Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного освещения
Содержание
Введение
.
Требования к энергоэкономичности освещения
.1
Эффективность электрического освещения
.2
Повышение эффективности освещения
.
Современные источники искусственного освещения
.
Системы управления освещением
Заключение
Список
использованной литературы
Введение
Представленная работа посвящена теме
"Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного
освещения".
Проблема данного исследования носит актуальный
характер в современных условиях. Об этом свидетельствует частое изучение поднятых
вопросов. Тема "Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного
освещения" изучается на стыке сразу нескольких взаимосвязанных дисциплин.
Для современного состояния науки характерен переход к глобальному рассмотрению
проблем тематики энергосбережение в системах освещения.
Вопросам исследования посвящено множество работ.
В основном материал, изложенный в учебной литературе, носит общий характер, а в
многочисленных монографиях по данной тематике рассмотрены более узкие вопросы
проблемы энергосбережение в системах освещения. Однако, требуется учет
современных условий при исследовании проблематики обозначенной темы. Дальнейшее
внимание к вопросу о проблеме энергосбережение в системах освещения необходимо
в целях более глубокого и обоснованного разрешения частных актуальных проблем
тематики данного исследования.
Объектом данного исследования является анализ
условий энергосбережение в системах освещения. При этом предметом исследования
является рассмотрение отдельных вопросов, сформулированных в качестве задач
данного исследования.
Целью исследования является изучение темы
"Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного освещения"
с точки зрения новейших отечественных и зарубежных исследований по сходной
проблематике. В рамках достижения поставленной цели автором были поставлены и
решения следующие задачи:
Изучить теоретические аспекты и выявить природу
энергосбережение в системах освещения;
Сказать об актуальности проблемы
энергосбережение в системах освещения в современных условиях;
Изложить возможности решения тематики
энергосбережение в системах освещения;
Обозначить тенденции развития энергосбережение в
системах освещения.
Теоретической и методологической основой
проведения исследования явились законодательные акты, нормативные документы по
теме работы. Источниками информации для написания работы по теме
"Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного освещения"
послужили базовая учебная литература, фундаментальные теоретические труды
крупнейших ученых в рассматриваемой области, результаты практических
исследований видных отечественных и зарубежных авторов, статьи и обзоры в
специализированных и периодических изданиях, посвященных тематике
"Энергосбережение при эксплуатации внутреннего и наружного
освещения", справочная литература, прочие актуальные источники информации.
В нашей стране основным документом,
устанавливающим требования к освещению, являются «Строительные нормы и правила
23-05-95 <#"581987.files/image001.gif">
Рисунок 1 - Кривая силы света лампы накаливания
Рисунок 2 - Кривая силы света компактной
люминисцентной лампы
Разнообразие осветительных приборов на
современном рынке, многообразие видов зрительной работы, фантазия дизайнеров по
свету, быстрое внедрение самых современных источников света (например, лазеров,
световодов) в быт, в индустрию развлечений, настоятельно требуют повышения
уровня подготовки специалистов-светотехников <#"581987.files/image003.gif">
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).
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.
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.
ЭПРА сравнительно недавно появились на рынке. До
сих пор каких-либо специфических стандартов на них не существует, по этому
разработчики вправе варьировать множество параметров, жестко обеспечивая лишь
электромагнитную совместимость. Как правило, ЭПРА вносят помехи высокого уровня
(амплитуда отдельной гармоники достигает 0,5 В) в диапазоне частот 20...60 кГц,
имеют в этом же диапазоне высокую неравномерность входного сопротивления (как
правило, несколько пиков до 500 Ом и провалов до 0,1 Ом резонансного характера
на разных частотах), поэтому реализация модемов относительно простыми
средствами в диапазоне частот 20...60 кГц затруднена. По результатам измерений
уровень помех можно приближенно аппроксимировать следующей диаграммой (рис. 3).
Рисунок 3 - Диаграмма зависимости уровня помех
от частоты сигнала
Из неё видно, что для передачи информации
возможно применить два основных частотных диапазона - от 4 до 18 кГц (нижний) и
от 70 до 130 кГц (верхний). Диапазон 70-130 кГц выгоден меньшим уровнем помех и
потенциально большей скоростью передачи. Он активно используется в зарубежных
системах "автоматизации жилища" (Home automation systems), и наших
АСУО. Большинство таких систем не учитывают возможность использования ЭПРА,
кроме того, сформировать сигнал со спектром удовлетворяющим требованиям
электромагнитной совместимости без применения специализированных ИМС
представляется достаточно трудоёмкой задачей, и в таком случае, речи о простом
передатчике быть не может. Кроме того, учитывая ёмкостный характер
осветительной сети, выигрыш по помехозащищенности при одинаковой выходной мощности
передатчика относительно нижнего диапазона невелик.
В результате, выбор был остановлен на системе
частотной манипуляции в диапазоне частот 12...10 кГц и мощностью передатчика 30
Вт. При данной мощности, в зависимости от длины и ёмкости линии такой
передатчик развивает до 7,5 В (типовое - около 1 В). При этом гарантированная
вероятность ошибки на бит - не менее 10-3. Для повышения помехозащищённости
используется модуляция шумоподобным сигналом с базой равной 15 на бит
информации, и минимизацией вероятности ложного срабатывания. Для дополнительной
надежности со стороны центрального пульта возможно периодическое (например,
каждый час) повторение команды переключения режима освещения. Структурная схема
приемника приведена на рис. 4.
Рисунок 4 - Структурная схема приёмника
СУ - согласующее устройство, ШОУ -
широкополосный усилитель - ограничитель - узкополосный фильтр на 15 Кгц с
нулями в областях 20...25 Кгц и 8...10 Кгц, компаратор и вычислительное
устройство, которые обеспечивают селекцию и декодирование принятых сигналов.
Благодаря наличию на рынке современных RISC
-микроконтроллеров, со встроенными средствами защиты, компаратором и имеющих
производительность 8-12 MIPS при потребляемом токе 2...5 мА, а также счетверенных
операционных усилителей, приёмник удалось реализовать всего на двух
интегральных схемах в виде отдельного блока и стоимостью, не более 20% от
стоимости ЭПРА, при хороших энергетических параметрах. При интеграции
устройства в саму ЭПРА возможно ожидать ещё большей эффективности.
Передатчик отличается от приёмника тем, что в
схему добавлен ключевой усилитель мощности - модулятор и согласующее устройство
- фильтр. При этом сигнал передачи формируется целиком с помощью
микроконтроллера, что дополнительно упрощает схему.
Так как ГОСТ нормирует уровень ВЧ помех только
на частотах выше 150 Кгц, подавление высших гармоник передаваемого сигнала
обеспечивается фильтром L.C. совместно с ёмкостью линий, которая, как правило,
составляет 5 мкФ или более. По затратам передатчик отличается от приёмника
добавлением в схему 5 транзисторов, нескольких пассивных элементов и
незначительном изменении источника питания, что естественно вызывает
незначительное удорожание модуля.
Возможность использования накопителя энергии для
передатчика, в виду кратковременного характера передачи сигналов, что позволит
использовать для питания модема, встроенного в ЭПРА бестрансформаторный
источник - минимальные затраты для создания "интеллектуального"
светильника,
Возможность упрощения самого ЭПРА за счет
большего запаса вычислительной мощности микроконтроллера вплоть до прямого
управления силовыми ключами преобразователя или стабилизирующего корректора
мощности.
Таким образом, предлагаемая структура АСУО с
передачей информации по проводам сети оказывается не только экономически
выгодной, но и перспективной системой.
Заключение
В заключение данной темы можно отметить, что
использование полного комплекса мероприятий по совершенствованию систем
искусственного освещения, современного светотехнического оборудования и
энергоэкономичных способов освещения, позволяет получить суммарную экономию
электроэнергии до 20-70%.Что довольно ощутимо в современных условиях
экономического кризиса и роста цен на электроэнергию.
Список использованной литературы
1.
Айзенберг Ю.Б., Рожкова Н.В. Энергосбережение в светотехнических установках //
Новости светотехники. М.,1999 вып. 4.
.
Строительные норы и правила РФ «Естественное и искусственное освещение»,
СНиП23-05-95.
.
Искусственное освещение зданий. Раздел 4 проекта норм МГСН 2.01-98
«Энергосбережение в зданиях» Светотехника - 1999, №3.
.
Хайнрих М. Возможности экономии электроэнергии при применении электронных
пускорегулирующих аппаратов и светорегулирующей системы Luxcontrol в
осветительных установках. // Светотехника - 1997, №1.
.
Энергосбережение на промышленных предприятиях. Учебное пособие/ Под ред. М.И.
Яворского, 2000 г.