Як ефективно знизити енергоспоживання світлодіодних вуличних ліхтарів?

Зменшіть рахунок за електроенергію для світильників вуличного освітлення зі світлодіодами наполовину, не вимикаючи жодної лампи

Муніципалітет, що експлуатує 5 000 світильників вуличного освітлення з LED-лампами потужністю по 100 Вт кожен, які працюють щонічно по 12 годин за тарифом 0,12 $/кВт·год, витрачає приблизно 262 800 доларів США на рік на електроенергію для вуличного освітлення. Енергетичні втрати не пов’язані з технологією LED-світильників — LED-лампи вже на 50–60 % ефективніші за лампи високотискового натрію (HPS), які вони замінили. Втрати виникають через стратегію керування: освітлення на повній яскравості протягом усього 12-годинного періоду, хоча протягом 7 із цих годин для забезпечення стандартів безпеки достатньо лише 30–50 % освітленості.

Три стратегії зниження енергоспоживання можуть скоротити споживання електроенергії світлодіодними вуличними ліхтарями на 30–50 % порівняно з повним рівнем яскравості. Регульоване за часом затемнення програмує драйвер світлодіода так, щоб зменшити його потужність до 40–50 % у періоди низького трафіку (зазвичай з 23:00 до 05:00), використовуючи вбудовану функцію затемнення світлодіодного вуличного ліхтаря — більшість драйверів світлодіодів підтримують протоколи затемнення 0–10 В або DALI безпосередньо, і для цього не потрібне додаткове обладнання. Активація за рухом — за допомогою мікрохвильових радарних сенсорів, інтегрованих у корпус світлодіодного вуличного ліхтаря — виявляє наближення транспортних засобів і підвищує яскравість з рівня очікування 20 % до 100 % на час проїзду, після чого повертається до рівня очікування, забезпечуючи економію енергії на 60–70 % на дорогах із низьким трафіком. Гібридна сонячно-мережева система — що поєднує фотопанелі, акумуляторні батареї та підключення до електромережі — надає пріоритет сонячній енергії й використовує мережу лише тоді, коли запаси в акумуляторах вичерпані, зменшуючи споживання електроенергії з мережі на 40–80 %. HAIROLUX, що має понад 13 років досвіду у сфері зовнішнього світлодіодного освітлення та пропонує широкий асортимент продуктів — включаючи «розумні» світлодіодні вуличні ліхтарі з IoT-дистанційним управлінням, інтегровані сонячні світлодіодні вуличні ліхтарі з акумуляторами LiFePO₄ та сонячно-мережеві гібридні системи, — реалізує всі три стратегії.

Питання безпеки при затемненні

Стандарти вуличного освітлення — IES RP-8 у Північній Америці та EN 13201 у Європі — встановлюють мінімальні підтримувані рівні освітленості залежно від класифікації дороги та обсягу руху, а не єдиний фіксований рівень яскравості. Колекторна дорога, яка потребує середнього рівня освітленості 12 люкс у години пік, може потребувати лише 4–6 люкс у нічний час з низьким обсягом руху, оскільки рекомендовані стандартом рівні масштабуються залежно від обсягу руху. Світлодіодна вулична лампа зі зменшеним яскравістю до 40 % потужності, що забезпечує 6 люкс на дорозі з низьким обсягом руху о 3 годині ночі, повністю відповідає вимогам — і в багатьох випадках така зменшена світлодіодна вулична лампа забезпечує кращі показники рівномірності порівняно з заміненими лампами накалювання типу HPS, оскільки оптика світлодіодів забезпечує кращий контроль розподілу світла.

Застосування у реальних умовах: впровадження інтелектуального затемнення в одному з міст Південно-Східної Азії

Середнє за розміром місто на Філіппінах, де встановлено 3200 світлодіодних вуличних ліхтарів HAIROLUX із інтегрованими IoT-контролерами, запрограмувало триступеневий графік затемнення: 100 % потужності з 18:00 до 22:00 (пік транспортного навантаження), 60 % — з 22:00 до 00:00 та 40 % — з 00:00 до 05:00. Цей графік скоротив споживання електроенергії вуличними світлодіодними ліхтарями міста на 38 % — з приблизно 1400 МВт·год на рік до 868 МВт·год, що забезпечило щорічну економію близько 67 000 доларів США. Місто не отримало жодних скарг щодо недостатньої освітленості під час періодів затемнення; світлодіодні вуличні ліхтарі з оптичним лінзовим дизайном HAIROLUX забезпечували рівномірний розподіл світла навіть при зниженій потужності, тому зменшення освітленості було пропорційним і візуально непомітним.

Три технологічні шляхи детально

Регулювання яскравості за розкладом — це найпоширеніша стратегія зниження енергоспоживання в світлодіодних вуличних фонарях, оскільки вона потребує мінімальної додаткової апаратної складової. Програмований світлодіодний драйвер із вбудованим годинником реального часу перемикається між попередньо встановленими рівнями яскравості в заплановані моменти, працюючи автономно без підключення до мережі. Стандартні світлодіодні драйвери для вуличних фонарів HAIROLUX мають цю функцію регулювання яскравості, яку можна налаштувати під час монтажу відповідно до місцевих часів сходу/заходу сонця та інтенсивності руху. Активація за допомогою датчика руху передбачає встановлення радарного сенсора на кожному світильнику, що виявляє наближення об’єктів — це корисно на дорогах із низькою інтенсивністю руху, де транспорт проїжджає рідко: світлодіодний вуличний фонарь протягом більшої частини ночі працює в режимі очікування з яскравістю 20 % і збільшує її до 100 % лише за потреби, забезпечуючи найвищий відсоток економії серед усіх окремих стратегій. Гібридні сонячно-мережеві системи є найбільш капіталоємними, але мають найнижчі експлуатаційні витрати: сонячна панель та акумулятор LiFePO₄ інтегровані з мережевим підключенням і керуються розумним контролером, який надає пріоритет використанню накопиченої сонячної енергії й переходить на живлення від мережі лише тоді, коли рівень заряду акумулятора падає нижче 20 %. У розумному портфоліо світлодіодних вуличних фонарів HAIROLUX представлені всі три варіанти, що дозволяє оптимізувати енергоспоживання з урахуванням специфіки кожного проекту замість застосування універсального підходу.

Поширені запитання

На скільки відсотків розумне затемнення може знизити енерговитрати світлодіодних вуличних ліхтарів?

Затемнення за розкладом зазвичай знижує споживання енергії на 30–40 %. Активування за допомогою датчиків руху на дорогах із низьким трафіком забезпечує економію 50–70 %. Гібридні сонячно-мережеві системи зменшують споживання електроенергії з мережі на 40–80 % залежно від сонячної інсоляції. Розумні світлодіодні вуличні ліхтарі HAIROLUX підтримують усі три стратегії за допомогою контролерів із функціями IoT.

Що таке гібридний сонячно-мережевий світлодіодний вуличний ліхтар?

Гібридний сонячно-мережевий світлодіодний вуличний ліхтар поєднує сонячну панель і акумулятор із підключенням до електромережі. У сонячну погоду ліхтар працює повністю за рахунок накопиченої сонячної енергії. Під час тривалих похмурих періодів система автоматично перемикається на живлення від мережі. HAIROLUX пропонує роздільні сонячні світлодіодні вуличні ліхтарі з акумуляторами LiFePO₄ та розумними гібридними контролерами.

Чи відповідають затемнені світлодіодні вуличні ліхтарі стандартам безпеки дорожнього руху?

Так — коли затемнення налаштовано відповідно до мінімальних вимог освітленості для класифікації доріг під час годин низького навантаження. Стандарти IES RP-8 та EN 13201 визначають значення освітленості, які змінюються пропорційно обсягу руху. Світлотехнічні симуляції HAIROLUX у програмі Dialux підтверджують відповідність стандартам на кожному рівні затемнення.

Який термін окупності інтелектуальних систем керування світлодіодними вуличними ліхтарями?

Інтелектуальні системи керування зазвичай збільшують вартість проекту на 40–80 доларів США на один ліхтар, а їх окупність становить 1,5–3 роки лише за рахунок енергозбереження; термін скорочується, якщо врахувати економію на технічному обслуговуванні завдяки виявленню несправностей на відстані. Інтелектуальна міська система HAIROLUX на основі технологій LoRa/NEMA забезпечує дистанційне регулювання яскравості та сповіщення про несправності.

Чи можна модернізувати існуючі світлодіодні вуличні ліхтарі, додавши до них функцію регулювання яскравості?

Так — за умови, що існуючий світлодіодний вуличний ліхтар оснащений регульованим драйвером з інтерфейсом 0–10 В або DALI. Модернізація передбачає встановлення модуля контролера, який підключається до входу регулювання яскравості драйвера. HAIROLUX пропонує рішення для модернізації контролерів, сумісних із відповідними світильниками.

Як працюють датчики руху на LED-вуличних світильниках?

Мікрохвильові радарні датчики виявляють рухомі об’єкти в межах 6–15 метрів і надсилають сигнал до LED-драйвера, щоб збільшити вихідну потужність із режиму очікування (10–20%) до повної яскравості. LED-вуличний світильник повертається в режим очікування через 30–60 секунд після того, як об’єкт виходить із зони дії датчика. Датчики PIR виявляють теплові сигнатури, а не рух.