روش صرفه‌جویی در انرژی روشنایی ساختمان بر اساس رله زمانی و حسگر هوشمند
I. زمینه پروژه و تجزیه و تحلیل نیازها
در هزینه‌های عملیاتی ساختمان‌های تجاری مدرن، مصرف برق به طور قابل توجهی از آن سهم دارد، که سیستم‌های روشنایی در این میان بسیار برجسته است. مدیریت روشنایی سنتی بر اساس کنترل دستی استوار است که منجر به مشکلاتی مانند فراموش کردن خاموش کردن چراغ‌ها، مدیریت ناکارآمد و عدم توانایی در ارائه روشنایی براساس نیاز می‌شود، که این امر به ضربه‌ای بزرگ به مصرف انرژی و اتلاف تجهیزات می‌انجامد.
برای حل این چالش‌ها، این راه‌حل قصد دارد سیستم مدیریت روشنایی هوشمندی را با مرکزیت رله زمانی با دقت بالا طراحی کند که با فناوری‌های حساس به نور و حرکت یکپارچه شده است. اهداف اصلی به شرح زیر است:
- بهره‌وری انرژی: کاهش مدت زمان روشنایی غیر موثر از طریق کنترل خودکار و دقیق، کاهش هزینه‌های برق.
- هماهنگی سناریوها: دستیابی به کنترل روشنایی براساس زمان و منطقه که برای نیازهای عملکردی مناطق مختلف و شرایط روشنایی طبیعی تنظیم شده است.
- افزایش طول عمر: کاهش عملکرد غیر موثر و تغییرات مکرر چراغ‌ها، به طور قابل توجهی افزایش طول عمر آن‌ها.
- مدیریت هوشمند: امکان تغییر خودکار در تاریخ‌های ویژه مانند تعطیلات، کاهش هزینه‌های مدیریت دستی.
II. جزئیات راه‌حل
این راه‌حل از معماری کنترل ترکیبی "زمان‌بندی مرکزی + حسگر منطقه‌ای" استفاده می‌کند که منظمیت کنترل زمان‌بندی را با انعطاف‌پذیری کنترل مبتنی بر حسگر ترکیب می‌کند.
- واحد کنترل اصلی: رله زمانی با دقت بالا
• عملکرد: به عنوان مغز سیستم عمل می‌کند و استراتژی‌های زمان‌بندی روزانه پیش‌فرض را با خطای سالانه حداقلی اجرا می‌کند، که دقت کنترل بلندمدت را تضمین می‌کند.
• مزیت: برنامه‌ریزی‌پذیر با صدها دستور العمل تغییر وضعیت، به راحتی نیازهای برنامه‌ریزی پیچیده را برآورده می‌کند. - واحد اجرایی: رله حالت جامد (SSR)
• دلیل انتخاب: از مولفه‌های نیمه‌رسانا بدون تماس مکانیکی استفاده می‌کند.
• مزایای اصلی:
o افزایش طول عمر: طول عمر تغییر وضعیت بیش از یک میلیون دوره، که بسیار بیشتر از رله‌های الکترومغناطیسی سنتی (حدود ۱۰۰,۰۰۰ دوره) است و به طور کامل نیازهای تغییر وضعیت مکرر را برآورده می‌کند.
o عملکرد بدون صدای مزاحم: تغییر وضعیت بدون صدای مزاحم، که برای محیط‌های دفتری ایده‌آل است.
o پاسخ سریع: سرعت تغییر وضعیت در سطح میلی‌ثانیه، سازگار با نیازهای پاسخ سریع ماژول‌های حسگر حرکت. - استراتژی کنترل منطقه‌ای
• روشنایی منطقه دفتری (7:30–18:00)
o استراتژی: کنترل خالص مبتنی بر زمان. رله زمانی به صورت خودکار چراغ‌ها را قبل از ساعات کاری روشن و بعد از ساعات کاری خاموش می‌کند، که منجر به خاموش شدن دائمی چراغ‌ها می‌شود.
o بهینه‌سازی: حسگرهای حرکت می‌توانند برای ساعات غیر اصلی (مثلاً وقت ناهار، اضافه‌کاری هفته‌های آخر هفته) یکپارچه شوند تا "روشن شدن وقتی کسی حضور دارد، خاموش شدن وقتی کسی حضور ندارد" برای صرفه‌جویی اضافی در انرژی فراهم شود.
• روشنایی راهرو/منطقه عمومی
o استراتژی: از حالت هوشمند ترکیبی "کنترل نور + کنترل زمان + حسگر حرکت" استفاده می‌کند.
o روز: توسط حسگرهای حساس به نور غالب است. وقتی نور طبیعی کافی است، چراغ‌ها حتی در ساعات عملیاتی مشخص شده خاموش می‌مانند.
o شب تا شب (19:00–23:00): توسط رله زمانی غالب است، به صورت خودکار روشنایی پایه را فعال می‌کند.
o شب و تمام وقت: ماژول‌های حسگر حرکت کار می‌کنند. چراغ‌ها در حالت تیره یا خاموش می‌مانند وقتی حرکتی تشخیص داده نمی‌شود؛ هنگامی که حرکتی تشخیص داده می‌شود، به طور فوری روشن می‌شوند تا راهنمایی فراهم کنند، که به طور قابل توجهی به کارایی انرژی می‌افزاید. - تغییر خودکار حالت تعطیلات
• رله زمانی دارای عملکرد تعطیلات داخلی است. تاریخ‌های تعطیلات سالانه (مثلاً روز ملی، نوروز) می‌توانند پیش‌تنظیم شوند.
• در تاریخ‌های تعطیلات پیش‌تنظیم شده، سیستم به صورت خودکار به "حالت تعطیلات" تغییر می‌کند، که تمام استراتژی‌های زمان‌بندی را متوقف می‌کند. روشنایی ساختمان عمدتاً خاموش می‌ماند و فقط حسگرهای حرکت در صورت نیاز روشنایی ارائه می‌کنند، که از تلف شدن انرژی در مواقعی که ساختمان خالی است جلوگیری می‌کند.
III. تجزیه و تحلیل فواید مورد انتظار
اجرای این راه‌حل فواید اقتصادی و مدیریتی قابل توجهی را بر اساس داده‌های ارائه شده فراهم می‌کند:
• فواید اقتصادی: صرفه‌جویی سالانه در مصرف برق حدود ۲۵۰,۰۰۰ تا ۳۰۰,۰۰۰ یوان برای یک ساختمان دفتری متوسط. دوره بازگشت سرمایه معمولاً ۱ تا ۲ سال است.
• فواید تجهیزات: کاهش عملکرد غیر موثر و اجتناب از تأثیر جریان اوج طول عمر چراغ‌ها را ۱ تا ۲ برابر می‌کند، که به طور قابل توجهی هزینه‌های جایگزینی مصالح و دستمزد را کاهش می‌دهد.
• فواید مدیریتی: خودکار شدن کامل سیستم روشنایی نیاز به بازرسی‌های دستی و تغییر وضعیت را حذف می‌کند و به طور قابل توجهی کارایی مدیریت را افزایش می‌دهد.
• فواید اجتماعی: کاهش قابل توجه انتشار کربن، هماهنگی با اصول ساختمان‌های سبز و افزایش تصویر اجتماعی شرکت.
IV. خلاصه راه‌حل
این راه‌حل با مرکزیت رله زمانی با دقت بالا به عنوان هسته کنترل، رله‌های حالت جامد به عنوان واحد‌های اجرایی قابل اعتماد و یکپارچه شدن ساده حسگرهای حساس به نور و حرکت، یک سیستم مدیریت روشنایی ساختمانی کارآمد، قابل اعتماد و هوشمند ایجاد می‌کند. این راه‌حل نه تنها نیازهای کنترل دقیق مبتنی بر منطقه و زمان را برآورده می‌کند، بلکه از طریق حسگرهای هوشمند و حالت تعطیلات صرفه‌جویی عمیق در انرژی را فراهم می‌کند. این راه‌حل ارزش اقتصادی و راحتی مدیریتی مداوم برای مشتریان ارائه می‌دهد و به عنوان یک راه‌حل بهینه برای ساختمان‌های مدرن که هدف آن‌ها کاهش مصرف انرژی است، عمل می‌کند.
