حالة تطبيق نظام إضاءة NiCS: مشروع إضاءة ذكية صفرية الطاقة لمواقف السيارات تحت الأرض
تنص "إشعار مجلس الدولة بشأن طباعة وتوزيع خطة العمل لذروة الكربون قبل عام 2030" بوضوح في قسم "إجراءات ذروة الكربون في البناء الحضري والريفي": رفع مستوى الكهربة في نقاط النهاية للمباني، وبناء مباني "الطاقة الشمسية-التخزين-التيار المباشر-المرونة" التي تدمج توليد الطاقة الكهروضوئية، وتخزين الطاقة، وتوزيع التيار المستمر، والاستهلاك المرن للكهرباء. بحلول عام 2025، يجب أن تصل نسبة استبدال الطاقة المتجددة في المباني الحضرية إلى 8٪، وأن تسعى نسبة تغطية الألواح الكهروضوئية على أسطح المباني العامة الجديدة والمصانع الجديدة إلى الوصول إلى 50٪.
互联智控科技（天津）有限公司自2014年开始，以自有知识产权为主导，自主研发NiCS网络智能照明系统（以太网供电网络智能照明系统）。NiCS网络智能照明系统通过将成熟的以太网低压直流供电技术，结合“光储直柔”技术的应用，在光伏发电后无需逆变的情况下，能够轻松实现零能耗照明，从根本上实现了照明零碳排放。公司以NiCS照明系统为基础研发了NiCS零能耗照明系统。
قدمت الشركة مفهوم "الإضاءة المحددة بالبرمجيات (SDL)". من خلال التعريف البرمجي، يسمح نظام الإضاءة الشبكي NiCS بتجميع وحدات الإضاءة بشكل عشوائي وإعادة تجميعها في أي وقت، مما يجعل التحكم المجدول، والتحكم حسب المناطق، والتحكم بالمscenes، والتحكم بأجهزة الاستشعار، والإضاءة المتمحورة حول الإنسان بسيطة للغاية.
بنية النظام:
الهيكل القياسي لنظام إضاءة NiCS
يتكون نظام الإضاءة NiCS من خمسة أجزاء: وحدات التحكم، وأنظمة الكابلات المتكاملة، ومفاتيح اللوحة وأجهزة الاستشعار، ووحدات الإضاءة، ومنصة سحابية للإدارة المتكاملة.
بنية نظام الإضاءة صفرية استهلاك الطاقة
يتكون نظام الإضاءة صفري الاستهلاك للطاقة من نظام توليد الطاقة الكهروضوئية + نظام إضاءة NiCS.
بنية نظام الإضاءة الذكية الشبكي "التخزين الضوئي المباشر المرن"
تكوين النظام: نظام توليد الطاقة الكهروضوئية (PV)، نظام تخزين الطاقة، نظام الإضاءة الذكية عبر إيثرنت، نظام التحويل التكميلي للكهرباء العامة، نظام إدارة إمداد الطاقة، نظام إدارة المنصة السحابية، ونظام التمديدات المتكاملة.
وفقًا للتقارير، تُعد NiCS Lighting رائدة محليًا، حيث تعتمد تقنية الطاقة عبر الإيثرنت والكابلات الهيكلية للشبكة، ووحدات إضاءة LED، وتدمج تقنية المستشعرات المستخدمة على نطاق واسع في التحكم الذكي وإنترنت الأشياء. وقد طورت منصة السحابة الذكية للتحكم في إضاءة NiCS لإدارة وحدات إضاءة LED والأجهزة المتصلة الأخرى بشكل ذكي، مما يوفر للمباني نظام إضاءة آمن وموفر للطاقة وذكي وصحي وسهل الصيانة، ويلبي احتياجات التحكم في الإضاءة لمختلف سيناريوهات التطبيق.
حاليًا، تتعاون شركة إنتركونكتيد سمارت كونترول تكنولوجي (تيانجين) المحدودة مع شركة تيانجين جيانيينغ لتقنيات توفير الطاقة المحدودة (المعروفة سابقًا بمركز تعزيز كفاءة الطاقة في المباني في تيانجين) لتصميم وتنفيذ مشروع إضاءة ذكية صفري الاستهلاك لموقف السيارات تحت الأرض في مبنى مكاتب حكومية في تيانجين. وقد دخل المشروع مرحلة التنفيذ المحدد.
وضع مرآب مبنى XXXX تحت الأرض
1. الوضع الحالي للإضاءة
★ عدد وحدات الإضاءة: 728
★ نوع المصباح: أنبوب LED بحامل T8، القدرة 22 واط
★طريقة التحكم والاستخدام: التحكم اليدوي للمنطقة
2. المشاكل القائمة
★ تحتاج إضاءة المرآب إلى العمل بشكل مستمر على مدار 24 ساعة يوميًا، مما يؤدي إلى تكاليف كهرباء سنوية كبيرة.
★ طرق التحكم التقليدية، بدون توفير طاقة ملحوظ وبدون قدرة إحصائية.
★ يوجد عدد كبير من مصابيح المرآب، مما يؤدي إلى عبء عمل كبير في الاستبدال والصيانة، وتكاليف صيانة مرتفعة.
★ لا يمكن الحصول على بيانات دقيقة لاستهلاك الطاقة لوحدة الإضاءة.
★ لا يتم الاستفادة الكاملة من أنظمة الطاقة الكهروضوئية الحالية، مما يؤدي إلى الهدر.
3. تحليل المتطلبات
3.1 متطلبات توفير الطاقة
★يعتمد طريقة تحكم ذكية: تضيء الأضواء عند اقتراب المركبات أو الأشخاص وتخفت عند مغادرتهم، مما يحقق هدف توفير الطاقة الكهربائية.
★الاستفادة الكاملة من طاقة الألواح الكهروضوئية الحالية لتحقيق توفير الطاقة.
3.2 متطلبات طريقة التحكم
التحكم عن بُعد عبر منصة برمجية لتشغيل وإيقاف وحدات الإضاءة بناءً على الوقت وحركة المرور.
3.3 متطلبات تكاليف الصيانة
استخدم وحدات إضاءة ذات عمر افتراضي طويل لتقليل تكاليف الصيانة الناتجة عن استبدال وحدات الإضاءة، وفي الوقت نفسه تقليل تكاليف العمالة المرتبطة باستبدال وحدات الإضاءة.
حل متكامل
باستخدام نظام الإضاءة الذكية NiCS، قم بتوصيل وحدة التحكم بشبكة الكهرباء ذات الجهد 220 فولت. تقوم وحدة التحكم بتحويلها إلى تيار مستمر منخفض الجهد بجهد 48 فولت، لتزويد وحدة إضاءة بالطاقة ونقل البيانات عبر كابل إيثرنت من الفئة Cat5e.
يوجد حاليًا 568 لوحة كهروضوئية، بأبعاد 800*1200 وقدرة 130 واط.
باستخدام 568 لوحة كهروضوئية مركبة في الموقع، يتم تخزين الكهرباء في بطاريات لتزويد الإضاءة في ثماني مناطق للحماية من الحرائق (باستثناء منطقة الدراجات) بالطاقة. عند نفاد شحن البطاريات، يتم استخدام طاقة الشبكة كمكمل،从而实现 توفير الطاقة.
إنتاج الطاقة السنوي للألواح الكهروضوئية الحالية = عدد الألواح الكهروضوئية × القدرة × 4 ساعات من التشغيل الفعلي اليومي × الأيام × معدل استخدام الألواح الكهروضوئية × عدد الأيام المشمسة في السنة = 568 × القدرة × 4 × 365 × 0.8 × 0.5 = 43,099 كيلوواط ساعة
من خلال طريقة توفير الطاقة الذكية NiCS، يبلغ استهلاك الكهرباء السنوي حوالي 21,045 كيلوواط. بعد استخدام الألواح الكهروضوئية، تصبح تكلفة الكهرباء السنوية ضئيلة للغاية.
1. هيكل النظام
مخطط تخطيطي لهيكل نظام الإضاءة الذكية
2. مقترح التصميم
(1) وحدة إضاءة
تتميز وحدات الإضاءة LED من NiCS بالعمل بدون وميض، ووهج منخفض للغاية، ودرجة حرارة لون معتدلة، ومؤشر تجسيد اللون (CRI) معتدل، مما يجعلها مناسبة لإضاءة مواقف السيارات.
(2) طريقة التحكم
★نشر وحدات إضاءة متكاملة بالأشعة تحت الحمراء لتحقيق تأثير "إضاءة عند وصول الأشخاص، وإطفاء عند مغادرتهم". التحكم في الإضاءة الداخلية بناءً على حركة المركبات في موقف السيارات تحت الأرض.
★ التحكم عن بُعد في وحدات الإضاءة من خلال تجميعها عبر منصة البرامج.
(3) توفير الطاقة
يستخدم وحدات إضاءة LED، مما يوفر استهلاك الكهرباء بنسبة 50% إلى 70%؛ يعتمد تزويد الطاقة عبر إيثرنت لتقليل فقدان الطاقة في الأسلاك؛ يطبق التحكم الذكي في الإضاءة لتحقيق توفير إضافي في الطاقة.
يستخدم الألواح الكهروضوئية الحالية، ويربطها ببطاريات التخزين لتخزين الطاقة، ثم يوفرها للإضاءة لتحقيق توفير الطاقة.
(4) إدارة المعلومات
إدارة ومراقبة ظروف الإضاءة من خلال نشر برنامج نظام NiCS، ونشر شبكة أجهزة استشعار لجمع وتقديم ملاحظات للمرآب.
(5) تكلفة صيانة منخفضة
من خلال اعتماد تقنية الطاقة عبر الإيثرنت (PoE) لتوفير تيار مستمر منخفض الجهد مباشرةً لوحدة الإضاءة، يتم تقليل مشاكل العمر الافتراضي المحدود الناتجة عن جودة مصادر التيار الثابت. يقرب هذا العمر الافتراضي الفعلي من العمر الافتراضي النظري لوحدات إضاءة LED، مما يقلل بشكل كبير من تكرار استبدال وحدات الإضاءة، وبالتالي يخفض تكاليف الاستبدال وتكاليف الصيانة اليدوية.
ثالثاً: مزايا النظام
1. ذكي
تتيح وحدة الإضاءة المدمجة بالأشعة تحت الحمراء ومركز منصة البيانات التحكم الذكي وإدارة وحدات الإضاءة.
2. توفير الطاقة
يوفر استخدام وحدات إضاءة LED ما بين 50% و70% من الكهرباء؛ ويقلل استخدام التغذية الكهربائية عبر إيثرنت من فقدان الطاقة في الأسلاك؛ كما يتيح التحكم الذكي إدارة ذكية للإضاءة، مما يوفر الكهرباء.
ملاحظة: تعتمد الحسابات على 24 ساعة في اليوم و365 يومًا في السنة.
3. تكاليف صيانة منخفضة للغاية
تتيح تقنية الطاقة عبر إيثرنت لوحدة الإضاءة LED الاقتراب من عمرها الافتراضي النظري، مما يتجاوز اختناقات التطبيق ويقلل من تكاليف استبدال وحدة الإضاءة وتكاليف العمالة.
ملاحظة: فترة الضمان لأنابيب LED العادية هي عمومًا من 2 إلى 3 سنوات، محسوبة على أساس تشغيل لمدة 24 ساعة يوميًا. لذلك، فإن العمر الافتراضي لوحدات الإضاءة LED هو حوالي 12 شهرًا، مما يتطلب الاستبدال مرة واحدة في السنة. يتم حساب السعر الوحدة بـ 40 يوان لكل وحدة إضاءة، وتُحسب تكلفة العمالة لاستبدال وحدات الإضاءة بـ 20 يوانًا لكل استبدال.
4. إدارة المعلومات
نشر برنامج نظام إضاءة NiCS لتحقيق الإدارة المعلوماتية للإضاءة اللوغاريتمية لمواقف السيارات تحت الأرض، بما في ذلك مراقبة وإدارة ظروف الإضاءة.