В связи с стремительным ростом электроэнергии, нужно применять высокоэффективные и альтернативные технологии.
При переходе на альтернативные источники электроэнергии в первую очередь нужно оптимизировать само потребление электроэнергии чтобы рационально ее расходовать.
Наш проект рассматривает в первую очередь потребление энергии в ЖКХ, парковки, подземные переходы , уличное освещение .
Система позволяет снизить потребление энергии до 10 раз.
На примере рассмотрим одно этажную парковку с количеством ламп 100 шт. На парковках до сих пор используется люминесцентное освещение в силу их надежности работы 24/7, каждый светильник потребляет около 85 Вт. электроэнергии 85Вт * 24 часа * 100ламп * 30 дней = 6120кВт в месяц
При переходе на LED освещение, можно снизить затраты на электроэнергию, но вырастет расход на замену вышедших из строя ламп, потому как чтобы снизить стоимость LED лампы, производители удешевляют конструкцию убрав охлаждение светодиодов. Этим очень страдает полезное время работы LED светодиода, вместо заявленных 50 000 часов они работают в сотни, а то и в тысячи раз меньше из-за быстрой деградации кристалла под действием высокой температуры . Получается все сэкономленные средства на потреблении энергии будут уходить на замену вышедших из строя ламп.
Уменьшить температуру кристалла можно двумя путями, дать им должное охлаждение или уменьшить силу тока, что питает светодиод. В первом случае растет стоимость лампы, во втором уменьшается уровень освещенности.
Повысить качество ламп можно еще, отказавшись от последовательного соединения светодиодов, как это реализовано в большинстве LED светильниках, что есть на рынке. Все светодиоды соединены «герляндой» и если один из них выходит сто строя, перестают работать все. Такое последовательное соединение дает один плюс - малый размер блока питания, который «питает» эту линейку светодиодов но из-за этого страдает коэффициент надежности.
Еще один минус такой конструкции, не возможно контролировать ток который протекает через отдельный светодиод, возможно только через всю «линейку» светодиодов. Технологически не возможно создать два одинаковых светодиода с одинаковыми характеристиками и сила тока через каждый светодиод будет разная и быстрее всего будет деградировать диод, ток которого максимальный.
Повысить надежность можно соединив их параллельно, этим уменьшиться напряжение подводимое к ним, но вырастет сила тока. К примеру для питания 30 последовательно соединенных светодиодов (SMD5730) нужно 3.1*30=93в и 150мА а для параллельных. 3.1В и ток 4.5А. При такой силе тока, блок питания будет внушительных размеров с этим вырастет цена, что тоже не есть целесообразно.
Чтобы хоть как-то повысить коэффициент надежности, можно соединить их последовательно по 3шт а эти цепочки соединить параллельно, получится (3,1В*3=9,3В и ток 150мА*10 цепочек = 1,5А) что уже приемлемо. Но, проанализировав рынок, мы не нашли LED драйверов нужных нам размеров.
Команда наших разработчиков, разработала совершенно новые лед драйверы для питания светодиодов. Мы применили резонансно-импульсное преобразования на высокой частоте и синхронный режим выпрямления, в сумме это дает КПД 94%. По с равнению с традиционными LED драйверами что дают КПД 70-75%, (30-25% энергии израсходуется на нагрев блока питания)
Наши лед драйверы, позволяют более эффективно использовать электроэнергию, а последовательно-параллельное включение светодиодов увеличивает коэффициент надежности.
Так же мы применили для охлаждения светодиодов алюминий в конструкции корпуса.
Для еще более рационального использования электроэнергии, мы применили микроконтроллеры, датчики присутствия, движения и освещенности, чтобы управлять яркостью освещения помещения. Нет смысла освещать территорию или помещение на все 100% яркости, когда никого нет, а мы регулируем ее по мере необходимости с 10% до 100%. Помимо того что снижаются затраты на освещение, вырастает срок службы светодиодов.
Возвратимся к нашей парковке.
Если перейти на LED светильники получим выгоду: 30Вт * 24 часа * 100ламп * 30 дней = 2160 кВт в месяц
Если совместить с системой интеллектуального освещения с датчиками присутствия получим
Пример (суммированное время за сутки когда лампа светит на 100% - 5 часов, все остальное время на 30%)
(30Вт * 5 часов * 100 ламп * 30 дней)+(9Вт * 19 часов * 100 ламп * 30 дней)= 960КвТ
Вывод, система интеллектуального освещения позволят экономить до 85% затрат на освещение парковки. И управлять плавно яркостью освещения по сравнению с аналоговыми которые или включают освещения или выключают.
Система разработана так, что каждая лампа общается с соседней лампой по проводном или беспроводном протоколу связи, для образования «секторов» и поддержания необходимой комфортной площади освещения
Так же в процессе разработки проект LuCI, централизованная система для мониторинга датчиков движения, датчиков освещённости, датчиков тока, которая путем самоанализа и ее обучения позволит более рационально израсходовать энергию. При переходе на аварийный источник или возобновляемую энергию позволит более рационально израсходовать энергию запасенную в аккумуляторах.
Уже разработан модуль MPPT (maximum power point tracking) для получения максимальной возможной мощности на выходе фотомодулей, ветроустановок . Балансир для правильной заряд-разрядки Li-ion и LiFepo4 аккумуляторов. Модули PFC (Power Factor Correction) для коррекции коэффициента мощности.
Совокупность все этих модулей и установок, позволят более экономно и рационально израсходовать запасённую энергию в аккумуляторах и экономично потреблять ее с внешней электросети.
Система разрабатывается модульно, где каждый модуль не зависит друг от друга.
