Підвищення енергоефективності системи освітлення навчального корпусу університету шляхом переходу на LED-технології та автоматичне керування

Abstract

Досліджуваний об'єкт — система штучного освітлення навчального корпусу університету (коридори та навчальна аудиторія), що підлягає модернізації шляхом заміни люмінесцентних світильників світлодіодними та впровадження автоматичного керування з метою підвищення енергоефективності за дотримання нормативних вимог до якості освітлення. Метою роботи є підвищення енергоефективності системи освітлення навчального корпусу шляхом переходу на світлодіодні джерела світла й автоматичне керування. У першому розділі проаналізовано сучасний стан і проблеми освітлення навчальних закладів, порівняно люмінесцентні та світлодіодні технології, розглянуто нормативну базу проєктування й системи автоматичного керування; обґрунтовано доцільність переходу на LED-технології. У другому розділі виконано світлотехнічний розрахунок коридору й аудиторії методом коефіцієнта використання, порівняно варіанти типу та компонування світильників (LED-панелі й лінійні світильники), перевірено рівномірність освітлення та визначено кількість світильників і встановлену потужність. У третьому розділі розроблено систему автоматичного керування на основі датчиків руху й освітленості та протоколу DALI, розраховано річне споживання електроенергії, оцінено енергоефективність і виконано техніко-економічне обґрунтування з визначенням терміну окупності. У четвертому розділі виконано математичне моделювання розподілу освітленості наявної та запропонованої систем, моделювання деградації світлового потоку, а також прогноз енергоспоживання, економічного (NPV) та екологічного ефекту на перспективу. У п'ятому розділі розроблено технологічне рішення модернізації — електричні схеми живлення (однолінійну схему, схему підключення світильників і шини DALI) та програмовану логіку керування (FBD, LD) згідно з IEC 61131-3. Результати роботи підтверджують, що перехід на світлодіодне освітлення з автоматичним керуванням забезпечує нормовану освітленість, знижує річне споживання електроенергії приблизно на 46 % за орієнтовного простого терміну окупності близько 4 років.