حل توفير الطاقة في إنارة المباني المستند إلى مفتاح الوقت والإحساس الذكي
أ. خلفية المشروع وتحليل الاحتياجات
في تكاليف التشغيل في المباني التجارية الحديثة، يشكل استهلاك الكهرباء نسبة كبيرة، خاصة في أنظمة الإضاءة. تعتمد إدارة الإضاءة التقليدية على التحكم اليدوي، مما يؤدي إلى مشاكل مثل ترك الأضواء مضاءة عن غير قصد، وإدارة غير فعالة، وعدم القدرة على توفير الإضاءة حسب الحاجة، مما يؤدي إلى هدر كبير في الطاقة وتآكل المعدات.
لحل هذه التحديات، يهدف هذا الحل إلى تصميم نظام إدارة إضاءة ذكي يعتمد على جهاز توقيت دقيق متكامل مع تقنيات الاستشعار الضوئي والحركة. والاهداف الأساسية هي كالتالي:
- توفير الطاقة: تقليل مدة الإضاءة غير الفعالة من خلال التحكم الآلي والدقيق، مما يقلل من تكاليف الكهرباء.
- التنسيق السيناري: تحقيق التحكم في الإضاءة بناءً على الوقت والمنطقة لتناسب احتياجات الوظائف المختلفة وظروف الإضاءة الطبيعية.
- تمديد عمر الخدمة: تقليل التشغيل غير الفعال والتغيير المتكرر للأضواء، مما يطيل عمر خدمتها بشكل كبير.
- الإدارة الذكية: تمكين التحويل التلقائي في الأيام الخاصة مثل العطلات، مما يقلل من تكاليف الإدارة اليدوية.
ث. حل مفصل
يتبنى هذا الحل هيكلاً مختلطاً للتحكم "بالتوقيت المركزي + الاستشعار المحلي"، مما يجمع بين النظامية للتحكم بالتوقيت والمرونة للتحكم بالاستشعار.
- وحدة التحكم الأساسية: جهاز توقيت دقيق
• الوظيفة: يعمل كدماغ النظام، حيث يقوم بتنفيذ استراتيجيات التوقيت اليومية المحددة مسبقاً بأقل خطأ سنوي، مما يضمن دقة التحكم على المدى الطويل.
• الميزة: يمكن برمجته بمئات الأوامر التحويلية، مما يجعله سهل التكيف مع متطلبات الجدول الزمني المعقدة. - وحدة التنفيذ: جهاز التحويل الثابت (SSR)
• سبب الاختيار: يستخدم مكونات نصف موصلة بدون أجزاء ميكانيكية.
• المزايا الرئيسية:
o تمديد العمر: يتجاوز عمر التحويل مليون دورة، مما يتفوق بكثير على الأجهزة الكهرومغناطيسية التقليدية (حوالي 100,000 دورة)، ويستوفي تماماً احتياجات التحويل المتكرر.
o التشغيل الصامت: التحويل بدون ضوضاء، مما يجعله مثالياً للبيئات المكتبية.
o الاستجابة السريعة: سرعة تحويل بالمللي ثانية، متوافقة مع احتياجات الاستجابة السريعة لوحدات الاستشعار الحركي. - استراتيجية التحكم المحلية
• إضاءة منطقة المكاتب (7:30-18:00)
o الاستراتيجية: التحكم النقي بالتوقيت. يقوم جهاز التوقيت بتشغيل الأضواء قبل ساعات العمل وإطفائها بعد ساعات العمل، مما يتجنب الإضاءة المستمرة.
o التحسين: يمكن دمج أجهزة الاستشعار الحركي في ساعات غير الأساسية (مثل فترة الغداء أو العمل الإضافي في عطل نهاية الأسبوع) لتحقيق "تشغيل الأضواء عند وجود شخص وإطفائها عند عدم وجود أحد" لتوفير طاقة إضافية.
• إضاءة الممرات والأماكن العامة
o الاستراتيجية: تستخدم وضع ذكي مركب من "التحكم بالإضاءة + التحكم بالتوقيت + الاستشعار الحركي."
o أثناء النهار: يهيمن عليها أجهزة الاستشعار الضوئية. عندما تكون الإضاءة الطبيعية كافية، تظل الأضواء مغلقة حتى خلال ساعات التشغيل المجدولة.
o من المساء إلى الليل (19:00-23:00): يهيمن عليها جهاز التوقيت، الذي يقوم بتشغيل الإضاءة الأساسية تلقائياً.
o ليلاً وفي جميع الأوقات: تعمل وحدات الاستشعار الحركي بشكل مركب. تظل الأضواء خافتة أو مغلقة عند عدم وجود حركة؛ بمجرد اكتشاف الحركة، تضيء الأضواء فوراً لتوفير الإرشاد، مما يعزز كفاءة الطاقة بشكل كبير. - تحويل وضع العطلة التلقائي
• يتميز جهاز التوقيت بوظيفة العطلة المدمجة. يمكن تحديد أيام العطل السنوية (مثل عيد الوطن، رأس السنة الصينية) مسبقاً.
• في أيام العطل المحددة مسبقاً، يقوم النظام بتحويل نفسه تلقائياً إلى "وضع العطلة"، حيث تتوقف جميع استراتيجيات التوقيت. تظل إضاءة المبنى مغلقة بشكل أساسي، مع توفير الإضاءة فقط عند الحاجة بواسطة أجهزة الاستشعار الحركي، مما يتجنب الهدر خلال فترات عدم الاستخدام.
ج. تحليل الفوائد المتوقعة
سيؤدي تنفيذ هذا الحل إلى تحقيق فوائد اقتصادية وإدارية كبيرة، بناءً على البيانات المقدمة:
• الفوائد الاقتصادية: يتوقع توفير حوالي ¥250,000-300,000 سنوياً في تكاليف الكهرباء لمبنى مكتبي متوسط الحجم. يكون فترة استرداد الاستثمار عادة 1-2 سنوات.
• فوائد المعدات: تقليل التشغيل غير الفعال وتجنب تأثيرات التيار الزائد يطيل عمر الأضواء بمعدل 1-2 مرة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف المواد والعمالة اللازمة للتبديل.
• الفوائد الإدارية: ت实现了部分翻译，但似乎在最后的部分出现了错误。我将纠正并完成剩余部分的翻译：
```html
ج. تحليل الفواعد المتوقعة
سيؤدي تنفيذ هذا الحل إلى تحقيق فوائد اقتصادية وإدارية كبيرة، بناءً على البيانات المقدمة:
• الفوائد الاقتصادية: يتوقع توفير حوالي ¥250,000-300,000 سنوياً في تكاليف الكهرباء لمبنى مكتبي متوسط الحجم. يكون فترة استرداد الاستثمار عادة 1-2 سنوات.
• فوائد المعدات: تقليل التشغيل غير الفعال وتجنب تأثيرات التيار الزائد يطيل عمر الأضواء بمعدل 1-2 مرة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف المواد والعمالة اللازمة للتبديل.
• الفوائد الإدارية: تتم الأتمتة الكاملة لنظام الإضاءة، مما يلغي الحاجة إلى عمليات التفتيش والتحويل اليدوي، مما يحسن كفاءة الإدارة بشكل كبير.
• الفوائد الاجتماعية: يقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون، مما يتوافق مع مبادئ المباني الخضراء ويحسن صورة الشركة الاجتماعية.
د. ملخص الحل
يعتمد هذا الحل على جهاز توقيت دقيق كوحدة التحكم الأساسية وأجهزة التحويل الثابتة كوحدات التنفيذ الموثوقة، بالإضافة إلى دمج مستشعرات الضوء والحركة بشكل سلس، لتأسيس نظام إدارة إضاءة مبنى فعال وموثوق وذكي. لا يلبّي فقط احتياجات التحكم الدقيق بالمنطقة والتوقيت، بل يحقق أيضاً توفيرًا كبيرًا للطاقة من خلال الاستشعار الذكي ووضع العطل. يوفر قيمة اقتصادية مستدامة ومرونة إدارية للعملاء، مما يجعله الحل الأمثل للمباني الحديثة التي تسعى لتقليل استهلاك الطاقة.
