Enerji verimliliği uygulamalarında adaptif yol aydınlatmaları

Abstract

Sokak aydınlatmaları ulaşım sisteminin önemli bir alt yapısını oluşturmaktadır. Standartlar doğrultusunda tasarlanmış bir aydınlatma sistemi trafik kazalarının azaltımını sağlarken, aynı zamanda sokakta işlenebilecek suçların önlenmesine de yardımcı olmaktadır. Sokak aydınlatmalarının uzun saatler çalışıyor olması ise insanların gece dışarıda özgürce dolaşmalarını sağlayarak sosyoekonomik yapının gelişiminde yardımcı olmaktadır. Aydınlatma günlük hayatımızda önemli bir rol oynuyor olmasına rağmen, ekonomik ve çevresel açıdan getirmiş olduğu mali yüklerden dolayı, sistemin sürdürülebilir olması önemli bir parametredir. Dünya üzerinde artan nufüs, kısıtlı olan enerji kaynaklarının kullanımını bir kez daha gündeme getirmiştir. Bundan dolayı enerji tüketiminin azaltılması, yaşam standartları ve konfordan ödün vermeden enerjinin doğru ve verimli bir şekilde kullanılması için çalışmalar yapılmaktadır. Şehir içi enerji tüketiminde önemli bir paya sahip olan sokak aydınlatmalarının da sürdürülebilir, güvenilir ve enerji verimli sistemler olarak tasarlanması için standartlar hazırlanmakta ve projeler yürütülmektedir. Teknolojide yaşanan gelişmeler ile daha az bakım gerektiren ve daha az enerji tüketimi sağlayan LED'li sistemler aydınlatma tasarımlarında yerini almıştır. Yol aydınlatmalarında LED'e dönüşüm ile elde edilebilecek enerji tasarruf değerlerinin yüksek olabilmesi için trafik güvenliğini tehlikeye sokmayan kontrol stratejileri ile otomasyon sistemlerinin kullanılması önerilmektedir. Otomasyon sistemleri kullanılarak yaratılacak kontrol stratejilerinin, yol aydınlatma standartlarında belirtilmiş olan aydınlatma kalite kriterlerinden ödün verilmeden gerçekleştirilmesi beklenmektedir. Değişen çevre koşulları, yolun kullanım durumu ve trafik akışındaki yaşanan değişimlerin anlık olarak takip edilmesi ile yeni aydınlık seviyeleri yaratılarak bu kalite kriterlerinin korunumu sağlanabilmektedir. Ayarlanabilir yol aydınlatması olarak tanımlanabilen bu sistemler Adaptif Yol Aydınlatması – ARL diye adlandırılmaktadır. Son yıllarda ARL sistemi hakkında yapılan çalışmalar yoğunluk kazanmış olsa da mevcut literatürdeki çalışmalar genellikle laboratuvar ortamında oluşturulan prototip sistemler ya da simülasyon şeklindeki uygulamalardır. Gerçek yol tesisatlarında farklı strateji ve senaryoların uluslararası standartlara göre uygulandığı saha çalışmalarının sayısı azdır. Bu konuda yol gösterici örnek uygulama, rapor ve şartname çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada doğru tasarlanmış LED'li yol aydınlatmalarında farklı kontrol stratejilerine sahip Adaptif Yol Aydınlatması uygulamalarının enerji tasarruf oranlarına katkılarının incelenmesi amaçlanmıştır. Enerji tasarruf oranları, taslak çalışması yürütülen EN 13201-5 standartında tanımlanmış enerji performans göstergeleri kullanılarak hesaplanmıştır. Mevcut durumda YBSBL'lı armatürlerle aydınlatılan M2 aydınlatma sınıflı yolun LED'e dönüşümü ile başlanmış, güneş batış ve doğuş saatlerine göre yol aydınlatmasının çalıştığı süreler, trafik yoğunluğu değişimi, ortam koşulları ve yağmurlu gün sayısı gibi veriler analiz edilerek yol aydınlatması otomasyon senaryoları oluşturulmuştur. LED'e dönüşüm ile %68,19 oranında enerji tasarrufu sağlanmıştır. Sonraki süreçte yolda önceden öğreti sistemine dayalı merkezi kontrol stratejisi (statik) ile araç takip sistemli stratejilerin (dinamik) birlikte kullanıldığı hibrit stratejili bir kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Statik ARL uygulaması ile %35,57 oranında ek enerji tasarrufunun elde edilebileceği, hibrit ARL uygulaması ile tasarruf oranının %45,93'e yükseleceği hesaplanmıştır. Yağış koşulları dikkate alındığında, statik adaptif ARL uygulaması ile %23 oranında enerji tasarrufu sağlanırken, hibrit ARL uygulamasında yağışlı koşullar dikkate alındığında enerji tasarruf oranı %29,69'a düşmektedir.