Автономное диммирование светодиодных светильников. Просто и со вкусом

Заменить источники света устаревшей конструкции на современные – это правильный шаг в сторону экономного расходования средств на освещение и получения качественного освещения. Уличные светильники на основе натриевой лампы ДНаТ (дуговая, натриевая, трубчатая), которым до недавнего времени не было альтернативы, уступают место уличным светильником нового типа – светодиодным. Действительно, заменив светильники уличного освещения с лампами ДНаТ на светодиодные, экономия электроэнергии достигает 50%, не говоря уже об экономии на работах по замене вышедших из строя ламп – светодиодные светильники работают в 5 раз дольше натриевых ламп. Но светодиодные светильники дают еще одну прекрасную возможность сэкономить – диммирование. Диммирование – это уменьшение яркости светильника в то время, когда нам нет необходимости в ярком освещении. Действительно, зачем заставлять светильник работать на полную мощность глубокой ночью, когда на улице никого нет? Ведь уменьшив яркость мы не только снижаем расход электроэнергии, мы еще и увеличиваем срок службы светильника в 1,5 – 2 раза! А это тоже существенная экономия, как на стоимости самого светильника, так и на работах по его замене.

Получается, что необходимо устройство, которое будет управлять работой светильников – уменьшать и увеличивать яркость, когда это необходимо. Для этого были придуманы системы умного управления уличным освещением на основе диммируемых уличных фонарей и контроллеров уличного освещения. Они позволяют управлять светом, включая и отключая светильник, переводить его в ночной режим работы с пониженным энергопотреблением, передавать данные о состоянии каждого светильника и пр., используя технологии PLC или беспроводную передачу данных по радиоканалу, собирать статистику работы светильника и рапортовать в случае возникновения внештатных ситуаций. Но здесь, как и в любой другой технической системе, есть модули, делающие основную, т.н «полезную работу», и есть модули, наделяющие систему определенным дополнительным функционалом, требующим, как правило, значительных денежных доплат. Но всегда ли это нужно? Например, инвестору, выполняющему работы по модернизации уличного освещения города в рамках энергосервисного контракта «переплачивать» две-три цены за дополнительные сервисные функции нет никакого смысла – привлекательность проекта резко снижается. А как быть небольшим предприятиям, учреждениям или городским поселениям, у которых количество светильников, освещающих прилегающую территорию или улицы, составляет 10-100 шт.? Они ведь никогда не купят систему диспетчерского управления наружным освещением.

Для таких случаев есть решение на основе автономного контроллера уличного освещения. Это устройство делает всю работу, приносящую доход – переключает светильники ночью в режим пониженного энергопотребления по схеме 100-50-100% или 100-75-50-75-100% от номинальной мощности. Включать и отключать линии уличного освещения по напряжению 380/220В может любая автоматика, в т.ч та, которая уже установлена в шкафах управления освещением —  от обычного фотореле до продвинутых централизованных систем управления на GPRS-модемах.

В итоге получается система управления уличным освещением с т.н “распределённым интеллектом”, которая на порядок надежней централизованной. Аналогичный подход применяется сейчас, например, в системах пожарной сигнализации класса hi-end, где именно датчик, а не станция пожарной сигнализации, на месте фиксирует факт наличия возгорания.

Это электронное устройство (далее диммер), размещённое в компактном, залитом компаундом корпусе с проводными соединителями. Диммер имеет размеры 45мм х 30мм х 15мм. Для настройки на лицевой панели имеется дип-переключатель. Если нужно получить степень защиты корпуса IP67, после настройки диммера необходимо нанести поверх дип-переключателей прозрачный защитный нейтральный силиконовый герметик.

В основе диммера – достаточно мощный “самообучающийся” микроконтроллер, который ежедневно фиксирует время включения — отключения освещения и производит вычисление т.н «расчетной полночи», от которой далее устанавливается время начала и окончания диммирования (см. Рис 1 и 2). Т.е. для программирования диммера надо узнать время включения и отключения освещения и определить середину этого интервала. Это и будет «расчетная полночь». Причем эта цифра верна для любого месяца в году +/- 10 мин! Теперь, когда мы знаем время расчетной полночи, нужно всего лишь выставить в диммерах с помощью специальных DIP-переключателей время понижения мощности до этой “расчетной полночи” и после неё. Это называется план (график) диммирования. Вам не нужны сложные и не всегда надежные способы и системы передачи команд управления по силовой сети или радиоканалу от диспетчера к шкафу управления и от шкафа управления к светильникам! Зная реальное время работы системы освещения за трое последних суток, диммер сам обеспечит своевременное переключение светильника в режим ночного понижения мощности и обратно. Т.е. диммер функционирует полностью автономно! При этом диммер игнорирует длительные и кратковременные интервалы включения, которые могут иметь место при ремонте линий освещения или неисправности шкафа управления.

В самом простом случае можно задать план диммирования в три ступени: в вечерние часы яркость 100%, в ночные – 50%, в утренние 100%. Либо задать более гибкий пятиступенчатый график: 100% — 75% — 50% — 75% — 100%.

В пятиступенчатом режиме диммер позволяет сэкономить до 40% электроэнергии.

Помимо функции повременного снижения мощности, диммер имеет возможность работы с датчиками движения. При подаче сигнала 220В на этот вход диммер переключает светильник из режима пониженной мощности в режим полной мощности.

Эта опция может быть использована, например, при освещении пешеходных переходов, внутренних территорий промпредприятий, складских комплексов и в других зонах, где в ночное время персонал или автотранспорт появляются редко.

Диммеры устанавливаются в каждый светильник наружного освещения. Это может быть сделано на заводе при изготовлении диммируемых светильников или непосредственно на объекте при реконструкции или замене системы освещения. Никаких внешних соединений светильников между собой и со шкафом управления освещением не требуется. Единственное условие: блок питания светильника должен допускать возможность диммирования по протоколу 0-10В.

При установке диммера на светильник мощностью 100Вт он окупится за счет экономии на электроэнергии за 1,5-2 года. Сильными сторонами такого решения является низкая цена, простота установки и настройки, неприхотливость и надежность.

Применение автономного диммера дает возможность за минимальную цену достаточно гибко управлять светом и благодаря этому получить экономию средств за счет снижения затрат на электроэнергию и продление срока службы светильников. Следствием экономии электроэнергии является снижение эмиссии СО₂ в окружающую среду. Этот вопрос очень актуален для современного мира из-за его влияния на состояние окружающей среды. Компании, которые уделяют ему должное внимание, без сомнения, приобретают положительный имидж как со стороны населения, так и со стороны государства.

Автономный диммер — это отличное и недорогое решение для создания систем умного освещения для небольших объектов таких как стоянки, парковки торговых центров и гипермаркетов, второстепенные улицы или объекты где установка дорогостоящей полноценной системы управления с возможностью удаленного контроля является нецелесообразной.