v prevádzke do 15 stupňov od vodorovnej osi nahor zvýši svetelné emisie, čiže zapríčiní plytvanie svetlom. Inými slovami, fotometrické údaje rozloženia svetla z LED svietidiel sú dosiaľ veľmi zlé.

Ak majú pri ekvivalentnej zámene LED svietidlá vyšší príkon než konvenčné výbojky, neobstojí ani tvrdenie navrhovateľov o výrazných úsporách káblových rozvodov. Stmievateľné elektronické predradníky pre výbojky, ktoré zahŕňajú možnosť regulovať intenzitu osvetlenia v rozličných časových intervaloch, zabezpečia obci nielen úsporu energie až o 40 %, ale aj zníženie nákladov na prevádzku a údržbu efektívneho osvetlenia pozemných komunikácií.

Záver
Pri súčasnej vysokej cene a energetickej náročnosti LED svietidiel, keď nemožno zaručiť ich požadované parametre a riešiť skupinovou metódou údržbu, nie je reálne ich využitie na osvetlenie pozemných komunikácií. Vývoj týchto svietidiel, ktorý je finančne a časovo veľmi náročný, však pokračuje a určite príde čas ich použitia aj na stožiaroch s výložníkom alebo bez neho.

prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc. 

Autor bol v rokoch 1966 až 2008 pracovníkom Katedry elektroenergetiky FEI STU Bratislava. V rámci živnostenského podnikania sa naďalej orientuje na oblasť osvetlenia, na projektovanie osvetlenia a na proces merania svetla a farieb.

Foto: archív ELGO Lighting Industries S.A., Philips

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik.