Умное освещение - Википедия - Smart lighting

Умное освещение это технология освещения, разработанная для энергоэффективность, удобство и безопасность. Это может включать высокоэффективные приспособления и автоматизированные средства управления, которые вносят корректировки в зависимости от таких условий, как занятость или доступность дневного света. Освещение преднамеренное применение света для достижения эстетического или практического эффекта (например, освещение нарушения безопасности). Это включает в себя рабочее освещение, акцентное освещение, и общее освещение.

Потребление энергии

На освещение приходится 19% мирового потребления энергии и 6% всех выбросы парниковых газов.[1] В Соединенных Штатах 65 процентов потребление энергии используется коммерческим и промышленным секторами, и 22 процента из них используется для освещения.

Минимизация энергопотребления

Интеллектуальное освещение позволяет домохозяйствам и пользователям удаленно управлять охлаждением, обогревом, освещением и приборами, сводя к минимуму ненужное потребление света и энергии. Эта способность экономит энергию и обеспечивает уровень комфорта и удобства. За пределами традиционной индустрии освещения будущий успех освещения потребует участия ряда заинтересованных сторон и сообществ заинтересованных сторон. Концепция интеллектуального освещения также включает использование естественного солнечного света, чтобы уменьшить использование искусственного освещения, а также простую концепцию выключения освещения людьми, когда они выходят из комнаты.[2]

Удобство

Интеллектуальная система освещения может обеспечить освещение темных участков во время использования. Освещение активно реагирует на действия пассажиров на основе датчиков и интеллекта (логики), который предугадывает потребности человека в освещении.

Безопасность

Свет можно использовать, чтобы отговорить людей от того, где им быть не должно. Например, нарушение безопасности - это событие, которое может вызвать срабатывание прожектора в точке взлома. Профилактические меры включают освещение ключевых точек доступа (например, пешеходных дорожек) в ночное время и автоматическую регулировку освещения, когда домохозяйство отсутствует, чтобы создать видимость присутствия жителей.

Основные техники

Умное управление освещением

Использование автоматического затемнения света - это аспект интеллектуального освещения, который помогает снизить потребление энергии.[3] Регулировка яркости вручную также снижает потребление энергии.

Использование датчиков

В статье «Экономия энергии за счет занятости» датчики и персональный контроль: пилотное полевое исследование », Galasiu, AD и Newsham, GR подтвердили, что автоматические системы освещения, включая датчики присутствия и индивидуальные (персональные) средства управления, подходят для офисов с открытой планировкой и могут сэкономить значительное количество энергии (около 32%) по сравнению с обычной системой освещения, даже когда установленная плотность мощности освещения автоматической системы освещения на ~ 50% выше, чем у традиционной системы.[4]

Составные части

Полный датчик состоит из детектор движения, электронный блок управления и управляемый переключатель / реле. Детектор обнаруживает движение и определяет, есть ли в помещении люди.[5] Он также имеет таймер, который сигнализирует электронному блоку управления после установленного периода бездействия. Блок управления использует этот сигнал для активации переключателя / реле для включения или выключения оборудования. Для систем освещения существует три основных типа датчиков: пассивные. инфракрасный, ультразвуковой,[6] и гибрид.

Дневное зондирование

В ответ на технологию дневного света были разработаны автоматизированные системы реагирования, связанные с дневным светом, для дальнейшего снижения потребления энергии.[5][7] Эти технологии полезны, но у них есть свои недостатки. Часто может происходить быстрое и частое включение и выключение света, особенно при нестабильных погодных условиях или когда уровни дневного света меняются вокруг переключаемой освещенности. Это не только беспокоит людей, но и сокращает срок службы лампы. Разновидностью этой технологии является «дифференциальное переключение» или фотоэлектрическое управление «зоной нечувствительности», которое имеет несколько режимов освещения, с которых он переключается, чтобы уменьшить беспокойство пассажиров.[8][9]

Зондирование занятости

Умное освещение, использующее датчики присутствия может работать в унисон с другим освещением, подключенным к той же сети, для регулировки освещения в различных условиях.[10] В таблице ниже показана потенциальная экономия электроэнергии от использования датчиков присутствия для управления освещением в помещениях различного типа.[11]

Ультразвуковой

Преимущества ультразвуковых устройств заключаются в том, что они чувствительны ко всем типам движения и, как правило, имеют нулевые промежутки покрытия, поскольку они могут обнаруживать движения за пределами прямой видимости.[6][11]

Другие

Обнаружение движения (микроволновая печь), тепловая (инфракрасная) и звуковая; оптические камеры, инфракрасное движение, оптические натяжные тросы, датчики дверного контакта, тепловизионные камеры, микрорадары, датчики дневного света.[12]

Аварийный балласт Smart-Lighting для люминесцентных ламп[13]

Функция традиционной системы аварийного освещения - обеспечение минимального уровня освещенности при сбое сетевого напряжения. Следовательно, системы аварийного освещения должны накапливать энергию в аккумуляторном модуле для питания ламп в случае отказа. В таких системах освещения внутренние повреждения, например, перезаряд аккумуляторных батарей, повреждение ламп и отказ цепи запуска, должны обнаруживаться и устраняться квалифицированными рабочими.

По этой причине прототип интеллектуального освещения может проверять свое функциональное состояние каждые четырнадцать дней и выводить результат на светодиодный дисплей. С помощью этих функций они могут проверить себя, проверяя свое функциональное состояние и отображая свои внутренние повреждения. Также может быть уменьшена стоимость обслуживания.

Обзор

Основная идея заключается в замене простого блока измерения линейного напряжения, который присутствует в традиционных системах, на более сложный, основанный на микроконтроллере. Эта новая схема возьмет на себя функции измерения сетевого напряжения и активации инвертора с одной стороны, а также контроль всей системы: состояния лампы и батареи, зарядки батареи, внешней связи, правильной работы силового каскада и т. Д. Другая сторона.

Система обладает большой гибкостью, например, возможна связь нескольких устройств с главным компьютером, который всегда будет знать состояние каждого устройства.

Разработана новая система аварийного освещения на базе интеллектуального модуля. Микроконтроллер как устройство управления и контроля гарантирует повышение безопасности установки и экономию затрат на обслуживание.

Другим важным преимуществом является экономия средств при массовом производстве, особенно если используется микроконтроллер с программой в ПЗУ.

Экосистема умного освещения

Интеллектуальными системами освещения можно управлять через Интернет, чтобы регулировать яркость и графики освещения.[10] Одна технология включает в себя интеллектуальную сеть освещения, которая назначает IP-адреса лампочкам.[14]

Передача информации с помощью умного света

Шуберт предсказывает, что революционные системы освещения предоставят совершенно новые средства восприятия и передачи информации. Мигая слишком быстро, чтобы любой человек мог их заметить, свет будет собирать данные с датчиков и переносить их из комнаты в комнату, сообщая такую ​​информацию, как местонахождение каждого человека в здании с высокой степенью защиты. Основное внимание в Future Chips Constellation уделяется интеллектуальному освещению, революционному новому направлению в фотонике, основанному на эффективных источниках света, которые полностью настраиваются с точки зрения таких факторов, как спектральный состав, диаграмма излучения, поляризация, цветовая температура и интенсивность. Шуберт, возглавляющий группу, говорит, что интеллектуальное освещение не только обеспечит лучшее и более эффективное освещение; он предоставит «совершенно новые функции».

Достижения в фотонике

Успехи, достигнутые в фотоника уже трансформируют общество, точно так же, как электроника произвела революцию в мире в последние десятилетия, и будет продолжать вносить еще больший вклад в будущее. Согласно статистическим данным, рынок оптоэлектроники в Северной Америке в 2003 году вырос до более чем 20 миллиардов долларов.светодиод ) ожидается, что в 2007 году рынок достигнет 5 миллиардов долларов, а твердотельное освещение прогнозируется, что через 15–20 лет рынок вырастет до 50 миллиардов долларов, как заявил Э. Фред Шуберт:[15] Wellfleet, старший заслуженный профессор проекта Future Chips Constellation в Rensselaer.

Изобретатели

Смотрите также

Списки

Библиография

  • Ханна, В. (2014). Основы твердотельного освещения: светодиоды, OLED и их применение в освещении и дисплеях. Тейлор и Фрэнсис. С. 475–488. ISBN  978-1-4665-6109-0. Получено 10 февраля, 2015.

дальнейшее чтение

Рекомендации

  1. ^ Бахга, Аршдип; Мадисетти, Виджай (9 августа 2014 г.). Интернет вещей: практический подход. ВПТ. п. 50. ISBN  978-0-9960255-1-5.CS1 maint: дата и год (связь)
  2. ^ Ханна 2014, с. 475-476.
  3. ^ Ханна 2014, стр. 478.
  4. ^ Galasiu, A.D .; Ньюшем, Г.Р., Экономия энергии за счет датчиков присутствия и средств индивидуального контроля: пилотное полевое исследование, Lux Europa 2009, 11-я Европейская конференция по освещению, Стамбул, Турция, 9–11 сентября 2009 г., стр. 745-752
  5. ^ а б Ханна 2014, стр. 476.
  6. ^ а б Ханна 2014, стр. 480.
  7. ^ Ханна 2014, стр. 482-484.
  8. ^ a b c Ли Д., Чунг К., Вонг С., Лам Т. Анализ энергоэффективных осветительных приборов и средств управления освещением. Applied Energy [сериал онлайн]. Февраль 2010 г .; 87 ( 2) : 558-567, Academic Search Premier, Ipswich, MA.
  9. ^ Хун-Лян Ц., Юнг-Синь Х. Разработка и реализация регулируемого электронного балласта для люминесцентных ламп на основе модели энергозависимой лампы. IEEE Transactions по науке о плазме. Июль 2010 г .; 38 ( 7) : 1644-1650, Academic Search Premier, Ipswich, M
  10. ^ а б Bahga, A .; Мадисетти, В. (2014). Интернет вещей: практический подход:. Vpt. п. 50. ISBN  978-0-9960255-1-5. Получено 10 февраля, 2015.
  11. ^ а б Наблюдатель за энергопотреблением, Информация об энергоэффективности для менеджера объекта, Ежеквартальный выпуск - декабрь 2007 г., Датчики присутствия для управления освещением
  12. ^ «Уже эффективные светодиодные фонари становятся умнее». Мартин Ламоника. Получено 24 января 2015.
  13. ^ Дж. М. Алонсо, Дж. Диас, К. Бланко, М. Рико, A Smart- Аварийное освещение Балласт для люминесцентных ламп на базе микроконтроллера
  14. ^ "Интернет-адрес для каждой лампочки :: NXP Semiconductors". Дома. 2011-05-16. Получено 2015-01-23.
  15. ^ "Rensselaer Magazine: Зима 2004: Взгляд в свет (стр. 2)". rpi.edu. Получено 23 января 2015.
  16. ^ Edison Electric Light Co. против United States Electric Lighting Co., Федеральный репортер, F1, Vol. 47, 1891, стр. 457.
  17. ^ а б Гварниери, М. (2015). «Переключение света: от химического к электрическому» (PDF). Журнал IEEE Industrial Electronics Magazine. 9 (3): 44–47. Дои:10.1109 / MIE.2015.2454038.
  18. ^ "Джон Ричардсон Вигхэм 1829–1906" (PDF). ЛУЧ. Комиссары Irish Lights. 35: 21–22. 2006. Архивировано с оригинал (PDF) 12 марта 2012 г.
  19. ^ «Изобретатель долговечного низкотемпературного источника света получил премию Lemelson-MIT в размере 500 000 долларов за изобретение». Вашингтон, округ Колумбия, Массачусетский технологический институт. 21 апреля 2004 г. Архивировано с оригинал 9 октября 2011 г.. Получено 21 декабря, 2011.
  20. ^ Эндрюс, Дэвид Л. (2015). Фотоника, Том 3: Технологии фотоники и приборы. Джон Уайли и сыновья. п. 2. ISBN  9781118225547.
  21. ^ Борден, Ховард С .; Пигини, Джеральд П. (февраль 1969). «Твердотельные дисплеи» (PDF). Журнал Hewlett-Packard: 2–12.
  22. ^ «Нобелевская премия по физике 2014». NobelPrize.org. Нобелевская премия. Получено 12 октября 2019.

внешняя ссылка