Caso de aplicação do sistema de iluminação NiCS: Projeto de iluminação inteligente com consumo zero para estacionamentos subterrâneos

A "Notificação do Conselho de Estado sobre a Impressão e Distribuição do Plano de Ação para o Pico de Carbono antes de 2030" estabelece explicitamente na seção de "Ações de Pico de Carbono na Construção Urbana e Rural": Elevar o nível de eletrificação nos pontos finais dos edifícios e construir edifícios "Fotovoltaica-Armazenamento-CC-Flexibilidade" que integrem geração de energia fotovoltaica, armazenamento de energia, distribuição em corrente contínua e consumo flexível de eletricidade. Até 2025, a taxa de substituição por energias renováveis em edifícios urbanos deverá atingir 8%, e a taxa de cobertura fotovoltaica em telhados de novos edifícios de instituições públicas e novas fábricas deverá esforçar-se para atingir 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。

A empresa apresentou o conceito de "Iluminação Definida por Software (SDL)". Por meio da definição por software, o sistema de iluminação em rede NiCS permite que as luminárias sejam agrupadas arbitrariamente e reagrupadas a qualquer momento, tornando o controle agendado, o controle por zonas, o controle de cenas, o controle por sensores e a iluminação centrada no ser humano muito simples.

Arquitetura do sistema:

Estrutura padrão do sistema de iluminação NiCS

O sistema de iluminação NiCS é composto por cinco partes: controladores, sistemas de cabeamento integrado, interruptores de painel e sensores, luminárias e uma plataforma em nuvem de gestão integrada.

Arquitetura do sistema de iluminação de consumo zero de energia

O sistema de iluminação de consumo zero é composto por um sistema de geração de energia fotovoltaica + sistema de iluminação NiCS.

Arquitetura do sistema de iluminação inteligente em rede "Armazenamento Óptico Direto Flexível"

Composição do sistema: sistema de geração de energia fotovoltaica (FV), sistema de armazenamento de energia, sistema de iluminação inteligente Ethernet, sistema de conversão complementar da rede elétrica, sistema de gestão de fornecimento de energia, sistema de gestão em plataforma na nuvem e sistema de cabeamento estruturado.

Conforme relatado, a NiCS Lighting é uma pioneira nacional, adotando tecnologia Power over Ethernet e cabeamento estruturado de rede, luminárias LED, e integrando tecnologia de sensores amplamente utilizada no controle inteligente e na Internet das Coisas. Desenvolveu a Plataforma em Nuvem de Controle Inteligente de Iluminação NiCS para gerenciar inteligentemente as luminárias LED e outros dispositivos conectados, fornecendo aos edifícios um sistema de iluminação seguro, de poupança de energia, inteligente, saudável e de fácil manutenção, atendendo às necessidades de controle de iluminação em vários cenários de aplicação.

Atualmente, a Interconnected Smart Control Technology (Tianjin) Co., Ltd. está em colaboração com a Tianjin Jianneng Energy Saving Technology Co., Ltd. (anteriormente Centro de Promoção da Eficiência Energética na Construção de Tianjin) para projetar e implementar conjuntamente um projeto de iluminação inteligente de consumo zero para o estacionamento subterrâneo de um edifício de escritórios governamentais em Tianjin. O projeto entrou na fase de implementação específica.

Situação do estacionamento subterrâneo do Edifício XXXX

1. Situação atual da iluminação

★ Quantidade de luminárias: 728

★ Tipo de lâmpada: Tubo LED com suporte T8, potência 22 W

★Método de controle e uso: Controle manual por zona

2. Problemas existentes

★ A iluminação da garagem precisa operar continuamente 24 horas por dia, resultando em custos anuais de eletricidade consideráveis.

★ Métodos de controlo tradicionais, sem poupança de energia significativa e sem capacidade estatística.

★ Há muitas luzes de garagem, resultando em uma grande carga de trabalho para substituição e manutenção, e altos custos de manutenção.

★ Não é possível obter dados precisos de consumo de energia da luminária.

★ Os sistemas fotovoltaicos existentes não são totalmente aproveitados, causando desperdício.

3. Análise de requisitos

3.1 Requisitos de poupança de energia

★Adota controle inteligente: as luzes acendem quando veículos ou pessoas se aproximam e escurecem quando se afastam, alcançando assim a economia de energia.

★Aproveitar ao máximo a energia dos painéis fotovoltaicos existentes para alcançar a poupança de energia.

3.2 Requisitos do método de controle

Controle remoto por meio de uma plataforma de software para ligar e desligar as luminárias com base no horário e no fluxo de tráfego.

3.3 Requisitos de custos de manutenção

Utilize luminárias com longa vida útil para reduzir os custos de manutenção causados pela substituição de luminárias e, ao mesmo tempo, reduzir os custos de mão de obra associados à troca de luminárias.

Solução

Utilizando o sistema de iluminação inteligente NiCS, conecte o controlador à rede elétrica de 220 V. O controlador converte para corrente contínua de baixa tensão de 48 V, fornecendo energia e transmitindo dados para a luminária através de cabo Ethernet Cat5e.

Atualmente, há 568 painéis fotovoltaicos, com dimensões de 800*1200 e potência de 130W.

Utilizando os 568 painéis fotovoltaicos instalados no local, a eletricidade é armazenada em baterias para alimentar a iluminação de oito zonas de proteção contra incêndio (excluindo a área de bicicletas). Quando o armazenamento da bateria se esgota, a energia da rede é utilizada como suplemento, cumprindo assim os requisitos de poupança de energia.

Geração anual de energia dos painéis fotovoltaicos existentes = Número de painéis fotovoltaicos × Potência × 4 horas de operação diária real × Dias × Taxa de utilização dos painéis fotovoltaicos × Número de dias ensolarados no ano = 568 × Potência × 4 × 365 × 0,8 × 0,5 = 43.099 kWh

Através do método inteligente de poupança de energia NiCS, o consumo anual de eletricidade é de aproximadamente 21.045 kW. Após a utilização de painéis fotovoltaicos, o custo anual da eletricidade torna-se negligenciável.

1. Estrutura do sistema

Diagrama esquemático da estrutura do sistema de iluminação inteligente

2. Proposta de design

(1) Luminária

As luminárias LED NiCS apresentam operação sem cintilação, ofuscamento extremamente baixo, temperatura de cor moderada e IRC moderado, sendo adequadas para iluminação de garagens.

(2) Método de controle

★Implantar luminárias integradas com infravermelho para obter o efeito de "luzes acesas quando as pessoas chegam, luzes apagadas quando saem". Controlar a iluminação interna com base no fluxo de veículos na garagem subterrânea.

★ Controle remotamente as luminárias agrupando-as por meio da plataforma de software.

(3) Poupança de energia

Utiliza luminárias LED, economizando 50% a 70% de energia elétrica; adota alimentação via Ethernet para reduzir perdas de energia na fiação; implementa controle inteligente da iluminação para economizar ainda mais energia.

Utiliza painéis fotovoltaicos existentes, conectando-os a baterias de armazenamento para acumular energia, que é então fornecida à iluminação, promovendo a economia de energia.

(4) Gestão da Informação

Gerencie e monitore as condições de iluminação implantando o software do sistema NiCS e implante uma rede de sensores para coletar e fornecer feedback para a garagem.

(5) Baixo custo de manutenção

Ao adotar a alimentação por Ethernet (PoE) para fornecer diretamente corrente contínua de baixa tensão à luminária, os problemas de vida útil limitada causados pela qualidade das fontes de corrente constante são minimizados. Isso aproxima a vida útil real da vida útil teórica das luminárias LED, reduzindo significativamente a frequência de substituição das luminárias e, consequentemente, diminuindo os custos de substituição e de manutenção manual.

III. Vantagens do sistema

1. Inteligente

A luminária integrada com infravermelho e o centro da plataforma de dados permitem o controle e a gestão inteligentes das luminárias.

2. Poupança de energia

O uso de luminárias LED economiza 50% a 70% de energia elétrica; o uso de alimentação por Ethernet reduz as perdas de energia na fiação; o uso de controle inteligente permite o controle inteligente da iluminação, economizando assim eletricidade.

Nota: Os cálculos baseiam-se em 24 horas por dia e 365 dias por ano.

3. Custos de manutenção extremamente baixos

A alimentação via Ethernet permite que as luminárias LED se aproximem da sua vida útil teórica, superando os gargalos de aplicação e reduzindo tanto os custos de substituição das luminárias quanto os custos de mão de obra.

Nota: O período de garantia dos tubos LED comuns é geralmente de 2 a 3 anos, calculado com base em 24 horas de operação diária. Portanto, a vida útil das luminárias LED é de aproximadamente 12 meses, exigindo substituição uma vez por ano. O preço unitário é calculado em 40 yuanes por luminária, e o custo de mão de obra para a substituição das luminárias é calculado em 20 yuanes por substituição.

4. Gestão da Informação

Implante o software do sistema de iluminação NiCS para alcançar a gestão informatizada da iluminação logarítmica de estacionamentos subterrâneos, incluindo o monitoramento e a gestão das condições de iluminação.