Rozwiązanie oszczędzające energię w oświetleniu budynków oparte na czasowym relingu i inteligentnym czuciu

I. Tło projektu i analiza potrzeb​
W kosztach operacyjnych nowoczesnych budynków komercyjnych, zużycie energii elektrycznej stanowi znaczącą część, a systemy oświetleniowe są szczególnie istotne. Tradycyjna zarządzanie oświetleniem opiera się na ręcznym sterowaniu, co prowadzi do problemów takich jak niechciane pozostawianie światła włączonym, nieskuteczne zarządzanie i brak możliwości dostarczania oświetlenia na żądanie, co powoduje znaczny marnowanie energii i zużywanie sprzętu.

Aby rozwiązać te problemy, to rozwiązanie ma na celu zaprojektowanie inteligentnego systemu zarządzania oświetleniem opartego na precyzyjnym relais czasowym, zintegrowanym z technologiami czujników światłochłonnych i ruchu. Główne cele to:

1. ​Oszczędność energii: Minimalizacja czasu nieefektywnego oświetlania poprzez automatyczne i precyzyjne sterowanie, zmniejszając koszty energii elektrycznej.
2. ​Koordynacja scenariuszy: Automatyczne sterowanie oświetleniem w zależności od czasu i strefy, dostosowane do funkcjonalnych potrzeb różnych obszarów i warunków naturalnego oświetlenia.
3. ​Dłuższy czas użytkowania: Redukcja nieefektywnego działania i częstych przełączania oświetlenia, znacznie przedłużając ich czas użytkowania.
4. ​Inteligentne zarządzanie: Możliwość automatycznego przełączania dla specjalnych dat, takich jak święta, obniżając koszty ręcznego zarządzania.

​II. Szczegółowe rozwiązanie​
To rozwiązanie wykorzystuje hybrydową architekturę sterowania "centralne ustawianie czasu + zonalne czujniki", łącząc regularność sterowania czasowego z elastycznością sterowania opartego na czujnikach.

1. ​Główna jednostka sterująca: Precyzyjne relais czasowe​
   • Funkcja: Działa jako mózg systemu, wykonując predefiniowane codzienne strategie czasowe z minimalnym błędem rocznym, zapewniając długoterminową precyzję sterowania.
   • Zaleta: Programowalne z możliwością wprowadzenia setek poleceń przełączania, łatwo przystosowujące się do skomplikowanych wymagań harmonogramu.
2. ​Jednostka wykonawcza: Relais półprzewodnikowe (SSR)​​
   • Powód wyboru: Wykorzystuje elementy półprzewodnikowe bez mechanicznych kontaktów.
   • Główne zalety:
   o Dłuższy czas użytkowania: Czas użytkowania przekracza 1 milion cykli, znacznie przekraczając tradycyjne relais elektromagnetyczne (około 100 000 cykli), całkowicie spełniając wymagania związane z częstym przełączaniem.
   o Bezgłośne działanie: Bezszelestne przełączanie, idealne dla środowisk biurowych.
   o Szybka reakcja: Przełączanie w milisekundach, kompatybilne z szybkimi wymaganiami modułów czujników ruchu.
3. ​Strategia sterowania strefowego​
   • ​Oświetlenie obszaru biurowego (7:30-18:00)​​
   o Strategia: Sterowanie wyłącznie czasowe. Relais czasowe automatycznie włącza światła przed godzinami pracy i wyłącza po godzinach pracy, eliminując "stałe włączone" oświetlenie.
   o Optymalizacja: Czujniki ruchu mogą być zintegrowane podczas niecentralnych godzin (np. przerwy na lunch, nadgodziny w weekend) umożliwiając "włączenie przy obecności, wyłączenie przy braku obecności" dla dodatkowej oszczędności energii.
   • ​Oświetlenie korytarzy i obszarów publicznych​
   o Strategia: Zastosowanie kompozytowego trybu inteligentnego "sterowanie światłem + sterowanie czasowe + czujniki ruchu."
   o W ciągu dnia: Dominuje czujnik światłochłonny. Gdy naturalne oświetlenie jest wystarczające, światła pozostają wyłączone nawet w godzinach planowanego działania.
   o Wieczorem do nocy (19:00-23:00): Dominuje relais czasowe, automatycznie aktywując podstawowe oświetlenie.
   o Noc i całą dobę: Moduły czujników ruchu pracują jednocześnie. Światła pozostają przygaszone lub wyłączone, gdy nie wykryto ruchu; gdy wykryto ruch, natychmiast jaśnieją, zapewniając kierunek, znacznie zwiększając efektywność energetyczną.
4. ​Automatyczne przełączanie trybu świątecznego​
   • Relais czasowe wyposażone jest w wbudowaną funkcję świąteczną. Daty świąt w ciągu roku (np. Święto Narodowe, Nowy Rok Chiński) mogą być zaprogramowane.
   • W dniach świątecznych system automatycznie przełącza się w tryb "świąteczny", zawieszając wszystkie strategie czasowe. Oświetlenie w budynku pozostaje głównie wyłączone, z czujnikami ruchu zapewniając oświetlenie tylko w razie potrzeby, unikając marnowania energii w okresach braku obecności.

​III. Analiza oczekiwanych korzyści​
Wdrożenie tego rozwiązania przyniesie znaczne korzyści ekonomiczne i zarządcze, oparte na dostarczonych danych:
• ​Korzyści ekonomiczne: Oczekiwana roczna oszczędność energii elektrycznej wynosi około ¥250 000-300 000 dla średniej wielkości budynku biurowego. Okres zwrotu inwestycji zwykle wynosi 1-2 lata.
• ​Korzyści sprzętowe: Redukcja nieefektywnego działania i uniknięcie wpływu prądu szczytowego przedłużają czas użytkowania oświetlenia o 1-2 razy, znacznie obniżając koszty materiałów i pracy związanych z wymianą.
• ​Korzyści zarządcze: Pełna automatyzacja systemu oświetleniowego eliminuje konieczność ręcznych inspekcji i przełączania, znacznie zwiększając efektywność zarządzania.
• ​Korzyści społeczne: Znaczne obniżenie emisji CO2, zgodność z zasadami zrównoważonego budownictwa i wzmocnienie obrazu społecznego firmy.

​IV. Podsumowanie rozwiązania​
To rozwiązanie, oparte na precyzyjnym relais czasowym jako rdzeniu sterowania, relais półprzewodnikowych jako niezawodnych jednostek wykonawczych oraz bezproblemowo zintegrowanych czujników światłochłonnych i ruchu, tworzy efektywny, niezawodny i inteligentny system zarządzania oświetleniem w budynkach. Nie tylko spełnia potrzeby precyzyjnego sterowania strefowego i czasowego, ale także osiąga głębokie oszczędności energii poprzez inteligentne czujniki i tryb świąteczny. Dostarcza trwałą wartość ekonomiczną i wygodę zarządzania dla klientów, będąc optymalnym rozwiązaniem dla nowoczesnych budynków dążących do redukcji zużycia energii.