Реализация алгоритма управления освещением в учебных помещениях различного типа для повышения энергоэффективности

По данным Международного энергетического агентства, в мировом масштабе 19% электроэнергии расходуется на освещение. Известно, что стоимость тарифов на электроэнергию увеличивается на 15% ежегодно, а основные источники электроэнергии загрязняют атмосферу выбросами вредных веществ. Оптимизация потребления электроэнергии на освещение является одним из самых распространенных способов экономии электроэнергии.

Целью данной работы является реализация алгоритма системы управления освещением в учебных помещениях, которая позволяет минимизировать затраты на электроэнергию.

Для работы системы необходимо оптимальное размещение световых источников (объединение светильников в секции, расположенные параллельно световому проёму). На оконный проём устанавливается фотодатчик, который измеряет уровень освещённости естественного света. Уровень освещённости для каждой секции рассчитывается по уравнениям, которые вычисляет программа при установке системы в аудитории. Соответственно, при недостаточной освещенности, первым включается дальний от окна сегмент, остальные при включении учитывают суммарный уровень естественного и искусственного освещения. Расход электроэнергии не происходит, когда аудитория закрыта.

Для достижения цели исследования было выполнено:

1) на базе образовательной платформы макетирования и прототипирования NI ELVIS II и программной среды LabVIEW была создана система сбора данных для снятия световых характеристик;

2) определены зависимости внутреннего освещения от внешнего;

3) разработан алгоритм системы управления освещением;

4) разработано программное обеспечение:

• программа просмотра мониторинга (суточная освещенность);

• программа определения переходных характеристик (позволяет вычислять коэффициенты, для различных помещений);

• программа управления;

• программа анализа освещения и потребляемой электроэнергии;

5) для проверки алгоритма управления и тестирования системы создан макет аудитории №313,корпуса Б, НИТУ «МИСиС».

6) оценена экономическая эффективность решения.

Данное решение позволяет реализовать экономию электроэнергии. В результате тестирования системы управления, была зафиксирована экономия электроэнергии более 50%. При этом эффективность предлагаемой системы зависит от продолжительности дня и среднесуточной освещённости.