Chytré osvětlení - Smart lighting - Wikipedia
Chytré osvětlení je světelná technologie určená pro energetická účinnost pohodlí a bezpečnost. To může zahrnovat vysoce účinná svítidla a automatizované ovládací prvky, které provádějí úpravy na základě podmínek, jako je obsazenost nebo dostupnost denního světla. Osvětlení je záměrné použití světla k dosažení nějakého estetického nebo praktického efektu (např. osvětlení narušení bezpečnosti). To zahrnuje osvětlení úkolů, akcentní osvětlení a obecné osvětlení.
Spotřeba energie
Osvětlovací aplikace představují 19% světové spotřeby energie a 6% ze všech skleníkové emise.[1] Ve Spojených státech 65 procent spotřeba energie se používá v komerčních a průmyslových odvětvích a 22 procent z toho se používá na osvětlení.
Minimalizace spotřeby energie
Inteligentní osvětlení umožňuje domácnostem a uživatelům dálkově ovládat chlazení, vytápění, osvětlení a spotřebiče a minimalizovat tak zbytečné využití světla a energie. Tato schopnost šetří energii a poskytuje úroveň pohodlí a pohodlí. Kromě tradičního osvětlovacího průmyslu bude budoucí úspěch osvětlení vyžadovat zapojení řady zúčastněných stran a komunit zúčastněných stran. Koncept inteligentního osvětlení zahrnuje také využití přirozeného světla ze slunce ke snížení využití umělého osvětlení a jednoduchý koncept lidí, kteří vypínají osvětlení, když opouštějí místnost.[2]
Pohodlí
Inteligentní systém osvětlení může zajistit, že tmavé oblasti budou při používání osvětleny. Světla aktivně reagují na aktivity cestujících na základě senzorů a inteligence (logiky), která předvídá potřeby osvětlení cestujících.
Bezpečnostní
Světla lze použít k odrazení lidí od oblastí, kde by neměli být. Narušení zabezpečení je například událost, která by mohla spustit světlomety v místě narušení. Preventivní opatření zahrnují osvětlení klíčových přístupových bodů (například chodníků) v noci a automatické přizpůsobení osvětlení, když je domácnost pryč, aby to vypadalo, jako by tam byli obyvatelé.
Hlavní techniky
Inteligentní ovládání osvětlení
Použití automatického stmívání světla je aspekt inteligentního osvětlení, které slouží ke snížení spotřeby energie.[3] Ruční ztlumení světla má stejný účinek na snížení spotřeby energie.
Použití senzorů
V příspěvku „Úspory energie díky obsazenosti senzory a osobní ovládání: pilotní studie v terénu “, Galasiu, AD a Newsham, GR potvrdily, že automatické osvětlovací systémy včetně senzorů obsazení a individuální (osobní) ovládání jsou vhodné pro otevřené kancelářské prostředí a mohou ušetřit značné množství energie (přibližně 32%) ve srovnání s konvenčním osvětlovacím systémem, i když je hustota instalovaného světelného výkonu automatického osvětlovacího systému o ~ 50% vyšší než u konvenčního osvětlovacího systému.[4]
Součásti
Kompletní senzor se skládá z a detektor pohybu, elektronická řídicí jednotka a řiditelný spínač / relé. Detektor snímá pohyb a určuje, zda se v prostoru nacházejí cestující.[5] Má také časovač, který signalizuje elektronickou řídicí jednotku po nastavené době nečinnosti. Řídicí jednotka používá tento signál k aktivaci spínače / relé k zapnutí nebo vypnutí zařízení. Pro osvětlovací aplikace existují tři hlavní typy senzorů: pasivní infračervený, ultrazvukové,[6] a hybridní.
Snímání denního světla
V reakci na technologii denního světla byly vyvinuty automatizované systémy reakce spojené s denním světlem, které dále snižují spotřebu energie.[5][7] Tyto technologie jsou užitečné, ale mají své pády. Mnohokrát může dojít k rychlému a častému zapínání a vypínání světel, zejména za nestabilních povětrnostních podmínek nebo při změně úrovně denního světla kolem spínací intenzity osvětlení. To nejen ruší obyvatele, ale také může snížit životnost lampy. Variací této technologie je fotoelektrické ovládání „diferenciálního spínání“ nebo „mrtvého pásma“, které má více osvětleností, ze kterých přepíná, aby omezilo rušení cestujících.[8][9]
Snímání obsazenosti
Chytré osvětlení, které využívá senzory obsazení může pracovat společně s jiným osvětlením připojeným ke stejné síti a upravovat osvětlení za různých podmínek.[10] Níže uvedená tabulka ukazuje potenciální úspory elektřiny při použití senzorů obsazení k ovládání osvětlení v různých typech prostor.[11]
Ultrazvukové
Výhody ultrazvukových zařízení spočívají v tom, že jsou citlivé na všechny typy pohybu a obecně existují nulové mezery pokrytí, protože dokážou detekovat pohyby mimo přímou viditelnost.[6][11]
Ostatní
Detekce pohybu (mikrovlnná trouba), snímání topení (infračervené) a snímání zvuku; optické kamery, infračervený pohyb, optické vypínací vodiče, dveřní kontaktní senzory, termální kamery, mikro radary, senzory denního světla.[12]
Nouzové předřadníky s inteligentním osvětlením pro zářivky[13]
Funkcí tradičního systému nouzového osvětlení je dodávka minimální úrovně osvětlení, když se objeví porucha síťového napětí. Proto musí systémy nouzového osvětlení akumulovat energii v bateriovém modulu, aby mohly v případě poruchy napájet lampy. U tohoto druhu osvětlovacích systémů musí být interní poškození, například přebití baterie, poškozené žárovky a porucha startovacího obvodu, detekována a opravena odbornými pracovníky.
Z tohoto důvodu může prototyp inteligentního osvětlení kontrolovat svůj funkční stav každých čtrnáct dní a výsledek uložit do LED displeje. S těmito funkcemi se mohou otestovat při kontrole jejich funkčního stavu a při zobrazování jejich vnitřního poškození. Lze také snížit náklady na údržbu.
Přehled
Hlavní myšlenkou je nahrazení jednoduchého bloku pro snímání síťového napětí, který se v tradičních systémech objevuje, složitějším blokem založeným na mikrokontroléru. Tento nový obvod převezme funkce snímání síťového napětí a aktivace střídače na jedné straně a dohled nad celým systémem: stav kontrolky a baterie, nabíjení baterie, externí komunikace, správný provoz výkonového stupně atd. druhá strana.
Systém má velkou flexibilitu, například by bylo možné komunikaci několika zařízení s hlavním počítačem, který by neustále věděl stav každého zařízení.
Byl vyvinut nový systém nouzového osvětlení založený na inteligentním modulu. Mikrokontrolér jako kontrolní a kontrolní zařízení zaručuje zvýšení bezpečnosti instalace a úsporu nákladů na údržbu.
Další důležitou výhodou je úspora nákladů na sériovou výrobu, ať už je použit mikrokontrolér s programem v paměti ROM.
Inteligentní ekosystém osvětlení
Inteligentní osvětlovací systémy lze ovládat pomocí internetu a upravovat jas a plány osvětlení.[10] Jedna technologie zahrnuje inteligentní osvětlovací síť, která přiřazuje IP adresy žárovkám.[14]
Přenos informací pomocí inteligentního světla
Schubert předpovídá, že revoluční osvětlovací systémy poskytnou zcela nový způsob snímání a vysílání informací. Blikáním příliš rychle na to, aby si ho někdo všiml, světlo zachytí data ze senzorů a přenese je z místnosti do místnosti a hlásí takové informace, jako je poloha každého člověka v budově s vysokou úrovní zabezpečení. Hlavním zaměřením Future Chips Constellation je inteligentní osvětlení, revoluční nové pole ve fotonice založené na účinných světelných zdrojích, které jsou plně laditelné z hlediska faktorů, jako je spektrální obsah, emisní vzor, polarizace, teplota barev a intenzita. Schubert, který skupinu vede, říká, že inteligentní osvětlení nabídne nejen lepší a efektivnější osvětlení; poskytne „zcela nové funkce“.
Pokroky ve fotonice
Pokroky dosažené v roce 2006 fotonika již transformují společnost, stejně jako elektronika způsobila v posledních desetiletích revoluci ve světě a v budoucnu bude i nadále více přispívat. Ze statistik vyplývá, že trh s optoelektronikou v Severní Americe vzrostl v roce 2003 na více než 20 miliard USD. LED (světelná dioda ) Očekává se, že trh v roce 2007 dosáhne 5 miliard USD a polovodičové osvětlení předpokládá se, že trh bude za 15–20 let činit 50 miliard USD, jak uvedl E. Fred Schubert,[15] Wellfleet, hlavní význačný profesor souhvězdí budoucích čipů v Rensselaer.
Vynálezci
- Alexander Nikolajevič Lodygin - žárovka s uhlíkovými vlákny (1874)[16]
- Joseph Swan - vlákno z karbonizované nitě žárovka (1878)[17]
- Thomas Edison - dlouhotrvající žárovka s vysoce odolným vláknem (1880)[17]
- John Richardson Wigham - elektrický maják osvětlení (1885)[18]
- Nick Holonyak – světelná dioda (1962)[19]
- Howard Borden, Gerald Pighini, Mohamed Atalla, Monsanto – LED lampa (1968)[20][21]
- Shuji Nakamura, Isamu Akasaki, Hiroši Amano – modrá LED (1992)[22]
Viz také
- Automobilové osvětlení
- Zákaz žárovek
- Síla svíčky
- Rybářský lehký přitahovač, podvodní světla přilákat ryby
- Automatizace domácnosti
- Svítidlo
- Světlo ve školních budovách
- Světelné znečištění
- Systémy řízení osvětlení, pro budovy nebo rezidence
- Osvětlení pro seniory
- Světelná účinnost
- Nadměrné osvětlení
- Pasivní infračervený senzor
- Sezónní afektivní porucha
- Osvětlení pódia
- pouliční osvětlení
- Udržitelné osvětlení
- Tříbodové osvětlení, technika používaná jak ve statické fotografii, tak ve filmu
- Ultrazvukové senzory
- Seznamy
Bibliografie
- Khanna, V.K. (2014). Základy polovodičového osvětlení: LED diody, OLED a jejich aplikace při osvětlení a displejích. Taylor & Francis. 475–488. ISBN 978-1-4665-6109-0. Citováno 10. února 2015.
Další čtení
- Association, International Dark-Sky (2012). Boj proti znečištění světla: Řešení inteligentního osvětlení pro jednotlivce a komunity. Stoh knih. ISBN 978-0-8117-4564-2.
- Pohl, Klaus; Böckle, Günter; J. van der Linden, Frank (2005). Softwarové produktové řady Engineering. Springer Science & Business Media. p. 46. ISBN 3540289011.
Reference
- ^ Bahga, Arshdeep; Madisetti, Vijay (09.08.2014). Internet věcí: praktický přístup. VPT. p. 50. ISBN 978-0-9960255-1-5.CS1 maint: datum a rok (odkaz)
- ^ Khanna 2014, s. 475-476.
- ^ Khanna 2014, s. 478.
- ^ Galasiu, A.D .; Newsham, G.R., Úspory energie díky senzorům obsazení a osobním ovládacím prvkům: pilotní polní studie, Lux Europa 2009, 11. evropská světelná konference, Istanbul, Turecko, 9. – 11. Září 2009, str. 745-752
- ^ A b Khanna 2014, s. 476.
- ^ A b Khanna 2014, s. 480.
- ^ Khanna 2014, s. 482-484.
- ^
a b c Li D, Cheung K, Wong S, Lam T. Analýza energeticky účinných svítidel a ovládacích prvků osvětlení. Applied Energy [sériové online]. Únor 2010; 87( 2): 558-567, Academic Search Premier, Ipswich, MA. - ^ Hung-Liang C, Yung-Hsin H. Návrh a implementace stmívatelného elektronického předřadníku pro zářivky na základě modelu výkonové lampy. Transakce IEEE v oblasti plazmové vědy. Červenec 2010; 38
( 7): 1644-1650, Academic Search Premier, Ipswich, M - ^ A b Bahga, A .; Madisetti, V. (2014). Internet věcí: praktický přístup:. Vpt. p. 50. ISBN 978-0-9960255-1-5. Citováno 10. února 2015.
- ^ A b Energetický pozorovatel, Informace o energetické účinnosti pro správce budovy, Čtvrtletní vydání - prosinec 2007, Senzory obsazení pro řízení osvětlení
- ^ „Již efektivní, LED světla chytřejší“. Martin LaMonica. Citováno 24. ledna 2015.
- ^ JM Alonso, J. Diaz,
C. Blanco, M. Rico, inteligentní třídaNouzové osvětlení Předřadník pro zářivky založené na mikrokontroléru - ^ „Internetová adresa pro každou žárovku :: NXP Semiconductors“. Domov. 2011-05-16. Citováno 2015-01-23.
- ^ „Časopis Rensselaer: Zima 2004: Pohled do světla (strana 2)“. rpi.edu. Citováno 23. ledna 2015.
- ^ Edison Electric Light Co.
vs. United States Electric Lighting Co., Federal Reporter, F1, roč. 47, 1891, str. 457. - ^ A b Guarnieri, M. (2015). „Přepínání světla: z chemického na elektrické“ (PDF). IEEE Industrial Electronics Magazine. 9 (3): 44–47. doi:10.1109 / MIE.2015.2454038.
- ^ „John Richardson Wigham 1829–1906“ (PDF). PAPRSEK. Commissioners of Irish Lights. 35: 21–22. 2006. Archivovány od originál (PDF) dne 12. března 2012.
- ^ „Vynálezce dlouhotrvajícího nízkoteplotního zdroje světla získal cenu Lemelson-MIT za vynález ve výši 500 000 USD“. Washington, D.C., Massachusetts Institute of Technology. 21. dubna 2004. Archivovány od originál 9. října 2011. Citováno 21. prosince 2011.
- ^ Andrews, David L. (2015). Photonics, Volume 3: Photonics Technology and Instrumentation. John Wiley & Sons. p. 2. ISBN 9781118225547.
- ^ Borden, Howard C .; Pighini, Gerald P. (únor 1969). „Displeje v pevné fázi“ (PDF). Deník Hewlett-Packard: 2–12.
- ^ „Nobelova cena za fyziku 2014“. NobelPrize.org. Nobelova cena. Citováno 12. října 2019.
externí odkazy
- Illuminating Engineering Society of North America
- Časopis Lighting Design
- Pokročilé pokyny pro osvětlení IESNA
- Centrum pro výzkum osvětlení @ Rensselaer Polytechnic Institute
- Vrhá světlo na použití domácího osvětlení Lyle Tribwell (časopis Home Energy online)
- EE209AS, Zelené výpočetní a komunikační systémy
- Centrum výzkumu inteligentního osvětlení
- Smart Lighting Group, UC Berkeley