Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Воскресенье, 24 июня
 
 

Это интересно!

Новости

Россияне создали «первый в мире» телефон, не требующий АТС и серверов


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

Сравнительные возможности осветительной системы, учитывающей особенности сумеречного зрения

Можно ли, заменив натриевые лампы высокого давления для освещения улиц, подобрать такой источник белого света, чтобы он отвечал зрительным способностям человека в ночных условиях и обеспечивал при этом сопоставимый или более высокий уровень видимости, надежности и безопасности? Если да, то когда и где можно использовать такие системы? В статье, являющейся авторизованным переводом [1], рассматриваются практические возможности осветительных систем на основе индукционной и металлогалогенной ламп в сравнении с системами на основе натриевых ламп высокого давления.

Воздействие систем управления освещением на окружающую среду и здоровье человека

Рост цен на энергию и загрязнение атмосферы парниковыми газами привели к созданию энергоэффективных осветительных систем. Автоматизированные и адаптивные системы управления освещением находят все большее применение в нашей жизни. В этой связи необходимо понимать, какое воздействие оказывают новые системы на психику и здоровье пользователей. В статье рассматриваются результаты исследования, которое было проведено для изучения влияния новых светильников и системы управления освещением, установленных в норвежской больнице.

Устройства управления освещением: стандартизация средств связи

В статье рассматривается сеть связи для оборудования зданий, созданная на основе комбинации существующих стандартов и коммуникационных протоколов. Предлагаемая концепция сети позволяет реализовать практичную усовершенствованную модель цифрового управления для оборудования зданий.

 

4 октября

Энергоэффективность уличных светильников. Совершенствовать технологии или менять концепции?

Эта статья публикуется в качестве дискуссии на тему о целесообразности замены уличных светильников с газоразрядными лампами на осветительные приборы со светодиодами. Чтобы определить наиболее энерго­эффективный светильник в нескольких типовых вариантах его применения, проведено сравнение реальных светильников.



В

ыбор образцов светильников

Базовой моделью уличного
светильника принят светильник ЖКУ-100 с натриевой лампой высокого давления. Характеристики этого светильника соответствуют аналогу ЖКУ51-100-070 УХЛ1 [1] и отвечают требованиям по энергоэффективности ГОСТ 8045-82, т.е. КПД светильника не менее 60% [2], а световая отдача — наибольшая среди источников света для данного приложения.

Альтернативные варианты современных уличных светильников:

1) ЖКУ 01-100-001-УХЛ1 Rubycon с газоразрядной натриевой лампой высокого давления, высоким КПД до 82% и регулируемым светораспределением (производится ЧТУП «Олди Свет» с применением комплектующих европейских компаний) [3];

2) светильник со светодиодами OSRAM Golden Dragon Oval Plus, оптика которых позволяет получить необходимую для улиц и дорог широкую кривую светораспределения (название аналогов светильников в статье не указывается, т.к. подобные светильники существуют у ряда производителей).

Сравнение проводилось путем моделирования световой среды при различных светильниках на типовых площадках. Учитывались требования технических нормативных правовых актов стран СНГ.

Результаты исследований различий в сумеречном (мезопическом) и дневном (скотопическом) зрении человека в сравнении не учитывались, т.к. возможное изменение уровней освещенности в зависимости от спектра источника света в технических нормативных правовых актах стран СНГ не отражены, следовательно, использовать их при проектировании и эксплуатации осветительных установок невозможно.

Показатели энергоэффективности осветительных приборов

В настоящее время подготавливаются технические нормативные правовые акты, в которых вводится новый термин «Световая эффективность осветительного прибора». Этот показатель равен отношению светового потока осветительного прибора при установившемся тепловом режиме к его входной электрической мощности. Предполагается применять указанный показатель для осветительных приборов со светодиодами, но его можно распространить также на светильники с газоразрядными лампами. В последнем случае одним показателем заменяются три (КПД светильника, потери в ПРА и световая отдача лампы), характеризующие энергоэффективность осветительного прибора.

С помощью только световой эффективности светильника нельзя выбрать наиболее рациональный с точки зрения энергоэффективности осветительный прибор. Необходимо учесть эффективность светораспределения осветительного прибора для геометрии освещаемого объекта и расположения рабочих поверхностей и точек. Для этой цели целесообразно применить метод коэффициента использования светового потока.

Показатель энергоэффективности осветительного прибора при нормировании средней освещенности рабочей поверхности в этом случае можно представить следующим выражением:

(1)

где ηис — световая отдача источника света, лм/Вт;

ηсв –КПД светильника;

kбп — коэффициент потерь в блоке питания;

kз — коэффициент запаса по начальному световому потоку;

kи — коэффициент использования по световому потоку.

Применение только одного указанного показателя не позволяет рационально подобрать КСС светильника. Необходимо дополнительно учитывать ограничения по равномерности распределения освещенности расчетной поверхности.

Результаты расчета показателей энергоэффективности осветительных приборов при двустороннем освещении улиц шириной 15 м при высоте установки светильников 8 м представлены в таблице 1.

При нормировании средней освещенности рабочей поверхности трудно выделить наиболее значимый коэффициент, который влияет на результирующий показатель энергоэффективности светильника. Высокий КПД светильника
ЖКУ 01-100-001-УХЛ1 Rubycon позволил ему превзойти по результирующему показателю ЖКУ-100. Однако светодиодный светильник не смог достичь такого же хорошего показателя энергоэффективности при высоком КПД, т.к. имеет более низкую световую отдачу источников света и коэффициент использования по световому потоку.

При нормировании минимального уровня освещенности рабочей поверхности (железнодорожные платформы, переезды и т.д.) в расчет показателя энергоэффективности вводится отношение средней освещенности поверхности к минимальной:

, (2)

где Z — отношение средней освещенности поверхности к минимальной.

Показатель ηмин является комплексным и учитывает как эффективность использования светового потока светильника, так и неравномерность освещенности рабочей поверхности.

Результаты расчета показателей энергоэффективности осветительных приборов при одностороннем освещении платформы шириной 4 м при высоте установки светильников 5 м представлены в таблице 2.

В отличие от результатов таблицы 1 при нормировании минимальной освещенности на рабочей поверхности платформы, экономия электроэнергии светильником ЖКУ 01-100-001-УХЛ1 Rubycon достигла 55% по отношению к варианту с базовым светильником ЖКУ-100, а перерасход светодиодного светильника — 41%.

При учете в показателе энергоэффективности светильников коэффициента неравномерности освещенности по рабочей поверхности результирующие значения показателя для различных светильников с подобными кривыми силы света могут различаться в 5 раз (см. табл. 2). В таких ситуациях функция регулировки светораспределения осветительного прибора приобретает наибольшую значимость при выборе светильника с точки зрения энергоэффективности и качества освещения.

Таблица 1. Показатели энергоэффективности светильников при освещении улиц

Показатель

Значение показателя

Светильник

ЖКУ 01-100-001-УХЛ1 Rubycon

ЖКУ-100*

Светодиодный светильник**

Дополнительный критерий (отношение максимальной освещенности к средней не более 3)

2,3

2,42

2,59

Световая отдача источника света, лм/Вт

105

105

85***

КПД светильника

0,82

0,60

0,89

Коэффициент потерь в блоке питания

1,1

1,1

1,15

Коэффициент запаса по начальному световому потоку

1,5

1,5

1,5

Коэффициент использования по световому потоку

0,59

0,66

0,58

Коэффициент энергоэффективности осветительного прибора, лм/Вт

30,8

25,2

25,4

Процент экономии электроэнергии при одинаковой освещенности, %

18

1

* Аналог светильника ЖКУ 51-100-070 УХЛ1.

** Применены светодиоды OSRAM Golden Dragon Oval Plus. Светильник имеет кривую силы света типа Ш.

*** При фактической температуре кристаллов светодиодов.

Таблица 2. Показатели энергоэффективности светильников при освещении Показатели энергоэффективности светильников при освещении железнодорожной платформы

Показатель

Значение показателя

Световая отдача источника света, лм/Вт

105

105

85***

КПД светильника

0,82

0,60

0,89

Коэффициент потерь в блоке питания

1,1

1,1

1,15

Коэффициент запаса по начальному световому потоку

1,5

1,5

1,5

Коэффициент использования по световому потоку

0,33

0,41

0,31

Отношение средней освещенности поверхности к минимальной (шаг опор – 30 м)

3,5

7,2

14,8

Коэффициент энергоэффективности осветительного прибора, лм/Вт

4,9

2,2

0,9

Процент экономии электроэнергии при одинаковой освещенности, %

55

–41

(перерасход)

* Аналог светильника ЖКУ 51-100-070 УХЛ1.

** Применены светодиоды OSRAM Golden Dragon Oval Plus. Светильник имеет кривую силы света типа Ш.

*** При фактической температуре кристаллов светодиодов.

«Новая концепция дорожного освещения». Маркетинг или инженерный подход?

«В связи с появлением на рынке светодиодных светильников… встает вопрос о необходимости пересмотра концепции размещения светильников на дорогах и применения других кривых силы света» [4]. Авторы выделяют две особенности «новой концепции»: уменьшение высоты опор освещения до 6…8 м и уменьшение расстояния между опорами до 15…20 м. В результате сравнения «новой концепции» на светильниках УСС-36/100 и традиционной на светильниках РКУ16-250-001 (высота опор 12 м, шаг между опорами 40 м) доказываются «значительные преимущества не только в экономии ресурсов, но и в качестве освещения» улиц и дорог светодиодными светильниками с косинусной кривой силы света (см. рис. 1).

Для доказательной базы преимуществ «новой концепции» проведены светотехнические расчеты, только в отличие от авторов статьи [4] в качестве альтернативы светодиодным светильникам выбран светильник ЖКУ-01-100-001 Rubycon с высоким КПД и натриевой лампой высокого давления. Результаты светотехнических расчетов, энергетические и экономические показатели вариантов представлены в таблице 3.

Анализируя представленные в таблице 3 показатели, можно сделать следующие выводы:

1) светильник ЖКУ-01-100-001 Rubycon с широкой кривой силы света можно эксплуатировать на высотах опор 8 м и при шаге опор до 45 м без нарушения требований нормативных документов по показателю ослепленности для улиц и дорог;

2) для получения светотехнических показателей, удовлетворяющих требованиям освещения дорог и улиц категории Б3 [5], при использовании светодиодных светильников с косинусной кривой рационально установить светильники мощностью 75 Вт на опорах с шагом 28 м;

3) при использовании светодиодных светильников мощностью 40 Вт даже при шаге опор 15 м средняя яркость покрытия (наиболее важный показатель для водителя!) не удовлетворяет требованиям освещения дорог и улиц категории Б3 [5];

4) «новая концепция» освещения светодиодными светильниками дорог и улиц приводит к увеличению потребляемой мощности на 7—8% и удорожанию проекта на 55% по сравнению с освещением светильниками ЖКУ, изготовленными по современным технологиям.

Рис. 1. Кривые силы света светильников (слева — косинусная, справа— широкая)

Заключение

В трех рассмотренных типовых вариантах уличного освещения изготовленный по современным технологиям светильник с газоразрядной лампой превзошел по показателям энергоэффективности светодиодный светильник. Это положение нельзя распространить на все выпускаемые светильники, но оно в очередной раз доказывает, что каждый источник света на определенном этапе развития научно-технического прогресса имеет свое место применения.

До внесения изменений в технические нормативные правовые акты с учетом изменения уровней освещенности при сумеречном зрении в зависимости от спектра источника света, газоразрядные источники света (натриевые лампы высокого давления и металлогалогенные лампы) необходимо признать более предпочтительными для массового применения на улицах и дорогах.

Литература

1. Каталог продукции. ОАО «Лидский завод электроизделий». Часть 1. 2008 г. 21 с.

2. ГОСТ 8045-82. Светильники для наружного освещения. Общие технические требования: введ. 01.01.1984 / с изм. №№1–3.

3. Светильники уличные RUBYCON. Олди Свет//www.oldisvet.by/catalogues/ulichnie/187/210.html#site.

4. Д. Коновалов. Новая концепция дорожного освещения//www.ledsvet.ru/index.php?type=special&area=1&p=articles&id=26.

5. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение: введ. 01.01.1996/с изм. №1.

Евдасев Игорь, к.т.н.

В 1998 году закончил УО «Белорусский государственный университет транспорта», инженер-электромеханик. Опыт работы 10 лет.

Сегодня заведующий научно-исследовательской лабораторией «Системы электроснабжения транспорта», доцент кафедры
«Электрический подвижной состав», эксперт-энергоаудитор. Участвовал в энергетических обследованиях систем освещения предприятий железнодорожного транспорта (более 50 объектов).



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Евдасев Игорь, к.т.н.



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2018 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты