EkoLum : Telegestión alumbrado público
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El documento describe el mercado del alumbrado público y los beneficios del alumbrado público inteligente. El alumbrado público tradicional tiene altos costos de energía y mantenimiento, y áreas oscuras. El alumbrado público inteligente usa un sistema en red que permite control individualizado de cada lámpara y monitoreo remoto, resultando en eficiencia energética, bajos costos y mejor seguridad.
EkoLum : Telegestión alumbrado público
- 1. de 1
- 2. Sección 1 Áreas de Negocio 2
- 3. Mercado en Alumbrado Público POBLACIÓN (MILLONES) # DE LÁMPARAS (MILLONES) Europa 728 73 América del Norte 400 40 Sur y América Latina 450 23 Japón 130 13 Corea del Sur 50 5 TOTAL 1,758 154 (Resto del Mundo) (4,400) (Desconocido) 3
- 4. Problemas con el Alumbrado Público Tradicional Costo de Energía - El costo de energía en alumbrado público equivale al 50% del presupuesto municipal Costo y limitaciones en mantenimiento - Revisión manual de fallos tiene costo alto - Tiempo perdido entre el fallo de lámpara y el reemplazo de la misma Áreas oscuras y luces averiadas, (seguridad peatonal baja) Contaminación lumínica - Energía gastada iluminando el cielo - Daño ecológico a aves e insectos Uso limitado de iluminación para mejorar la apariencia de los centros de las ciudades 4
- 5. Alumbrado público inteligente – Características del Sistema Eficiencia energética Amigable con el medio ambiente Sistema en red - Permite comunicación bidireccional a cada lámpara - Control individualizado de cada lámpara Bajo costo de instalación Bajo costo de mantenimiento y operaciones Independiente del fabricante de la lámpara 5
- 6. Alumbrado Público Control ON/OFF individual Control dimmer individual Estatus del foco y horas de encendido Detección automática y notificación de fallos Reloj astronómico (manejado por horarios) Consumo de energía por lámpara (calculado) Consumo de energía por segmento (medido) Sensores de luz ambiental para la optimización del nivel de luz en lámpara Según densidad del tráfico Sensores de clima Instalación, mantenimiento y control centralizados Integración con sistemas IT (facturación, GIS, mantenimiento, etc.) sin errores, parches u otros requerimientos especiales Protocolos de comunicación abiertos e interoperables 6
- 7. Convergencia entre Factores Ambientales y Factores de Servicio Ahorros de energía Mejoras en Seguridad Reducción de peatonal Contaminación Mejora el Aspecto Lumínica de la Ciudad Factores Ambientales La infraestructura del sistema proporciona la base para la gestión Factores de Servicio Satisfacción del Flexibilidad en la Cliente Reducción de Gestión de Mejora en el Costos de Clientes Servicio Mantenimiento 7
- 8. Los Actores Principales en el Mercado Municipios, síndicos y autoridades de caminos Compañías de alumbrado que fabrican lámparas, balastros y controladores inteligentes Integradores que crean soluciones a medida y las venden a municipios Compañías de servicios que gestionan alumbrado público Consultoras que trabajan para gobiernos 8
- 9. Beneficios de una Infraestructura en Red Medio Ambiente - Reducción drásticas en el uso de energía - Reducción de emisiones de CO2 - Reduccción de contaminación lumínica – Mejora en el aspecto de la ciudad Reducción de costos y aumento en la calidad del mantenimiento - Monitoreo individualizado de las lámparas - Detección de apagones - Detección temprana de fallos Fiabilidad y seguridad peatonal - Reportes y monitoreo en tiempo real - Históricos del rendimiento de las lámparas y el sistema en general 9
- 10. Beneficios de una Infraestructura en Red No hay limitaciones en la elección de la lámpara (independiente del fabricante) - Compatible con tecnologías futuras de iluminación - Enfoque gradual sobre la tecnología existente suaviza la curva de costos - Compatible con lámparas VSAP, LED, inducción, halogenuros metálicos Red simple y multi-propósito - Se pueden añadir dispositivos como sensores (de tráfico, ambiente, etc.) de manera sencilla - Independiente de las diferentes opciones de red de área amplia - Implementación de nuevos servicios sin cambios en la infraestructura (cargadores inteligentes de autos eléctricos) 10
- 11. Posicionamiento Municipios y autoridades de caminos - Enorme ahorro de energía - El más bajo costo de mantenimiento posible - Incrementa la seguridad peatonal - Convierte al alumbrado público en ambientalmente amigable - Amplia gama soluciones interoperables, proveedores y componentes, basados en ISO 14908 y comunicación estándar SOAP/XML 11
- 12. Posicionamiento Proveedores de servicio de alumbrado público - Aumenta la calidad del servicio - Bajo costo de mantenimiento - Aumenta la satisfacción y confianza del cliente - Generación de nuevos ingresos al proveer servicios relacionados al e-street (calles o caminos electrónicos) 12
- 13. Posicionamiento Fabricantes de luminarias - Obtienen confianza de sus clientes al ofrecer una solución total -El mejor camino para ser parte de un nuevo mercado en crecimiento - Sistema basado en una tecnología estándar ISO de gran confianza 13
- 14. Elementos Principales de una Red en Alumbrado Público Controlador de luz Power Line extremadamente confiable - Uso del cableado eléctrico existente para la alimentación y la comunicación, no hay necesidad de cableado adicional - Señalización estandarizada - Muchos fabricantes/proveedores en el mercado Aditel, Beta, Fulum, Kim, Romlight, SELC, Intron, Seiteco, Philips, etc. EkoLum Segment Gateway ® Controlador de segmento - Puente estándar para redes IP - Red Power Line, interfaz de medición, conexión para equipo futuro - Poderoso controlador de segmento Software central para instalación y gestión - Instalación automática - Gestión del flujo de información - Gestión del mantenimiento 14
- 15. Distribución de costos Adaptación en instalación ya hecha Balastro Electronico Lámpara Controlador Instalación Tecnología PL 29% 23% 11% 34% 3% 15
- 16. Distribución de costos Instalación nueva Instalación Poste Lámpara Balastro Inteligente Tecnología PL 25% 19% 50% 6% 0% 16
- 17. Cálculos en Ahorro – Adaptación en instalación ya hecha Costo de hardware: $400 por poste (balastro, accesorios, etc.) EkoLum Segment Gateway ®: $5 por poste (asumiendo 100 postes/segmento) Software HMI: $2 por poste (asumiendo 100 postes/segmento) Costo de instalación: $50 (depende de la ubicación) Costo por punto: $457 Costo total: $45,700,000 (asumiendo focos de100k) Ahorro en energía: $3,000,000 (asumiendo un 60% de reducción)* Ahorro en mantenimiento: $3,000,000 *(68 milliones kWh/año usados por las luces de 100k a $0,07/kWh) 17
- 18. Retorno de Inversión Retorno de Inversión = 7 años Desglose de Ahorro en Energía: - Control: ~40% - Óptica Moderna: ~20% - Lámparas modernas: ~10% Otros beneficios: - Reducción de emisiones de CO2: 25,000 ton/año - Seguridad peatonal en las calles - Mejor imagen de ciudad 18
- 19. Modelos de Financiamiento Autofinanciamiento - La ciudad paga por el sistema y recibe beneficios directos Préstamo bancario - Banco financía el sistema para la ciudad y recupera la inversión con intereses Financiamiento del proveedor de servicio - El proveedor de servicio paga por el sistema - La ciudad se mantiene pagando al SP quien pagó antes (energía y mantenimiento) - SP recupera la inversión con ahorros en energía y mantenimiento 19
- 20. Sección 2 Resumen de la Arquitectura del Sistema 2
- 21. Solución por Capas Sistema de Sistema de Acceso Usuario Final Servicio de facturación Notificación • Sistemas de gestión de energía Base de Datos Gestión • Gestión de Fallos 4 GIS de la Energía • Petición de servicio automatizada • Servicios de facturación Software Host • Instalación y mantenimiento • Base de datos y control central • Organización y almacenamiento 3 de datos • Interfaz con sistemas ERP Controlador de segmento • Recolecta info. de la lámpara • Gestiona la comunicación y los horarios de encendido 2 … … • Interfaz con herramienta de instalación Luminarias y controles … … • ON/OFF, dimeado, estatus del foco, horas de encendido, medición de energía, etc. 1 Segmento n Segmento n+1 • Medición de densidad de tráfico • Medición de iluminación 21
- 22. Lámparas y Controlador PL 22
- 23. En las Calles… Balastros Inteligentes Dimeado (se pueden configurar % de incrementos) Identificación automática de fallos Colección de datos Horas de uso de las lámparas Voltaje, corriente, temperatura del balastro, etc. Energía consumida (calculada) Protocolo estándar de comunicación (utiliza el estándar mundial ISO 14908-2), comunicación bidireccional en tiempo real 23
- 24. Tipos de lámpara más comunes Vapor de Mercurio - Muy común - Estan siendo reemplazadas por la poca eficiencia energética que ofrecen Sodio a Alta Presión y Halogenuros Metálicos - Las segundas más eficientes - Comúnmente utilizadas para reemplazar las lámparas de Vapor de Mercurio - Estandar para instalaciones nuevas y reemplazos en instalaciones ya hechas - CRI pobre Sodio a Baja Presión - Más eficiente - Reproducción de colores muy pobre LED - CRI muy bueno - Muy alta duración - Bajo costo - Mejora de la eficiencia - Mejora de lentes - Normativa más favorable en reducción de potencia 24
- 25. Estrategia de Sustitución de Lámparas Normalmente las lámparas de vapor de mercurio son usadas para alumbrado público y de exterior (estacionamientos, etc) Las lámparas antiguas están siendo reemplazadas por lámparas energéticamente eficientes de Descarga de Alta Intensidad (HID) como las siguientes: - Para alumbrado público Sodio a Alta Presión – 200W a 400 W (luz naranja-blanca) - Para bodegas/almacenes, exteriores y estacionamientos Halogenuros metálicos – 100W a 250 W (luz blanca) - Algunas ciudades (ej. San Jose, CA) utilizan Para alumbrado público - Sodio a baja presión - 180W (luz amarilla) 25
- 26. Tipos de Balastros y Controlador PL EMEA - 230V, 35W a 100W - Interfaz al balastro: serial, 1V a 10V, Dali, Madli, PL nativo US/Canada - 120V, 200W a 400W - Interfaz: serial, 1V a 10V, Madli, PL nativo Asia - 120V a 240 V - Interfaz = 1V a 10V, PL nativo 26
- 27. Power Line para Alumbrado Público ¿Por qué Power Line? - Elimina problemas de cobertura (típicos en radiofrecuencia RF) - No hay repetidores externos - No existen problemáticas emisiones vía radio - Repetidores integrados Robusto y probado - Más de 30 millones de medidores inteligentes instalados en todo el mundo - Basado en el estándar ISO 14908 - Soporta múltiples fabricantes - Decenas de instalaciones y proyectos pilotos en sistemas inteligentes de alumbrado público Sistema abierto - Dispositivos interoperables - No propietario (no está cerrado de cara al cliente) - Modular y con mucho futuro Reducido tiempo de comercialización y desarrollo certificado de dispositivos 27
- 28. Power Line vs. RF Independiente de futuros cambios o modificaciones (nuevas contrucciones o instalaciones, etc.) Repetidor incorporado Extremadamente confiable, tecnología probada Estándar mundial Medio de comunicación físico menos susceptible a manipulaciones y fácilmente detectable 28
- 29. Controlador PL Versión - 1 Filtro Controlador Balastro Lámpara de PL Magnético Mercurio Para instalaciones existentes (modificaciones bajo costo) - Funcionalidad limitada ON/OFF, dimeado solo de dos niveles (bi-level), diagnóstico limitado - Bajo costo - Solución Multi-box Posible instalación de tamaño ajustado 29
- 30. Controlador PL Versión - 2 Filtro Controlador Balastro Lámpara PL Electrónico VSAP Para instalaciones existentes (modificaciones avanzadas) - Funcionalidad avanzada ON/OFF, dimeado sin escalonamientos (continuo), dignóstico avanzado - Costo más alto - Grandes ahorro de energía - Mejor retorno de inversión - Solución Multi-box Posible instalación de tamaño ajustado 30
- 31. Controlador PL Versión - 3 Controlador PL+ Filtro + Lámpara Balastro Electrónico VSAP Para instalaciones existentes (modificaciones muy avanzadas) e instalaciones nuevas - Funcionalidad avanzada ON/OFF, dimeado sin escalonamientos (continuo), dignóstico avanzado - El más bajo costo - Instalación simple 31
- 32. Controlador PL Versión - 4 Controlador PL+ Filtro + LEDs Driver Para instalaciones nuevas – El futuro – Solución poco madura – Los más altos ahorros en energía – Funcionalidad total 32
- 33. Diferenciación de fabricantes Los fabricantes que usan el protocolo PL de EkoLum para comunicación en sus controladores pueden diferenciarse de los demás: - Por característica On/Off, dimmeado, medición de voltaje, horas de uso, detección de fallos, etc. - Por precio - Por factor de forma - Por tecnología de lámpara soportada Al igual que todos los navegadores Web están basados en TCP/IP pero son muy diferentes entre si… 33
- 34. … … Controlador de Segmento 34
- 35. En las calles… EkoLum Segment Gateway ® Controlador Inteligente de Segmento de Servidor Controlador Principal Local • Reloj astronómico y reloj en tiedmpo real incorporados • Horarios múltiples • Logs, alarmas, servidor Web HTML, etc. incorporados • I/O (entradas de medidores, digital, relés) • Extensiones MODBUS para medidores adicionales de datos • Programable • Interfaz Powerline con repetidor de señal Puente para redes de datos • Puerto Ethernet 10/100 integrado • Puertos seriales integrados para conectividad con módems GSM/GPRS • Colección en tiempo real usando el protocolo SOAP/XML • Gestión romota, localización y resolución de problemas, y actualizaciones • Los servicios de sistema on-site no requieren post instalación 35
- 36. Red Inteligente de Alumbrado Público Detrás del Panel EkoLum Segment Gateway ® Medidor Multi-Fase (opcional) 36
- 37. Repetidor PL El repetidor Power Line descubre dinámicamente los nodos y mantiene la mejor ruta de comunicación hacia cada lámpara - Extremadamente robusto incluso en líneas ruidosas - Alcanza distancias largas y los costos de instalación son bajos - No se ve afectado por modificaciones futuras (nuevas instalaciones, etc.) - EkoLum Segment Gateway ® gestiona la red - Hasta 200 nodos soportados 37
- 38. Sensor de Posición Astronómico Con EkoLum Segment Gateway ® se aprovecha la luz solar basándose en la posición del sol - Calcula la posición del sol basándose en latitud, longitud y hora del día 38
- 39. Sistema de facturación Sistema de Servicio de notificación base de datos GIS Gestión de la energía Software Host 40
- 40. Software Host : Plataforma EkoLum Sistema de facturación Sistema de Servicio de Notificación Base de Datos Gestión de GIS Energía Gestiona la instalación Nos dice donde están los fallos Revisa el buen funcionamiento del sistema Recoge, Organiza y Almacena los Datos Coloca la información en un nivel más alto de aplicación (en formato usable) 41
- 41. Instalación Simple y Fácil Uso Gestión Centralizada del Sistema en Página Web Página Web Multi-Ciudad, Segura y Personalizada 42
- 42. Instalación Simple y Fácil Uso Identificación y Diagnóstico de Fallos 43
- 43. Instalación Simple y Fácil Uso Monitoreo, Revisión, y Pruebas en Tiempo Real Control en tiempo real utilizando mapas de la ciudad 44
- 44. Sección 3 Instalación 4
- 45. EkoLum Segment Gateway, Simplifica la Instalación Principal desafío - La instalación puede ser hecha por electricistas sin conocimientos en LonWorks - Muchos dispositivos del mismo tipo (ej. lámparas) pueden ser instalados en el lugar correcto - El cambio de dispositivos dañados es simple - La funcionalidad del sistema es fiable y el mismo es revisada fácil y rápidamente Tiempo de instalación es Dinero! 47
- 46. Escenario de Instalación Típica 3 2 4 Bluetooth 1 1. Lee el ID del dispositivo mediante el escáner bluetooth de código de barras 2. Guarda la localización GPS del poste de luz utilizando una PDA 3. Descarga la información al software host 4. Remotamente envía la información al EkoLum gateway local 5 5. El dispositivo es descubierto automáticamente por el Gateway local 4
- 47. Gestión de Red Inteligente Configuración de nodo Configuración de Gateway Configuración de dispositivo 49
- 48. Gestión de Red Inteligente 50
- 49. Gestión de Red Inteligente 51
- 50. Gestión de Red Inteligente Búsqueda de nodo mediante latitud y longitud 52
- 51. Sección 4 Proyectos Pilotos y Proyectos Reales 5
- 52. Aplicación La arquitectura para luces inteligentes mencionada anteriormente es aplicada satisfactoriamente en: - Alumbrado público - Alumbrado de almacénes/bodegas - Estacionamientos públicos 56
- 53. Ejemplo de Proyecto de Alumbrado Público Ciudad de Oslo Proyecto basado en LONWORKS en la ciudad de Oslo e incluido en el “Clinton Climate Initiative Best Practices Group“ 10,000 lámparas de alumbrado público inteligentes que ahorran 1440 Toneladas de CO2 y reducen el consumo de energía un 70% 58
- 54. Ejemplo de Proyecto de Alumbrado Público Ahorro de Energía en Oslo 5
- 55. 6
- 56. 6
- 57. 6
- 58. Otros Ejemplos Bremen, Alemania: 150,000 lámparas (actualmente están siendo instaladas) Milton Keynes, Inglaterra: 400 lámparas (proyecto piloto) Holanda: 2,300 lámparas en autopistas (actualmente están siendo instaladas) Varna, Bulgaria: Aproximadamente 1000 lámparas en 2006 Sevilla, España: 200 lámparas (proyecto piloto) Estados Unidos: Más de 200 proyectos piloto 63
- 59. Gracias. 6