Lösung zur Energieeinsparung in der Gebäudebeleuchtung basierend auf Zeitrelais und intelligenter Sensortechnik
I. Projekt-Hintergrund und Bedarfsanalyse
In den Betriebskosten moderner Geschäftsgebäude nimmt der Stromverbrauch einen erheblichen Anteil ein, wobei Beleuchtungssysteme besonders hervorstechen. Die traditionelle Beleuchtungsverwaltung basiert auf manueller Steuerung, was zu Problemen wie unbeabsichtigtem Lichtanlassen, ineffizienter Verwaltung und der Unfähigkeit, Beleuchtung nach Bedarf bereitzustellen, führt. Dies resultiert in erheblichem Energieverschwendung und Geräteverschleiß.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, zielt diese Lösung darauf ab, ein intelligentes Beleuchtungsmanagementsystem mit einem hochpräzisen Zeitrelais als Kern und integrierten Lichtein- und Bewegungssensoren zu entwerfen. Die wesentlichen Ziele sind wie folgt:
- Energiesparmaßnahmen: Durch automatische und präzise Steuerung die Dauer unwirksamer Beleuchtung minimieren und die Stromkosten reduzieren.
- Szenario-Koordination: Automatisierte zeit- und zonengerechte Beleuchtungssteuerung, angepasst an die funktionalen Anforderungen verschiedener Bereiche und natürliche Lichtbedingungen.
- Verlängerung der Lebensdauer: Reduzierung unwirksamer Betriebszeiten und häufiger Schaltvorgänge von Leuchten, um ihre Dienstlebensdauer erheblich zu verlängern.
- Intelligente Verwaltung: Automatisches Umschalten an speziellen Tagen wie Feiertagen, um die Kosten für manuelle Verwaltung zu reduzieren.
II. Detaillierte Lösung
Diese Lösung verwendet eine hybride Steuerungsarchitektur aus "zentraler Zeitsteuerung + zonaler Sensorik", die die Regelmäßigkeit der zeitgesteuerten Kontrolle mit der Flexibilität sensorbasierter Steuerung kombiniert.
- Kernsteuerungseinheit: Hochpräzises Zeitrelais
• Funktion: Wird als das Gehirn des Systems bezeichnet, das vordefinierte tägliche Zeitstrategien mit minimalen jährlichen Fehlern ausführt und langfristige Steuerungsgenauigkeit gewährleistet.
• Vorteil: Programmierbar mit bis zu Hunderten Schaltbefehlen, um komplexe Zeitplananforderungen leicht zu erfüllen. - Ausführungseinheit: Halbleiterrelais (SSR)
• Auswahlgrund: Verwendet Halbleiterkomponenten ohne mechanische Kontakte.
• Kernvorteile:
o Verlängerung der Lebensdauer: Der Schaltzyklus übertrifft 1 Million Zyklen, weit übersteigt dies herkömmliche elektromagnetische Relais (ca. 100.000 Zyklen) und erfüllt die Anforderungen häufiger Schaltvorgänge.
o Stille Betriebsweise: Geräuschloses Schalten, ideal für Büroumgebungen.
o Schnelle Reaktionszeit: Millisekunden-Schaltdauer, kompatibel mit den schnellen Reaktionsanforderungen von Bewegungssensoren. - Zonale Steuerungsstrategie
• Büroflächenbeleuchtung (7:30–18:00)
o Strategie: Rein zeitgesteuerte Steuerung. Das Zeitrelais schaltet die Lichter vor Arbeitsbeginn automatisch ein und nach Arbeitsende aus, um ständiges Anlassen der Beleuchtung zu vermeiden.
o Optimierung: Bewegungssensoren können für nicht-kernzeiten (z.B. Mittagspause, Wochenendüberstunden) integriert werden, um "Licht an bei Besetzung, aus bei Leerstand" zu ermöglichen und zusätzliche Energiesparmaßnahmen zu ergreifen.
• Flur/Öffentliches Bereichsbeleuchtung
o Strategie: Verwendet ein kombiniertes smartes Modell aus "Lichtsteuerung + Zeitsteuerung + Bewegungserkennung."
o Tageslicht: Dominiert durch Lichtsensor. Wenn natürliches Licht ausreichend ist, bleiben die Lichter auch während geplanter Betriebszeiten aus.
o Abend bis Nacht (19:00–23:00): Dominiert durch das Zeitrelais, das die Grundbeleuchtung automatisch aktiviert.
o Nachts und rund um die Uhr: Bewegungssensoren arbeiten zusammen. Die Lichter bleiben gedimmt oder aus, wenn keine Bewegung erkannt wird; sobald Bewegung erkannt wird, erhellen sie sich sofort, um Orientierung zu bieten und die Energieeffizienz erheblich zu verbessern. - Automatisches Umschalten des Feiertagsmodus
• Das Zeitrelais verfügt über eine eingebaute Feiertagsfunktion. Jahresfeiertage (z.B. Nationalfeiertag, Frühlingsfest) können voreingestellt werden.
• An vorgegebenen Feiertagen schaltet das System automatisch in den "Feiertagsmodus" um, pausiert alle zeitgesteuerten Strategien. Die Gebäudebeleuchtung bleibt hauptsächlich aus, Bewegungssensoren sorgen nur bei Bedarf für Beleuchtung, um Verschwendung in unbesetzten Zeiten zu vermeiden.
III. Erwartete Nutzenanalyse
Die Umsetzung dieser Lösung wird erhebliche wirtschaftliche und verwaltungsmäßige Vorteile bringen, basierend auf den bereitgestellten Daten:
• Wirtschaftliche Vorteile: Erwartete jährliche Stromkosteneinsparungen von etwa ¥250.000–300.000 für ein mittelgroßes Bürogebäude. Die Amortisationszeit beträgt in der Regel 1–2 Jahre.
• Gerätevorteile: Reduzierung unwirksamer Betriebszeiten und Vermeidung von Störschlaglasten verlängern die Lebensdauer der Leuchten um 1–2 Mal, senken erheblich die Kosten für Ersatzmaterialien und Arbeitskraft.
• Verwaltungsvorteile: Vollautomatisierung des Beleuchtungssystems eliminiert die Notwendigkeit für manuelle Inspektionen und Schaltvorgänge, verbessert erheblich die Verwaltungs-effizienz.
• Gesellschaftliche Vorteile: Erhebliche Reduktion der Kohlendioxidemissionen, im Einklang mit den Grundsätzen grüner Gebäude, und Verbesserung des sozialen Unternehmensimages.
IV. Lösungszusammenfassung
Diese Lösung, zentriert um ein hochpräzises Zeitrelais als Steuerungskern, Halbleiterrelais als zuverlässige Ausführungseinheiten und nahtlos integrierte Licht- und Bewegungssensoren, etabliert ein effizientes, zuverlässiges und intelligentes Beleuchtungsmanagementsystem für Gebäude. Sie erfüllt nicht nur die Anforderungen an zonale und zeitgesteuerte präzise Steuerung, sondern erreicht auch tiefe Energieeinsparungen durch intelligente Sensoren und Feiertagsmodi. Sie bietet dauerhafte wirtschaftliche Vorteile und Verwaltungskomfort für Kunden und stellt eine optimale Lösung für moderne Gebäude dar, die den Energieverbrauch reduzieren möchten.
