LED teknolojisi ve kontrol sistemleri sayesinde tünel aydınlatması son yıllarda önemli ilerleme kaydetti. Ancak tünellerin büyük çoğunluğu halen yüksek enerji tüketimine neden olan %100 HID çözümler ile aydınlatılıyor. Örneğin %100 HID çözümüyle aydınlatılan 300m uzunluğunda bir tünel için 100kW’tan daha fazla toplam güç tüketimi gerçekleşiyor. Bu nedenle tünel aydınlatmasında verimliliği artırırken tasarruf sağlayabilmek için göz önünde bulundurulması gereken 5 ana konu ise şu şekilde öne çıkıyor.

1) Aydınlatma kademelerinin etkin yönetilmesi  

2) Aydınlatma kademelerinin sayısının düzenlenmesi 

3) Aydınlatma seviyesinin trafik hızına göre ayarlanması 

4) Kontrol sistemlerinin kullanılması 

5) LED teknolojisi
 

 

Genellikle tünellerde giriş bölgesinde 4 farklı aydınlatma kademesi kullanılmaktadır. Schreder, Ekte tablo 1’de farklı aydınlatma kademelerini yönetmek için 3 alternatif örnek sunmaktadır. Birinci alternatif  “Basit” olarak tanımlanmaktadır ve tipik bir aydınlatma kademesi yönetimidir. Aynı armatür her aydınlatma kademesinde devrededir. Bu nedenle Devre 1 (C1)’de ki armatürlerin ışık kaynağı diğer ışık kaynaklarından daha önce kullanım ömrünü tamamlamaktadır. “Dim” olanağı sunan ikinci alternatif, ışık kaynaklarının yenilenmesi ve kurulum masraflarını optimize etmek üzere sadece ON/OFF değil, %50 dim ederek basit bir kontrol sistemiyle uygulanmasıdır. 

 

Üçüncü alternatif ise optimum çözümdür. Çünkü yönetim sistemi aynı aydınlatma kademesini sağlamak üzere farklı armatür grubu seçebilir. Bu alternatif ile ampul ve armatür yenileme sürelerini arttırmakta, bakım masrafları da önemli derecede düşürmektedir. 
 

► Tablo 1: Farklı Aydınlatma Kademelerinin Yönetimine Ait Tablo

 

Tünel giriş bölgesi genel olarak yüksek seviyede aydınlatılmaktadır. Bu yüksek seviyede aydınlatma CIE 88: 2004 eğrisini daha iyi kullanarak ve dış aydınlık seviyelerini dikkate alarak düşürülebilir. Örneğin aydınlatma kademelerinin 4’ten 8’e arttırılması %20’ye kadar tasarruf elde edilmesi imkanını sunmaktadır. 4 aydınlatma kademeli bir tünelde, L20 erişim bölgesindeki [Sekil 1a] parlaklık değerinin %60’a çıkması, yönetim sistemi otomatik olarak %100 aydınlatma kademesini devreye alacaktır. Bu durumda güç gerekenden %40 daha fazla tüketilmektedir.  Örneğin %75 gibi bir ara aydınlatma kademesi eklersek [Sekil 1b], kayıplar azalacaktır (%40 yerine % 15). 
 

 

Şekil 1 a: 4 Aydınlatma Kademeli Bir Tünelde, L20 Erişim Bölgesindeki Parlaklık Değer Grafiği

 

 

Şekil 1 b: %75 Gibi Bir Ara Aydınlatma Kademesi Eklendiğinde Parlaklık Değer Grafiği

Trafik hızı, tünel girişinde ihtiyaç duyulan parlaklık seviyesini belirlemede kritik bir unsurdur. Yine hız kriteri tünel aydınlatma tasarımında ilk enerji tasarruflarını oluşturmak için dikkate alınmalıdır.  Şehir tüneli olması durumunda trafiğin iş saatleri sebebiyle yoğun olduğu saatlerdeki trafik hızının ölçülmesiyle tünel girişindeki seviyeleri daha iyi uyarlayabiliriz. Bu uyarlama ile %5’den  %10’a kadar değişen enerji tasarrufları elde edilmektedir. 

 

Uygun ve esnek bir kontrol sistemi, aydınlatmayı trafik yoğunluğuna göre uyarlamak, kirlenme kontrolü, bakım ihtiyaç takibi gibi ekstra özellikleri entegre etmeye olanak sağlar. Armatürlerin, enerji tüketimleri, arızaları takip etmek ve raporlamak, tünel yöneticilerine ek bilgi ve görünürlük sağlamaktadır.
 

Geçmişte Tünellerin tamamı HID içeren armatürlerle aydınlatılırken, günümüzde giriş bölgesi için HID ve/veya LED çözümlere ve gerekliliklerin çok farklı olduğu iç bölgelerde ise neredeyse tamamıyla LED teknolojisine yönelmiştir. Giriş Bölgesi; ülkeye, tünel türüne, yönelimine, hızına, vb. bağlı olarak 150 - 350cd/m² parıltı değeri sağlanmasını gerektirmektedir. HID cözümü ile giriş bölgesi için 400W’a kadar olan kaynaklar kullanılmaktadır. Günümüzde gelişen LED teknolojisi ile LED’lerin ışık akısı bu yüksek güçlü HID kaynaklara alternatif olmuştur. LED uygulamalarda fotometrinin tünel geometrisine uyarlanabilme kolaylığı,  kurulumların daha az güç harcayarak aynı sonuçlara ulaşacağını garantilemektedir.  İç bölge için ihtiyaç genel olarak iki aydınlatma kademesidir: gündüz ve gece. Bu bölgede tamamıyla LED çözümlere yönelmek kolaydır, çünkü sadece 1 - 10cd/m² olan gereklilikler giriş bölgesinde ihtiyaç duyulandan çok daha düşüktür. LED kurulumların uzun kullanım ömrü de bir diğer avantajdır. 

HID, HIBRID veya LED Aydınlatma Çözümü?

Tünel uygulamaları içim en verimli ve uygun çözümü tam ve doğru olarak analiz edebilmek için 3 farklı kurulum türünü karşılaştırdık: 
 

► %100 HID 

► HİBRİD  (LED ve HID kombinasyonu) 

► %100 LED

 

Her kurulum için 2 tür tünel analiz edilmiştir. 220m uzunluk için 150cd/m²’lik Parlaklık Eşiği (Lth) ve 350m uzunluk için 350cd/m²’lik Parlaklık Eşiği (Lth). Gündüz aydınlatma kademesi  %100, %50, %25, %12,5 olacak şekilde dört kademe, gece kademesi de temel gündüz kademesinin %33’u olacak şekilde bir kademe olarak dikkate alınmıştır. 

 

► %100 HID kurulumu için armatürler HID ve bi-power balastları ile donatılmıştır. İç bölge ise HID veya fluoresanlarla aydınlatılmıştır. 

► HIBRID kurulum için İç bölge ve ilk iki aydınlatma kademesin de LED’lerle kullanılmıştır. Geriye kalan aydınlatma kademelerinde HID ampullü armatürler takılmıştır. LED armatürler iç kısım ve aydınlatma kademeleri arasında değişmek üzere dim edilebilir.

► %100 LED kurulumu için tüm armatürler LED’lerle donatılmıştır ve dim edilebilmektedir.

Bu üç farklı kullanım yıllık enerji tasarrufu, bakım, yenileme ihtiyaç periyodu ve kurulumdaki armatür sayısı dikkate alınarak karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonuçları özetle aşağıda yer almaktadır.
 

 

Bu karşılaştırma çalışmasının en önemli sonucu; Tünel Aydınlatması için aydınlatma kontrolü yol aydınlatmasından bile daha gereklidir. Basit aydınlatma kontrol yönetimi bile HID ile ilginç tasarruflar elde etmeyi mümkün kılmaktadır. Yüksek seviyede enerji tasarrufu ve düşük bakım masrafları sağlayabilecek verimli çözümler elde edebilmek için dim edilebilir, LED armatürler kullanılması gerekmektedir. LED ve donanım sürücülerindeki gelişmeler artık tüm tünel uygulama ihtiyaçlarını karşılamak üzere yüksek lümen paketleri sunmaktadır. Ayrıca, LED çözümü tarafından sunulan beyaz ışık daha yüksek CRI özelliğide dikkate alındığında sürüş esnasında daha iyi görüş sunar ve tünel şartlarında genel güvenlik hissini artırmaktadır.

LED teknolojisi ve kontrol sistemleri sayesinde tünel aydınlatması daha verimli, daha güvenli ve daha konforludur. 

Kaynak: