פתרון חיסכון באנרגיה לתאורה בבניינים על בסיס רלais זמן ומדידת חכמה

א. רקע פרויקט וניתוח הצרכים​
בכיסוי ההוצאות הפעליות של בניינים מסחריים מודרניים, צריכת חשמל מהווה חלק משמעותי, עם מערכות תאורה שמבליטות את זה במיוחד. ניהול תאורה מסורתי מתבסס על בקרה ידנית, מה שמביא לבעיות כגון השארת נורות דלוקות ללא כוונה, ניהול לא יעיל ואי-יכולת לספק תאורה לפי הביקוש, מה שגורם לבזבוז אנרגיה משמעותי ואבידת ציוד.

כדי להתמודד עם אתגרים אלו, הפתרון הזה מטרתו לעצב מערכת ניהול תאורה חכמה הממוקדת בשעון זמן מדויק, משולבת בטכנולוגיות רגישות לאור ותנועה. המטרות העיקריות הן:

1. ​חסכון באנרגיה: להפחית את משך התאורה האי-יעילה באמצעות בקרה אוטומטית ומדויקת, כדי להפחית את עלויות החשמל.
2. ​הסתגלות למצבים: להשיג בקרה אוטומטית של תאורה מבוססת זמן ואזור, המותאמת לצרכים הפונקציונליים של אזורים שונים ותנאי תאורה טבעית.
3. ​ארכת חיים ממושכת: להפחית את ההפעלה האי-יעילה והחלפות תכופות של מנורות, כדי להאריך משמעותית את חיי השירות שלהן.
4. ​ניהול חכם: לאפשר החלפה אוטומטית בתאריכים מיוחדים כמו חגיגות, כדי להפחית את עלויות הניהול הידני.

​ב. פתרון מפורט​
הפתרון הזה אימץ ארכיטקטורת בקרה היברידית של "таймер מרכזי + חיישנים אזוריים", המשלבת את הסדירות של הבקרה המבוססת זמן עם גמישות הבקרה המבוססת חיישנים.

1. ​יחידה שליטה עיקרית: שעון זמן מדויק​
   • תפקיד: פועל כמוח המערכת, מבצע אסטרטגיות זמן יומיות מוגדרות מראש עם טעות שנתית מינימלית, תוך הבטחת דיוק בשליטה ארוכת טווח.
   • יתרון: ניתן לתכנות עד מאות פקודותłącz, המאפשר בקלות התאמה לדרישות לוח זמנים מורכב.
2. ​יחידה ביצוע: רילאי מצב מוצק (SSR)​​
   • סיבה לבחירה: משתמש ברכיבים חצי מוליכים ללא מגעים מכניים.
   • יתרונות עיקריים:
   o ארכת חיים ממושכת: משך החיים של ההחלפה עולה על מיליון מחזורים, הרבה יותר מאשר רילאים אלקטרומגנטיים מסורתיים (כ-100,000 מחזורים),;charset לחלוטין את דרישות ההחלפות תכופות.
   o פעילות שתיקה: החלפה ללא רעש, המתאימה לסביבות משרדיות.
   o תגובה מהירה: מהירות החלפה במili-שניות, المتوافقة עם דרישות התגובה המהירה של יחידות חיישני תנועה.
3. ​אסטרטגיית בקרה אזורית​
   • ​תאורה באזור המשרד (7:30–18:00)​​
   o אסטרטגיה: בקרה מבוססת זמן טהור. השעון הזמן מפעיל את האורות לפני שעות העבודה ומכבה אותם לאחריהם,thus eliminating "always-on" lighting.
   o אופטימיזציה: חיישני תנועה יכולים להיות מובנים לשעות לא עיקריות (לדוגמה, שעות צהריים, עבודה נוספת בסופי השבוע) כדי לאפשר "אור כשיש מישהו, כיבוי כשאין" לחסכון אנרגיה נוסף.
   • ​תאורה ברחבות ובאזורים ציבוריים​
   o אסטרטגיה: מאמצת מודל חכם משולב של "בקרה על ידי אור + בקרה על פי זמן + חיישני תנועה."
   o במהלך היום: מוביל חיישני אור. כשהאור הטבעי מספיק, האורות נשארים כבויים גם במהלך שעות הפעילות המתוכנות.
   o בערב ולילי (19:00–23:00): מוביל השעון הזמן, מפעיל באופן אוטומטי תאורה בסיסית.
   o בלילה וברציפות: יחידות חיישני תנועה עובדות בהיפוך. האורות נשארים עמומים או כבויים כשאין תנועה; dès qu'une mouvement est détecté, ils s'éclairent immédiatement pour fournir un guidage, améliorant ainsi considérablement l'efficacité énergétique.
4. ​מעבר אוטומטי למצב חג​
   • השעון הזמן כולל פונקציה מובנית לחגים. תאריכי חגים שנתיים (למשל, יום העצמאות, חג האביב) יכולים להיות מוגדרים מראש.
   • בתאריכים מוגדרים מראש, המערכת עוברת באופן אוטומטי למצב "חג", מפסיקה את כל האסטרטגיות המבוססות זמן. תאורה בבניין נשארת בעיקר כבוי, עם חיישני תנועה מספקים תאורה רק כשנדרשת,thus avoiding waste during unoccupied periods.

​ג. ניתוח תועלת מצופה​
המימוש של הפתרון הזה יצמצם תועלת כלכלית וניהולית משמעותית, בהתבסס על הנתונים המסופקים:
• ​תועלת כלכלית: חסכון שנתי מצופה בערך ¥250,000–300,000 עבור בניין משרדים בינוני. תקופת החזר על ההשקעה היא בדרך כלל 1–2 שנים.
• ​תועלת ציוד: הפחתת ההפעלה האי-יעילה והימנעות מאפקטים של זרם קפיצה מאריכים את חיי המנורות פי 1–2, מה שמפחית משמעותית את עלויות החלפת חומרים ועבודה.
• ​תועלת ניהול: אוטומציה מלאה של מערכת התאורה מפחיתה את הצורך בבדיקות ידניות והחלפות, מגדילה משמעותית את יעילות הניהול.
• ​תועלת חברתית: מפחיתה משמעותית את פליטת הפחמן, מתאימה לעקרונות בנייה ירוקה ומשפרת את образом החברתי של החברה.

​ד. סיכום הפתרון​
הפתרון הזה, הממוקד בשעון זמן מדויק כיחידת השליטה העיקרית, רילאי מצב מוצק כיחידות ביצוע אמינות, וחיישני אור ותנועה משולבים באופן חלק, ממקם מערכת ניהול תאורה יעילה, אמינה וחכמה בבניינים. הוא לא רק עונה על צרכי שליטה מדויקים לפי אזור וזמן, אלא גם מצליח לחסוך אנרגיה עמוקה דרך חיישנים חכמים ומודים לחגים. הוא מספק ערך כלכלי מתמשך ונוחות ניהול ללקוחות, ומאפשר אותו להיות הפתרון האופטימלי לבניינים מודרניים שמנסים להפחית את צריכת האנרגיה.