Димування вуличного освітлення: як це працює і скільки економить

Регулювання яскравості вуличного освітлення (іноді його називають адаптивним або «розумним» регулюванням) – це інтелектуальна система, яка автоматично знижує яскравість вуличних ліхтарів у години поза піковими навантаженнями. Вона працює за допомогою різноманітних датчиків або попередньо запрограмованих таймерів для динамічного регулювання світлового потоку, створюючи безпечне середовище, і водночас значно скорочуючи споживання електроенергії та викиди вуглецю в громаді.

Що таке димування освітлення?

Димуванням освітлення (dimming) вважається кероване зменшення/збільшення яскравості світильників залежно від часу доби, інтенсивності руху чи інших заданих параметрів.

Димування вуличного освітлення дозволяє знижувати рівень освітленості в години низької активності, зменшуючи споживання електроенергії та витрати на експлуатацію без втрати функціональності системи. Регулювання яскравості освітлення контролює яскравість, зменшуючи електричну потужність, що споживається джерелом.

Як працює димування світла у вуличному освітленні

До двох основних методів для сучасних світлодіодних пристроїв належать фазове регулювання яскравості (зрізання форми хвилі змінного струму) та широтно-імпульсна модуляція (ШІМ) (швидке ввімкнення та вимкнення живлення для імітації нижчої світлової потужності). Будь-яка модернізація вимагає розуміння цих методів, щоб правильно обрати обладнання з регульованою яскравістю:

1. Фазове регулювання яскравості (мережеві димери).Фазове регулювання яскравості (мережеві димери). Регулювання електричної напруги шляхом зміни кута відкриття тиристорів, симісторів, тиратронів чи інших приладів, з яких зібраний випрямляч або ключ. В результаті зміни кута відкриття до навантаження йдуть неповні напівхвилі синусоїди (зазвичай без переднього фронту), внаслідок чого знижується діюча напруга. Ключем для LED-ламп є симісторний димер, це прилад, який вимикає подачу струму на початку напруги і вмикає його посеред фази.
2. Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ) – це високоточний цифровий метод димування, який зазвичай використовується для світлодіодних стрічок та світильників. Замість зниження напруги, драйвер швидко вмикає та вимикає світлодіод на частоті, зазвичай вищій за 360 Гц, щоб він був невидимим для людського ока. Керування яскравістю контролюється шляхом регулювання шпаруватості – співвідношення часу «увімкнення» до часу «вимкнення». Шпаруватість 50% означає, що світло ввімкнене протягом половини періоду, що призводить до половини загальної яскравості.
3. Аналогове димування 0-10 В або 1-10 В. Зазвичай використовується в комерційному та архітектурному освітленні. Димер надсилає низьковольтний сигнал постійного струму (від 0 до 10 вольт) до спеціалізованого драйвера світлодіодів або баласту. Сигнал 10 В забезпечує максимальну яскравість, а зниження сигналу до 1 В або 0 В переводить світло в найнижчий стан затемнення.
4. Інноваційні цифрові системи. Для централізованого керування використовуються цифрові протоколи, наприклад, DALI (цифровий адресний інтерфейс освітлення). Це двостороння система цифрового зв'язку, яка дозволяє керувати окремими або груповими світильниками, забезпечуючи дуже плавне та глибоке затемнення. Інший приклад - протокол DMX512. Це високошвидкісний цифровий протокол, який в основному використовується для освітлення театрів та сцени, а також може обробляти зміну кольору RGB.

Світлодіодне вуличне освітлення: основні методи димування

Розумне вуличне освітлення оптимізує освітлення за допомогою трьох основних методів:

• Планування на основі часу: попередньо запрограмовані драйвери світлодіодів використовують час увімкнення/вимкнення пристрою залежно від заходу/сходу сонця та географічного розташування світильника. Потім система регулює яскравість освітлення в глибоку ніч (наприклад, до 30–50 % яскравості між 00:00 та 04:00), коли рух транспорту мінімальний.
• Регулювання яскравості, активоване рухом: за допомогою вбудованого радара або пасивних інфрачервоних (PIR) датчиків освітлення залишається тьмяним (наприклад, на рівні 20 %). Коли наближається транспортний засіб, велосипедист або пішохід, лампи миттєво збільшують яскравість до 100%, а потім знову тьмяніють, як тільки зона звільняється.
• Реакція на навколишнє середовище/погоду: системи використовують фотоелементи та датчики світла для регулювання потужності для природного місячного світла, туману або сильного дощу, гарантуючи видимість без втрати енергії.

Переваги димування для міст

Автоматизація освітлення та сучасне світлодіодне обладнання дають громадам швидке скорочення операційних бюджетів:

• Загальна економія електроенергії на підприємстві: адаптивне освітлення економить від 40% до 60% енергії, на додаток до економії від 50% до 70%, яка вже досягнута шляхом переходу зі старих натрієвих ламп на світлодіодні. Загальне скорочення споживання енергії може сягати 80% у поєднанні з датчиками руху та освітленості.
• Витрати на технічне обслуговування та робочу силу: централізовані системи управління (CMS) контролюють окремі світильники в режимі реального часу.
• Окупність інвестицій (ROI): через зниження рахунків за електроенергію та обслуговування, початкові витрати на розгортання інфраструктури інтелектуального димування зазвичай окуповується протягом 1-3 років.

Поєднання димування та систем керування освітленням

Комбінована система димування та система керування освітленням об'єднують апаратне та програмне забезпечення для регулювання інтенсивності світла та керування автоматизованими графіками або зонами. Сюди належать фізичні перемикачі, інтелектуальні датчики та централізовані процесори для оптимізації енергоефективності, створення атмосфери та автоматизації.

Основні компоненти

1. Головні/розумні димери
2. Супутні/допоміжні перемикачі
3. Централізовані панелі
4. Датчики
5. Датчики денного світла
6. Контролери та концентратори, тощо

Ключові переваги димування

• Енергоефективність. Поєднання димерів із системою збору денного світла – це економія електроенергії та суттєве обмеження її споживання.
• Сценарії освітлення. Ви можете запрограмувати певні «сценарії», які одночасно регулюють кілька зон димування до заданих рівнів.
• Відповідність до норм. Багато сучасних комерційних будівельних норм прямо вимагають поєднання елементів керування освітленням з автоматичним димуванням та датчиками.

Димування є важливим інструментом підвищення ефективності керування вуличним освітленням. Воно дозволяє адаптувати рівень освітлення до реальних потреб міста, скорочувати споживання електроенергії та експлуатаційні витрати, а також продовжувати термін служби світильників. У поєднанні з сучасними системами керування димування допомагає громадам створювати більш економну, надійну та сталу інфраструктуру освітлення.

Популярні запитання

Чи можна впровадити димування на вже встановлених LED-світильниках?

Так, якщо світильники та драйвери підтримують функцію димування (наприклад, 1-10 V, DALI або керування через систему телемеханіки). У багатьох випадках модернізацію можна виконати без заміни самих світильників.

Яку економію дає димування вуличного освітлення?

Залежно від графіка роботи та рівня зниження яскравості, димування дозволяє скоротити споживання електроенергії на 20-50%, а інколи й більше.

Чи впливає димування на термін служби світильників?

Так, позитивно. Робота на зниженій потужності зменшує нагрівання світлодіодів і електронних компонентів, що сприяє продовженню терміну служби світильника та зниженню витрат на обслуговування.