Разговор об интеллектуальных системах освещения следует начинать с уточнения: о какого рода интеллектуальности идёт речь. В этом собирательном понятии можно выделить как минимум четыре группы, включающие в себя драйверы, светильники и сетевое оборудование, которые позволяют решать задачи разной сложности:
1. Системы группового управления
Интеллектуальность базового уровня проявляется в возможности изменения светового потока светильников в зависимости от внешних условий.
Этими условиями могут быть:
- расписание, которое определяет снижение светового потока и потребления электроэнергии в вечерние и ночные часы;
- сигналы датчиков освещённости или присутствия, позволяющие снижать световой поток и потребление электроэнергии, когда хватает естественного освещения или отсутствуют люди;
- команды, посылаемые вручную, когда человек хочет самостоятельно снизить уровень освещённости.
Основной выгодой от добавления такого рода интеллектуальности в систему освещения является, очевидно, экономия электроэнергии. При этом стоимость такой системы оказывается достаточно низкой, т.к.
функционал у неё предельно простой. В случае группового управления изменять световой поток можно либо у группы светильников, либо у всех имеющихся в сети светильников сразу. Что не всегда допустимо.
В области внутреннего освещения наиболее простой и популярной сейчас является система группового управления 0-10 В, в которой на специальный вход драйвера или электронного пускорегулирующего аппарата подаётся постоянное напряжение (рис. 1).
Величина этого напряжения определяет величину светового потока светильника: 0 В — 0 %, 10 В — 100 %.
Аналогичным образом функционирует система управления 1-10 В, только величина управляющего напряжения в 1 В определяет минимально возможный световой поток, а при подаче 0 В на вход управления, светильник выключается.
Рисунок 1. Пример возможной сети с групповым управлением по протоколу 0-10V.
В области уличного освещения наиболее простой и популярной является система снижения светового потока светильников за счёт снижения напряжения питания на линии. В качестве примера можно назвать систему управления «БРИЗ» компании Светосервис ТелеМеханика, «Кулон» компании Сандракс, регуляторы напряжения компании Reverberi.
Изначально такие системы были рассчитаны на работу с газоразрядными источниками света и электромагнитными балластами, но с появлением электромагнитных источников питания для полупроводниковых источников света стало возможным применениев составе таких систем управления и светодиодных светильников.
Например: GALAD Победа LED, GALAD Омега LED или GALAD Волна LED.
В системах группового управления уличным освещением так же можно встретить датчики освещённости, которые автоматически включают и выключают каждый светильник или линию светильников при наступлении сумерек (рис. 2).
Рисунок 2. Датчик освещённости на газоразрядном светильнике в Нью-Йорке, США.
2. Системы адресного управления
Интеллектуальность стандартного уровня. Такие системы помимо того, что обладают функционалом групповых, позволяют управлять световым потоком отдельно взятого светильника. Зачем это нужно? Рассмотрим, например, автомобильную дорогу с несколькими перекрёстками и пешеходными переходами.
В вечерние и ночные часы при интенсивности движения пешеходов менее 40 чел./ч и транспортных средств в обоих направлениях менее 50 ед./ч мы, в соответствие с ГОСТ Р 52766-2007 «Дороги автомобильные общего пользования. Элементы обустройства. Общие требования», имеем возможность снизить на 50% уровень наружного освещения (рис. 3).
Но при этом снижение освещенности поверхности проезжей части в местах пешеходных переходов, расположенных в населенных пунктах, стандартом не допускается. И это вполне логично, водитель должен хорошо различать пешеходов в любое время. Да и на перекрёстках снижение светового потока тоже не желательно.
В таких условиях групповое управление допустимо только, если светильники на перекрестках и переходах не оборудованы интеллектуальными драйверами и не понимают команд управления, или вообще питаются от отдельной линии. Это может быть неудобно и непрактично с точки зрения монтажа и эксплуатации.
В большинстве случаев при возникновении указанных противоречий на такой улице просто не будут вообще снижать световой поток светильников. В то же время адресное управление без проблем позволяет снизить световой поток только там, где это допустимо нормами.
В этом и заключается основное преимущество адресного управления в сравнении с групповым: ещё больший потенциал экономии электроэнергии при одинаковой структуре и однородности сети управления освещением.
Рисунок 3. Пример диммирования наружного освещения в ночные часы.
Разумеется, расширение функционала неизбежно приводит к увеличению и сложности и стоимости системы, поэтому уже нельзя сказать, что система адресного управления относится к наиболее бюджетному решению.
Наиболее распространённые системы адресного управления в области внутреннего освещения на данный момент строятся на базе протокола DALI. Этот цифровой протокол изначально был рассчитан на управления электронными балластами люминесцентных ламп и тиристорных диммеров ламп накаливания, но с появлением светодиодных драйверов распространил свой функционал и на них.
Для адресного управления в уличном освещении сейчас применяются различные решения: это и всевозможные системы на базе беспроводных цифровых протоколов радиосвязи типа ZigBee, позволяющих создавать сложную многоячейковую сеть и автоматически перестраивать маршруты передачи сообщений по сети в случае каких-либо неполадок; и высокочастотная коммуникация по линии питания PLC; и системы модуляции амплитуды питающего напряжения типа SEAK. Вариантов много, все они имеют свои плюсы и минусы, назвать какой-то конкретный вариант в качестве наиболее популярного сложно.
3. Системы управления с мониторингом и обратной связью
Интеллектуальность продвинутого уровня. Вобрав в себя функциональные возможности ранее описанных вариантов, такие системы управления позволяют так же осуществлять контроль состояния светильника и передавать по сети управления информацию о своём состоянии и статистику работы на сервер, удалённый диспетчерский пульт, мобильные терминалы и т.п. (рис. 4).
Зачем это нужно? Если говорить не только о светодиодных светильниках, но и о газоразрядных, то электронный пускорегулирующий аппарат с функцией мониторинга напряжения на лампе позволит заранее определить приближение конца срока службы лампы.
К концу срока службы напряжение на лампе значительно возрастает, и если её не заменить, через какое-то время процесс горения может стать нестабильным.
Светильник может выйти из строя, войдя в циклический режим перезажигания лампы с длительными паузами, в которых лампа остывает и не светит. Наличие в ЭПРА функции обратной связи позволит передать информацию о грядущем окончании срока службы лампы в обслуживающую организацию.
Таким образом, возникает принципиальная возможность заранее выехать к конкретному светильнику и заменить в нём лампу, не допуская выход светильника из строя.
В обычной сети освещения лампы в светильниках меняют планово: проезжает машина с обслуживающим персоналом и осуществляет замену ламп во всех светильниках на линии. При этом часть светильников может быть уже с нерабочими лампами, но чаще всего такую замену делают задолго до окончания срока службы лампы, не допуская выхода светильников из строя.
Соответственно, все лампы недоиспользуются. При наличии мониторинга и обратной связи отпадает необходимость в плановой замене. Соответственно, снижаются расходы на обслуживание линии, поскольку лампы могут эксплуатироваться более длительный срок, а для их замены персонал может выезжать к конкретному светильнику, не тратя время на его поиски.
В светодиодных светильниках предсказать заранее выход светильника из строя сложнее, мониторинг состояния светодиодного модуля направлен, скорее, на своевременное выявление аварийных ситуаций и оповещении о выходе из строя, что позволяет оперативно провести ремонт или замену светильника, не допуская длительного перерыва в освещении.
Рисунок 4. Пример системы управления освещением с мониторингом и обратной связью.
Мониторинг может так же включать в себя накопление информации о сроке службы светильника, потребляемой электроэнергии и качестве питающей сети. Обратная связь позволяет получать своевременную информацию о неисправностях в светильнике, получать данные мониторинга, производить удалённую диагностику.
Основным преимуществом по сравнению с уже рассмотренными системами управления освещением является ещё больший потенциал экономии, но уже не только за счёт оптимального снижения потребляемой электроэнергии, а ещё и за счёт снижение расходов на обслуживание и эксплуатацию.
Разумеется, за расширение функционала и сложности приходится платить. Помимо прямого увеличения стоимости самой системы увеличиваются так же и требования к персоналу, который данной системой пользуется. Более квалифицированный персонал обходится дороже.
Стоит так же отметить, что существуют определённые трудности с расчётом экономической выгоды от внедрения таких сложных систем управления освещением: выгода от снижения затрат на эксплуатацию чаще всего менее очевидна, чем экономия электроэнергии.
Примером интеллектуальных систем с мониторингом и обратной связью могут послужить некоторые решения, применяемые и в групповом управлении. Для внутреннего освещения это протокол DALI, в котором заложена возможность реализации обратной связи.
От конкретного производителя драйверов и систем управления будет зависеть, реализована данная возможность или нет.
В качестве примера системы управления уличным освещением с обратной связью и мониторингом можно привести систему INCITY компании Thorn Lighting.
4. Встраиваемые системы и системы с атипичным функционалом
Наиболее сложные и интеллектуальные системы. Обладая функционалом всех ранее перечисленных систем управления освещением, могут быть встроены в более сложную систему управления. Например, в систему управления зданием, в которую так же могут входить системы отопления, кондиционирования и вентиляции, системы охраны и пожарной сигнализации, системы контроля доступа и пр. (рис. 5).
Рисунок 5. Пример интеграции системы управления освещением на основе протокола DALI в систему управления зданием на основе BACnet протокола.
Как правило, специализированными системами управления оборудуются только очень крупные здания, такие как торговые и офисные центры, гостиницы и пр. Поэтому отличительной особенностью встраиваемых систем управления освещением является масштабность и сложность, большое количество светильников, датчиков и сетевого оборудования.
Чем больше и сложнее система управления освещением, тем полнее может быть раскрыт её потенциал, и тем очевиднее экономия электроэнергии и снижения затрат на обслуживание.
Например, если в системе освещения присутствуют автономные светильники аварийного освещения, то функция удалённой проверки работоспособности избавляет от необходимости планового обхода и ручного контроля.
Вместо того чтобы тратить несколько дней, обходить всё здание и сотни раз нажимать кнопку «тест» на этих аварийных светильниках, достаточно нажать одну кнопку на клавиатуре в диспетчерской и спустя секунды получить отчёт о работоспособности нужных нам светильников.
Как правило, в качестве встраиваемых систем используются всё те же системы с обратной связью, но к ним добавляется специальное устройство — шлюз протоколов, которое выступает в роли некоего переводчика с языка вышестоящей системы управления на язык системы управления освещением, и в обратную сторону.
К встраиваемым можно так же отнести и системы управления уличным освещением, интегрированные в «Умный город». В этом случае у светильников появляется атипичный функционал. Светильник может являться точкой доступа Wi-Fi (рис. 6), обеспечивающей бесплатный доступ к Интернету всем желающим.
Рисунок 6. Схема расположения светильников с Wi-Fi доступом в сеть Интернет в городе Плэйнвиль, штат Коннектикут, США.
Светильник может быть оборудован камерой видеонаблюдения, данные с которой передаются посредством всё того же Wi-Fi соединения городским органам правопорядка[1].
Светильник может быть оборудован специальным микрофоном и системой распознавания выстрелов огнестрельного оружия[2], для своевременного реагирования на правонарушения. Все эти несвойственные светильнику функции не дают прямой коммерческой выгоды от их внедрения.
Выгода здесь может быть только косвенная и на уровне города: снижение уровня преступности, улучшение финансовой привлекательности районов, создание комфортной для жителей среды.
Прямая коммерческая выгода от внедрения настолько интеллектуальных систем управления освещением обеспечивается всё теми же функциями, что были перечислены ранее: мониторинг, обратная связь, адресное управление.
Художественное освещение
Рассмотренные группы интеллектуальных систем относятся в первую очередь к освещению улиц, дорог, площадей, внутренней части зданий и прилегающих к ним территорий. Это те области городского пространства, в которых можно добиться определённой экономии, о чём уже было сказано.
Но стоит так же отметить и ещё одну область, где интеллектуальность управления освещением существенной экономии не даёт, но, тем не менее, востребована — это архитектурное и художественное освещение.
Интеллектуальность здесь позволяет добиться более яркого художественного образа, который к тому же можно гибко настраивать и изменять.
Выгода от внедрения в городском пространстве таких интеллектуальных систем возникает косвенная, связанная, опять же, с повышением визуальной привлекательности города и декларированием его финансовой состоятельности. Технически систему управления архитектурным и художественным освещением можно причислить к любой из четырёх описанных ранее групп.
На сегодняшний день управление художественным освещением реализуется в основном с помощью протокола DMX512 и оборудования, которое его поддерживает (рис. 7).
Изначально этот протокол разрабатывался для управления концертным оборудованием (диммерами, прожекторами, стробоскопами, дымовыми машинами и т. д.), но функционал и техническая реализация оказались весьма востребованы и в управлении светильниками для архитектурной и художественной подсветки.
В случае, когда системе управления требуется обратная связь, используется доработанная версия DMX512 протокола под названием RDM.
Рисунок 7. Внешний вид контроллера БРИЗ-DMX компании Светосервис ТелеМеханика для архитектурно-художественной подсветки.
Управление освещением в России
В то время как в США сейчас наблюдается настоящий светодиодный бум в уличном освещении и сопутствующее ему внедрение самых передовых и сложных интеллектуальных систем, в России и СНГ в уличном освещении по-прежнему остаётся востребованным наиболее бюджетное и эффективное групповое управление, с базовым уровнем интеллектуальности.
Интеллектуальное управление наружным освещением базового уровня реализовано во многих крупных городах России.
Так, например, АСУО «БРИЗ» компании Светосервис ТелеМеханика успешно применяется на значимых, крупных объектах, автомагистралях, тоннелях, мостах и в составе систем управления освещением в Москве и Московской области, Санкт-Петербурге, Пскове, Ярославле, Североуральске, Барнауле, Новосибирске, Алматы, Бишкеке.
Эта система управления также с успехом применяется на объектах архитектурно-художественного освещения. В качестве примера реализованных в одной лишь Москве объектов можно привести: памятник Ю.А.
Гагарину, Третьяковскую галерею, Патриарший пешеходный мост, Донской монастырь, памятник крестителю Руси святому равноапостольному князю Владимиру, здание на ул. Б. Никитская, 55/52, с.1 (рис. 8); здание в Петровский пер., 6, с.1 (рис. 9).
В городе Мытищи АСУО «БРИЗ» применяется для управления освещением городской администрации (рис. 10).
Рисунок 8. Пример реализации системы управления архитектурной подсветкой на ул. Большая Никитская, Москва.
Рисунок 9. Пример реализации архитектурной подсветки здания в Петровском переулке, Москва.
Рисунок 10. Пример реализации управления освещением здания администрации города Мытищи.
Ссылки:
Системы освещения | Philips
Системы освещения Philips способствуют комфорту, производительности и безопасности пользователей. Они помогают улучшить облик помещений и открытых пространств, преобразуют окружающую обстановку.
Наши системы освещения сочетают современное световое оборудовнание: обычные и светодиодные светильники, отвечающие мировым стандартам, с аналоговыми и цифровыми системами управления, которые позволяют обеспечивать нужное освещение там, где оно необходимо и когда оно необходимо.
Являясь лидерами в области революционной светодиодной технологии, при разработке систем освещения мы уделяем особое внимание энергоэффективности, устойчивому развитию и сокращению эксплуатационных расходов.
Мы ставим во главу угла благоустройство и эффективность помещений и открытых пространств, предоставляя полный спектр решений от функционального общего освещения до впечатляющего архитектурного, которые привлекают внимание к вашему бренду, а также способствуют социальному взаимодействию и повышению лояльности ваших клиентов.
Компания Philips располагает бесценным опытом и техническими возможностями для реализации ваших целей по созданию эффективных систем освещения. Можете не сомневаться: мы поймем ваши потребности и поможем подобрать и воплотить в жизнь инновационные решения, которые обеспечат идеальное освещение именно для вас.
- «Умный город» Мы совместили светодиодные технологии и интернет вещей. Управляйте освещением города дистанционно — контролируйте яркость уличных светильников, изучайте отчеты об их состоянии и планируйте технические работы. Сделайте город по-настоящему светлым и уютным. Подробнее
- TotalTunnel TotalTunnel — это сетевая система освещения от компании Philips для туннелей и подземных переходов. Огромный опыт в сфере светодиодных технологий и систем управления позволяет нам создавать для клиентов индивидуальные решения. Подробнее
- Arena Experience Сделайте стадион универсальной ареной для мероприятий. В ArenaExperience входит всё для освещения спортивного комплекса: светильники для фасада и улиц, прожекторы для освещения залов, светодиодная заливающая подсветка, интеллектуальная система управления освещением. Подробнее
- Динамическое освещение Вдохните новую жизнь в свои помещения при помощи световых решений, которые адаптируются к вашим потребностям и настроению. Подробнее
- Luminous Textile Решение, которое позволяет экспериментировать с цветом, движением, текстурой и светом. Вы можете выражать свои эмоции, создавать смелый дизайн и оживлять пространства. Подробнее
- OneSpace Установите в офисе стильные светодиодные потолочные панели, которые поддерживают в помещении эффект комфортного дневного света круглые сутки и делают современным любой интерьер. Подробнее
- HealWell Повышение комфорта пациентов благодаря способствующим здоровому сну и снижению тревожности световым решениям для больниц Подробнее
- CrispWhite Создавайте завораживающие покупателей витрины при помощи световых решений с ультрабелым светом для магазинов Подробнее
- PerfectAccent Создавайте потрясающие выкладки товаров с помощью оптики для акцентного освещения нового поколения, которая повышает производительность светодиодов Подробнее
- StoreWise Система StoreWise предназначена для автоматического управления освещением розничных магазинов с расширенными функциональными возможностями, простым процессом установки и дальнейшего управления прямо из коробки. Подробнее
- AmbiScene AmbiScene открывает перед продавцами новые возможности. Благодаря этому световому решению у вас появляется множество новых способов привлечь клиентов и побудить их вернуться. Подробнее
- GreenWarehouse Система освещения для склада Philips GreenWarehouse поможет осветить склад рационально и эффективно. Включает в себя разные типы светодиодных светильников с возможностью уменьшения яркости света и беспроводную систему управления — для простой настройки зон и перенастройки по мере необходимости. Подробнее
- SchoolVision Блестящее будущее для детей благодаря оптимизации условий обучения с помощью системы освещения SchoolVision Подробнее
с системой управления светодиодным освещением 
Использование энергоэффективного освещения — только в нужном месте в нужное время 
Влияние на настроение, повышение комфорта пользователей
Создание обстановки, способствующей выздоровлению, поддержание домашней атмосферы 
Великолепное освещение может оживить облик вашего бренда 
с помощью динамичного управляемого цветного, белого или 4-х канального освещения (RGBW, RGBA) 
Удивляйте и поражайте масштабными световыми шоу с изменением цвета 
Увеличение жизнеспособности, процветания и производительности с помощью света 
Красивое освещение фасадов, памятников, мостов и дорог Расписания и правила автоматически регулируют уровень освещенности и изменяют сценарии освещения
Из чего состоит система освещения? В минимальной комплектации системы освещения состоят из светильников, тех или иных средств управления и сервисов.
Выберите из тысяч светодиодных профессиональных светильников Philips для любых областей применения.
Изучите наш ассортимент систем управления освещением
Организуйте освещение в соответствии со своими потребностями при помощи нашего полного спектра аналоговых и цифровых систем управления. Компания Philips предлагает все возможные варианты: от кнопочных панелей, сенсорных экранов и датчиков до сложных систем управления, способных по отдельности контролировать десятки тысяч световых точек.
Наши сервисы помогут вам на каждом этапе: при подборе, установке, вводе в эксплуатацию и во время эксплуатации систем освещения.
Подробнее об услугах компании Philips
- Для городских пространств Наружное освещение городов Philips Lighting. Сетевые системы светодиодного освещения для городских пространств — сокращение энергопотребления, оптимизация дорожного и уличного освещения. Подробнее
- Для офисов и промышленного производства Оптимально освещенные помещения улучшают облик офиса, помогают набирать и удерживать ценных сотрудников и повышают общую стоимость объекта. Подробнее
- Для магазинов и гостиниц Светодиодные решения для освещения магазинов, торговых помещений и площадей Philips Lighting. Энергосберегающие светильники для магазинов. Большой выбор, узнать стоимость и купить. Подробнее
Системы автоматического управления наружным освещением
| Рубрика: | Экономия электрической энергии При потреблении. |
| Классификация технологии: | Технологический. |
| Статус рассмотрения проекта Координационным Советом: | Не рассматривался. |
| Объекты внедрения: | Системы освещения. |
| Эффект от внедрения: | — для объекта сокращение потребления электроэнергии до 30%; —для муниципального образования дает возможность администрациям муниципальных районов непосредственно управлять использованием электроэнергии в наружном и уличном освещении, снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной электрической мощности. |
- Введение
- Система управления наружным освещением — это систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом.
- Системы управления разделяют на два больших класса:
- Автоматизированные системы управления (АСУ) — с участием человека в контуре управления;
- Системы автоматического управления (САУ) — без участия человека в контуре управления.
В настоящее время стало очевидным, что внедрение автоматизированной системы управления наружным освещением позволяет осуществлять телекоммуникационный контроль состояния сетей и приборов уличного освещения, управлять режимами горения светильников, дистанционно управлять освещением улиц по заранее заданному графику, а также вести учет энергопотребления и следить за эффективным использованием электроэнергии.
Современные системы автоматизации — это не просто дань моде, они имеют и экономические преимущества:
- в автоматическом режиме строго соблюдается расписание, т.к. исключается влияние человеческого фактора;
- нет необходимости выезжать на проверку включения или отключения освещения;
- в случае не отключения освещения не происходит потерь электроэнергии, т.к. диспетчер оперативно об этом оповещается и принимает соответствующие меры (ранее о не отключении сообщали через несколько часов граждане — потери могли быть значительными);
- для осуществления технического учета энергии нет необходимости выезжать и снимать показания со счетчиков визуально;
- телеизмерения позволяют оперативно выявлять несанкционированные подключения к сетям освещения и выявлять хищения электроэнергии;
- с помощью телеизмерений напряжений, токов и мощностей можно осуществить первичную диагностику осветительной сети в случаях каких-либо аварий;
- более надежная система, построенная из современных компонентов, требует меньше затрат на свое обслуживание.
Существующее положение
Существующие системы управления наружным освещением можно подразделить на несколько классов. Во-первых, — это местное управление, — обеспечивающееся посредством установки коммутационных и управляющих аппаратов непосредственно в линиях, питающих осветительную аппаратуру (на щитах подстанций, магистральных щитах и т.д.).
Однако такие системы применяются только в небольших обособленных осветительных сетях, имеющих один центр питания. В основном же, сети уличного освещения городов имеют сложную разветвленную структуру и множество центров питания.
Поэтому, в таких системах предусматривается дистанционное управление освещением, — как правило, это достигается благодаря установке магнитных пускателей в линиях питающей и групповой сетей. Такая система включается с единого диспетчерского пункта.
Причем, сигналом на включение линии, питающейся от подстанции, будет являться наличие напряжения на конце линии, питающейся от предыдущей подстанции.
То есть, — в установках наружного освещения городов и населенных пунктов широко применяется каскадная схема дистанционного управления, при которой управление участками распределительных линий наружного освещения осуществляется путем подключения катушки магнитного пускателя второго участка в линию первого, катушки пускателя третьего участка в линию второго, и т.д. Возможна и телемеханическая схема, при которой включение и отключение магнитных пускателей производится из диспетчерского пункта с помощью телемеханических устройств.
Кроме этого, широко используются и автоматическое программное или фотоавтоматическое управление — с установкой магнитных пускателей в линиях освещения и программного реле, фотореле или фотоэлектрического автомата, включающих освещение в зависимости от уровня естественной освещенности или времени суток.
Для уличного освещения городов и населенных пунктов системы дистанционного управления освещением предусматривают два режима работы осветительных установок — вечерний и ночной.
При вечернем режиме включены все осветительные приборы, при ночном, когда интенсивность движения падает, — часть осветительных приборов отключается (обычно отключают светильники, подключенные к какой-нибудь одной или двум фазам).
Однако при этом увеличивается до недопустимых пределов коэффициент неравномерности освещенности дорожного полотна по формуле (1):
где KНЕР — коэффициент неравномерности освещенности, Emax — максимальная освещенность (Лк), Emin — минимальная.
Перечисленные выше системы управления нельзя назвать высокоэффективными c точки зрения энергосбережения из-за целого ряда причин. Во-первых, — ручные системы включения — отключения освещения, как показывает практика их эксплуатации, несут большой перерасход электроэнергии (часто связанный с человеческим фактором).
Во-вторых, — как уже было отмечено, — низкоэффективное управление мощностью системы освещения (в вечерние и в ночные часы), приводящее к повышению коэффициента неравномерности освещения.
В-третьих, — отсутствие оперативного контроля состояния осветительных сетей и за доступом в шкафы уличного освещения (ШУО) с целью хищения цветных металлов и оборудования (что особенно важно в последнее время).
Решение
Таким образом, можно сделать вывод о необходимости создания автоматизированных систем управления освещением (АСУО), позволяющих не только включать — отключать освещение улиц, но и регулировать энергопотребление системы, контролировать целостность оборудования и несанкционированный доступ, вовремя сигнализировать оперативному персоналу об аварийных ситуациях в сети.
Большинство современных АСУО строится по следующей схеме (рис.1).
Рис. 1. ЦДП — центральный диспетчерский пункт, ГПУ — головной пункт управления, КПУ — конечный пункт управления.
Однако такие системы управления при переключении освещения в ночной режим используют метод отключения одной — двух фаз. Но это повышает, как уже говорилось выше, неравномерность освещенности дорог.
Избежать этого позволяет использование в уличных светильниках электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) вместо традиционных электромагнитных. Эти устройства позволяют управлять потребляемым током лампы и ее световым потоком.
Таким образом, чтобы добиться снижения потребляемой мощности системы нет необходимости в полном отключении части осветительных приборов. А это значит, что световой поток всех светильников будет изменяться равномерно, не увеличивая неравномерность освещенности дорожного полотна.
Схема управления будет выглядеть следующим образом (рис.2).
Рис. 2. МП — магнитный пускатель, ИЭ — исполнительный элемент.
Однако это существенно удорожает схему. Ведь кроме приемника — преобразователя управляющих сигналов в каждом ЭПРА необходимо будет проводить свою выделенную линию для управляющих сигналов к каждому светильнику.
Выходом из такой ситуации будет использование устройства, позволяющего передавать сигналы управления непосредственно по линиям осветительной сети.
Все системы передачи информации по сети 220 В можно разделить на две большие группы:
- Системы, использующие в качестве информационного сигнала модуляцию тока низкой частоты 50 Гц,
- Системы, формирующие в линии собственный сигнал на одной или нескольких несущих частотах, отличающихся от 50Гц.
Первая группа устройств отличается чрезвычайно высокой помехоустойчивостью при простых схемах приёмников, но обладает очень низкой скоростью передачи информации и требует применения в передатчиках тиристорных коммутаторов высокой мощности.
Кроме того, для обеспечения выборочного управления освещением в отдельно взятой ветке, необходимо устанавливать коммутаторы ещё и в прилегающих к ней шкафах управления, что приведёт к необходимости глобальной реконструкции всей системы освещения.
Основные проблемы, встречающиеся разработчикам АСУО, выбравшим другой путь — существенно более низкая помехозащищенность и, как следствие, большая сложность устройств приёма и передачи информации. С другой стороны, системы данного типа обладают следующими достоинствами:
- Существенно большей скоростью передачи, точнее, возможностью передавать большие пакеты информации между импульсными помехами в линии,
- Возможностью использовать информационный канал не только для управления освещением, но и для связи (обмена информацией) между узлами системы, вплоть до формирования «интеллектуальных» светильников, т.е. светильников с возможностью передачи информации о текущем состоянии на центральный пульт,
- Информационный сигнал может быть использован для проверки целостности линии электропередачи, а также оценки её состояния при отключенном электричестве, что немаловажно именно для систем наружного освещения,
- Возможностью интеграции в существующие системы освещения без их структурных и аппаратных изменений или доработок.
- Пример возможностей АСУ в наружном освещении
- Автоматизированная система диспетчерского управления наружным освещением (АСДУ НО) предназначена для централизованного управления сетями наружного освещения с непрерывным измерением и контролем текущих электрических параметров сетей, потарифным учетом электроэнергии, диагностикой состояния оборудования и линий наружного освещения.
- В системе возможно реализовать следующие функции:
- независимое пофазное включение и отключение светильников уличного освещения конкретного объекта, группы объектов, всех объектов:
- автоматически по расписанию в соответствии с заданным годовым графиком;
- по командам оператора с центрального диспетчерского пункта;
- в ручном режиме с местной панели управления пункта питающего (ПП);
- при наличии в светильниках электронных ПРА производства НПО МИР, включение может быть осуществлено в номинальном режиме, уровень освещенности — 100% или экономичном (ночном), уровень освещенности -50%;
- оперативное предоставление общей диагностической информации о текущем состоянии объектов управления (контролируемых пунктов питающих (КПП), параметрах сети НО;
- предоставление информации об отдельном ПП в расширенном виде;
- циклический (с задаваемым интервалом времени) и индивидуальный опрос КП;
- инициативный выход КП на связь (изменение ТС, превышение установок);
- сбор и сохранение в памяти сервера данных телеметрии о режимах работы, величине параметров сети и состояния оборудования НО с указанием времени регистрации события и приема информации;
- воспроизведение сохраненной информации в виде графиков, таблиц и мнемосхем с указанием текущих значений информации на экране дисплея, как за текущие сутки, так и за любой день из архивных данных;
- задание пределов (порогов) контролируемых параметров;
- передачу установок времени, расписания, команд управления от диспетчера к объектам КП;
- авторизованный, защищенный паролем доступ пользователей к системе в соответствии с предоставленными полномочиями;
- сохранение информации и установок при отключении питания;
- автоматический, потарифный учет потребляемой НО электроэнергии;
- совмещение функций управления НО с функциями автоматизированного учета электроэнергии по отходящим фидерам питающей ТП и охранной сигнализации;
- оповещение обслуживающего и эксплуатационного персонала световой и звуковой сигнализацией об обнаруженных аварийных событиях с протоколированием действий диспетчера и работы системы;
- автоматическое документирование и квитирование по команде оператора контролируемых событий с выводом их на печать в виде оперативной сводки.
При подготовке материала была использована статья «Системы автоматизированного управления наружным освещением», Гурьев А.В., Букварев Е.А., Нижегородский государственный технический университет, информация компании ООО «НПО «МИР»
Статьи на данную тему:
- Автоматизированные системы управления наружным освещением. Опыт Москвы, 2 (15) 2011 г журнал «Энергосовет»
- Автоматизированные системы управления освещением – это сегодня наиболее перспективный инструмент энергосбережения , 2 (15) 2011 г журнал «Энергосовет»
- Автоматизированная система управления наружным освещением на примере архитектурного и тоннельного освещения, 1 (6) 2010 г журнал «Энергосовет»
Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник
Список используемой литературы
Пример расчета эффективности (ТЭО)
При выборе осветительного оборудования мы зачастую сталкиваемся с тем, что нам очень сложно сделать выбор в пользу какого-либо источника освещения.
В данном разделе мы на простом примере покажем сравнительную экономическую эффективность использования разных источников света: галогенных, люминесцентных и светодиодных.
В качестве объекта для расчета мы приняли офисное помещение общей площадью 1000 квадратных метров.
- В примере рассмотрены четыре источника света:- галогенные лампы накаливания;- стандартные люминесцентные лампы T8;- люминесцентные лампы Т5;
- — светодиоды (LED).
По итогам нашего расчета Вы сможете самостоятельно убедиться в том, что светодиодное освещение экономически выгоднее галогенного в 2,8 раза (пятилетний отрезок) и в среднем на 50% выгоднее люминесцентного освещения на аналогичном отрезке.
Увеличение временного интервала при анализе еще больше увеличивает указанный разрыв показателей эффективности.
Важно заметить, что подобная экономическая эффективность достигается без применения систем управления освещения, которые в свою очередь позволяют добится еще более значительного преимущества светодиодного освещения.
Исходные данные, принятые для расчетов
| Профиль помещения | ||
| Общая площадь офисного помещения | 1000 | м2 |
| Коэффициент рекреации | 0,8 | |
| Площадь офисных зон | 800 | м2 |
| Площадь коридоров | 200 | м2 |
| Норма освещенности в офисной зоне* | 400 | Люкс |
| Норма освещенности в коридорах | 100 | Люкс |
| *- освещенность на высоте 0,8 м от пола |
| Исходные данные по помещению | ||
| Высота установки светильников | 2,75 | м. |
| Коэффициент использования, часов в сутки | 8 | часов |
| Стоимость 1 кВтч. (одноставочный тариф, Москва) | 4,5 | м2 |
| Стоимость галогенной лампы (G5.3), 50 Вт. | 65,7 | м2 |
| Стоимость лампы Т8 (G13), 18 Вт, 600 мм. | 43,8 | руб. |
| Стоимость лампы Т5 (G13), 14 Вт, 600 мм. | 91,7 | руб. |
| Стоимость светильника для галогенной лампы | 100 | руб. |
| Стоимость светильника для Т8, 600х600 мм. | 2600 | руб. |
| Стоимость светильника для Т5, 600х600 мм. | 2600 | руб. |
| Стоимость LED-светильника 600х600 мм. | 3500 | руб. |
| Стоимость утилизации 1-й люминесц. лампы | 14 | руб. |
| Примерная стоимость присоединения и выполнения тех. условий по присоединению 1 кВт электрической мощности (Москва) | 25000 | руб. |
Сравнительный экономический расчет применения различных вариантов освещения
- При расчете необходимо учитывать, что суммарные расходы на освещение складываются из двух крупных блоков расходов:
- Первый блок расходов: расходы на приобретение осветительного оборудования (лампы, светильники).
*
- Второй блок расходов: эксплуатационные расходы (стоимость электроэнергии, замены ламп по мере выработки ресурса, расходы на утилизацию (для люминесцентных ламп).
* — Расходы на монтаж в настоящем расчете мы не учитываем, предполагая, что для всех типов освещения данная составляющая будет примерно одинакова и поэтому на оценку разницы в окупаемости между различными лампами не повлияют.
Для начала расчитаем необходимое количество светильников.
Для галогенных ламп мы применили встраиваемые потолочные светильники.Для люминесцентных ламп мы применили встраиваемые потолочные светильники, тип «Армстронг».В случае со светодиодными источниками, мы применили светодиодную панель, встраиваемую в потолок, тип «Армстронг».
Исходя из свето-технических характеристик для каждого из типов применяемых источников света мы вычислили необходимое количество светильников.
| Расходы на приобретение осветительного оборудования, руб. | Кол-во | Стоимость |
| Освещение на лампах накаливания (50 Вт галогенная) | 1095 | 181 442 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т8 (18 Вт) | 291 | 807 583 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т5 (14 Вт) | 252 | 747 634 |
| Освещение на светодиодах | 253 | 885 500 |
Зная общее количество светильников, время их работы, потребляемую мощность, мы можем рассчитать эксплуатационные расходы по каждому типу источника света.
| Эксплуатационные расходы: | OPEX 5 лет | OPEX 10 лет |
| Освещение на лампах накаливания (50 Вт галогенная) | 3 835 566 | 7 743 074 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т8 (18 Вт) | 1 726 154 | 3 452 308 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т5 (14 Вт) | 1 077 754 | 2 192 728 |
| Освещение на светодиодах | 549 212 | 1 098 425 |
| Совокупные расходы: | Расходы за 5 лет | Расходы за 10 лет |
| Освещение на лампах накаливания (50 Вт галогенная) | 4 017 008 | 7 924 515 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т8 (18 Вт) | 2 533 737 | 4 259 891 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т5 (14 Вт) | 1 825 387 | 2 940 361 |
| Освещение на светодиодах | 1 434 712 | 1 983 925 |
| Количество раз полных замен ламп | |
| Освещение на лампах накаливания (50 Вт галогенная) | 9 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т8 (18 Вт) | 2 |
| Освещение на люминесцентных лампах Т5 (14 Вт) | 1 |
| Освещение на светодиодах |
- По нашему мнению, основной вывод вполне очевиден из таблицы совокупных расходов (см. выше). Причем, экономически целесообразной выглядит даже полная замена относительно энергоэффективных люминесцентных ламп на светодиодные.
- Чем больше время работы светильников (в нашем расчете 8 часов в сутки), тем масштабнее становится преимущество светодиодного освещения.
- Чем крупнее объект, тем больше экономия: при внедрении на крупных объектах, эффект исчисляется экономией нескольких миллионов рублей в год, а иногда десятками миллионов.
- В случае использования систем управления освещением (в данном расчете мы это не учитывали), экономический эффект от применения светодиодного освещения может быть увеличен еще на несколько десятков процентов.
- В нашем расчете, также, не учитываются организационные расходы на обслуживание систем освещения, которые в случае со светодиодным освещением значительно ниже. В частности, могут быть существенно снижены затраты на технический персонал, обслуживающий системы освещения, поскольку светодиодное освещение по своим эксплуатационным параметрам практически не требует обслуживания и все текущие затраты связаны только с оплатой электроэнергии.
- В условиях роста цен на электроэнергию, экономическая эффективность светодиодного освещения также возрастает.
- Естественно, на каждом объекте есть своя специфика построения систем освещения, однако, по нашему опыту масштаб экономического эффекта от объекта к объекту принципиально не меняется.
Если Вас заинтересовал продемонстрированный пример, наши инженеры могут сделать детальный расчет эффективности внедрения светодиодного освещения Вашего объекта и защитить его в рамках предпроектного анализа.
Для Вас процесс нашего анализа будет бесплатным и по его итогам Вы сможете принять абсолютно объективное и взвешенное решение относительно целесообразности применения светодиодного освещения (с управлением или без).