发布时间:2021-09-17 05:36:59

智慧照明解决方案v11pdf

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  智慧照明,点亮 XX市 --XX 市智慧照明解决方案 大唐移动通信设备有限公司 2013 年 6 月 目 录 --XX 市智慧照明解决方案 - 1 - 第一章、 智慧照明系统方案 - 2 - ( 一 ) 光源终端部分 - 3 - ( 二 ) 智能控制系统 - 7 - 第二章、 照明系统实施方案 - 9 - ( 一 ) XX 市的照明现状 - 9 - ( 二 ) 照明实施方案: - 9 - ( 三 ) 系统实施预算 - 9 - ( 四) 工程实施效益 - 10 - 第三章、 合同能源管理模式 - 11 - ( 一 ) 合同能源管理概念 - 11 - ( 二 ) 合同能源管理模式 - 11 - 第一章、 智慧照明系统方案 智慧照明是通过应用物联网和 IT 技术实现对路灯的远程单灯开关、 调光、检测等智 能化管理功能,大幅节省电力资源,提升公共照明管理水平,节省维护成本。智慧照明 系统分为光源终端部分和智能控制系统部分。本方案是由我司综合先进的氙气灯加融入 物联网技术的智能控制系统,从硬件以及软件的技术手段以及合同能源管理方式共同实 现对现有老式城市照明系统的升级改造,在提高城市照明的效果的同时,实现节能减排 并减少政府财政支出等等。 ( 一) 光源终端部分 1. 主流路灯对比 从发光效果看, 气体放电灯是照明发展的方向。 本系统方案的光源终端采用氙气灯 。 2. 氙气灯的优势 ①显色性最好。 显色性是光线使物体呈现本来色彩的能力。氙灯是人造光源中显色 性最好的光源,显示路面和物件清晰逼真,人们在此光线下工作几乎不产生视觉疲劳。 目前广泛应用于高品质照明,植物生长光源,仪器仪表等。 太阳显色性为 100,氙灯为 90 以上,是所有光源里面显色性最好的,所以称其为高 品质光源 (现在氙灯是大学实验室或是科研机构试验用光源) 。从下图片可看出,氙灯的 显色性明显优于钠灯和 LED灯。 高显色性光源可以使高压钠灯所无法呈现的 死角清晰的显现出来 ,以提供 更加安全 舒适的交通照明 。 钠灯 400W 氙灯 150W ②穿透性良好。 穿透性指透雾性和远距离投射能力。目前透雾性相对较好的是黄色 钠灯,但钠灯光污染较大。氙灯拥有最接近阳光的光谱,其透雾性和远距离(超过 100 米)投射能力都很优异,金卤灯比氙灯差 30%,LED和节能灯的乳白柔光穿透性最差。 ③发光效率高。 发光效率指每瓦电量所能发出(仪表在全光谱下测量)的光通量, 有效光效是人眼识别的光效。钠灯光污染严重, 50%的光为无用光,不能为人眼所用,所 以有效光效底。 有效光效越高, 光源越节能, 氙灯的测试光效达 110Lm/W,有效光效超过 120Lm。 如下图在明视觉状态下,人眼对波长为 555nm 的黄绿光最敏感,在暗视觉环境下, 人眼对波长为 507nm的蓝绿光最敏感。 道路照明属于中间视觉, 两种视觉细胞同时工作, 对波长为 507~555nm范围的绿光最敏感,具体峰值波长取决于亮度值。如果照明光源光 谱与敏感波长一致,则视觉效率最高。所以,在道路照明亮度环境下,希望照明光源的 光谱在 480~580nm之间要丰富。氙气灯在此光谱接近太阳光谱,如下图,使用氙气灯取 代高压钠灯用作道路照明光源将是最经济高效的光源。 ④典型寿命高。 光源光衰到 50%视为寿命终结, LED灯因解决不了散热问题而影响了 荧光粉发光效率, 光衰非常大, 从而直接影响其寿命, 使用 1-2 年光照度就下降 50%以上。 节能灯因发光面大温度低,对其寿命影响小。氙灯典型寿命超过普通灯具的 3 倍,而且 光衰光衰非常小, 年光衰不足 3%。高压钠灯的寿命在 6000 小时左右, 而氙气灯的灯管寿 命可达 16000 小时以上,镇流器( 2.5 万小时 5%失效率)寿命可达 5-8 年。电感镇流器 功耗 29-55w

  Secoing ?电子镇流器功耗 15w 。 ⑤节能环保。 经实测, 150W氙气灯的照度是 250W高压钠灯的 3 倍 , 是 150W节能灯 的 3 倍,在达到同等光照度的情况下,氙气路灯可以比高压钠灯、普通金卤灯节能 70% 以上,节能效果非常明显。氙气无毒,氙灯报废后对环境无污染,目前已经引起国家相 关部门的注意。因此,无论从节能的角度,还是从减少光污染的角度,采用氙气灯作为 光源的路灯、景观灯、厂房用灯等都称得上是绿色光源。氙气灯光源被山东省政府“智 慧城市”项目指定用配套光源。 序号 项目类型 HID 氙气灯 LED 灯 无极灯 高压钠灯 1 功率( W) 75 100 100 250 2 光效( Lm/W) 120 90 70 80 3 光衰 年少于 5% 年大于 10% 低 较高 4 功率因数 0.98 0.95 0.98 0.8 5 使用寿命 10000h 50000h 10000h 8000h 6 启动时间 瞬间启动 瞬间启动 快速启动 10 分钟 7 电源范围 AC90~250V,DC AC80~350V,DC AC220V±10% AC220V ±10% 8 显色指数( Ra) 90 80 80 70 9 色温( K) 3000~12000 4000~8000 6000 2000~2500 10 环保 无汞 无汞 有汞 有汞 在要求达到同等光照度下, 一般用 150W氙灯 (实际全部输入功率为 161W)代替 400W 高压钠灯(实际全部输入功率为 530W以上)、75W氙灯代替 250W高压钠灯。 ⑥支持热启动。 氙气灯支持热启动,可以持续多次启动。目前的钠灯、金卤灯等都 不支持热启动,需要双电路保护或者 UPS保护,使用成本比较高。在同等节能照明设备 中,他比 LED成本能缩小 70%,具有更广的推广空间。 150W氙气灯瞬间启动功率为 70W 左右,然后慢慢升至额定功率,对项目建设中的线材要求非常低,造价大约在 10 元/ 米。 而 400W的高压钠灯的瞬间启动电压可达 2000W以上,对线材要求非常高, 一般要求为 72 立方米以上的,造价大约在 80 元/ 米。这样一个 12 米的灯杆,用氙气灯仅线 元。 ⑦自主创新。 氙气灯和高压钠灯、金卤灯的灯口是同一标准,镇流器属于压线设计, 所以更换起来方便,适合所有的灯具。氙气灯和镇流器属于我公司自主研发的新型专利 技术,受国家知识产权局保护。 照明用氙灯电子整流器 专利号: ZL 2008 2 0017041.1 户外氙气光源照明灯 专利号: ZL2008 2 0020041.7 ( 二) 智能控制系统 智慧照明控制系统采用全模块化设计,拥有标准数据接口,兼容性良好,系统功能 完善、维护管理便捷。其结构主要由远程灯光控制器和远程灯光控制管理软件组成,基 于 433MHZ无线传输网络和 CDMA/GPRS无线公共网络进行远程传输控制, 城市路灯和景观 灯的开 / 关控制和相应的景观灯节目表演均可实现远程或者自动控制。 将用户的所有光源 进行智能联网控制,可以进行多种方式的控制方式,包括单灯控制,环路控制、时钟控 制、组合控制等等。 系统由控制中心、集中控制器和节点控制器组成。用户通过客户终端(如手机或者 电脑)能够控制系统。 1. 控制中心 控制中心软件安装于监控中心电脑上, 通过网络进行远程操控集中控制器, 可配 GSM 报警发送器,发送报警等信息给值班人员。监控中心是照明管理人员对路灯运行状态进 行监视和管理的办公区域,管理人员通过主控软件实现对全市 / 区照明变压器 / 配电柜以 及路灯的访问和控制,包括开关灯命令发送、参数配置、状态查询、故障检测等。通过 监控中心可以方便直观的了解到全市 / 区照明设备运行状况。 2. 集中控制器 集中控制器安装于配电柜里, 通过无线 GPRS接收监控中心的命令对线路进行管理和 控制,利用电力载波技术对单灯终端发送命令(单灯控制)及其信息反馈。实现对变压 器/ 配电柜输出交流接触器控制,采集线路的各种状态信息,当监控中心通信故障时,能 够按照预先设置的时间曲线自动进行配电柜级别的开关灯操作。能够与单灯控制器进行 对接。 3. 节点控制器 单灯节电控制器,安装于路灯灯杆处,与控制主机配套使用, 采用电力载波技术, 通过控制主机接收监控中心的指令,实现单灯级别的开关灯和调压,并主动收集单灯故 障信息进行上报。实现单灯联网,单灯控制、单灯节能、单灯数据采集、单灯电能计量 等功能。 注:控制系统可以不选择此终端,直接使用远程集中控制功能,预留此终端接口, 方便今后改造成单灯控制做准备,降低了今后改造成单灯控制系统的成本。直接上单灯 终端就可实现单灯控制,不需更换单灯控制主机。 4. 智能控制的优势 ①节约能源。 可以使光源实现多种控制模式,可对无照明需求的时间段进行关灯控 制,也可以间隔灯控制和集中控制,实现节能。 以试用提供的 171 盏灯为例( 400W*3/250W*27/150W*103/75W*38)开灯时间 18:00 分,关灯时间 5:30 分 , 共 11 个半小时。因采用单灯控制后开关灯模式可任意设置,现 以几种模式为例计算年用电量: 全亮时总功率: 400 ×3+250*27+150*103+75*38=26250W=26.25KW. 8-11 点、 7-8 点、11-15 节电计算 19-22 点 23-7 点 平均每度电费 15-19 点 点、 22-23 点 电费单格 1.4639 1.3442 0.8545 0.4619 0.8342 总功率( KW) 26.2500 26.2500 26.2500 26.2500 26.2500 不同电费亮灯时间 3.0000 1.0000 1.0000 6.5000 11.5000 每天不节电耗费 115.2821 35.2853 22.4306 78.8117 251.8097 每天节电后耗费 69.1693 17.6426 11.2153 39.4058 137.4331 按需降功率节电 60% 50% 50% 50%还可以隔盏亮 全线KW,根据开灯时间计算, 平均每度电费 0.8342 元,一天可节约 114.3766 元,一年可节约 114.3766 元*365 天=41747.47 元, 5 年就是 208737.35 元。 ②控制方便。 系统具有定时控制、按经纬度调整每天开、关时间和人工控制等多种 控制方式,能随时调整灯光的开 / 关灯时间,实现辖区范围内的全夜灯、半夜灯开 / 关灯 自动控制。在特殊的天气情况时能通过人工控制进行应急调度。 ③安装方便。 不用额外布线,单端收发器与光源串联,即可实现全照明设备的联网 工作。巡检方便。 ④节省人工巡检。 智慧照明控制系统具有自动报警和监测功能,管理人员可以在办 公室就能及时了解监控范围内的所有景观灯的故障发生的地点和状态,为及时进行修复 提供了有力的保障 , 为本系统的正常运转提供了坚实可靠技术保障。 第二章、 照明系统实施方案 ( 一) XX市的照明现状 1. XX 市的照明设备老化, 反光器氧化严重, 玻璃板硫化严重, 透光性和反光性降低, 照明效率大大降低。 2. 灯具生锈腐蚀严重,个别灯头有生锈坠落危险,急需进行更换。 3. 照明控制方式落后,为人工拉闸方式控制,维护不便,耗费人力成本。 4. 照明组合方式落后,不能做到单灯控制。 5. 现有的路灯多为高压钠灯,额定功率为 400W和 150W,加上镇流器无功损耗和功 率补偿等因素,单盏路灯的实际耗能在 550W和 206W以上。能耗大,亮度低, 每年单盏多耗能近 1300 千瓦时和 430 千瓦时。 6. 现有照明设备统计表(见下表) 。 照明设备 功率( W) 数量(套) 存在问题 金卤灯 1000W 200 高压钠灯 / 金卤灯 400W 5100 老化严重,耗电严重,亮度低 高压钠灯 / 金卤灯 250W 1000 部分坏掉不亮。 高压钠灯 / 金卤灯 150W 12400 节能灯 18W 600 照度小,基本起不到照明效果 ( 二) 照明实施方案: 1、 将原有的照明设备全部更换为节能氙气灯。具体更换见下表。 照明设备 功率( W) 数量(套) 更换为照明设备 功率( W) 节能率 金卤灯 1000W 200 陶瓷氙气灯 400 60% 高压钠灯 400W 3900 高压 HID 氙气灯 150 70% 金卤灯 400W 1200 陶瓷氙气灯 250 50% 高压钠灯 / 金卤灯 250W 1000 高压 HID 氙气灯 100 60% 高压钠灯 / 金卤灯 150W 12400 高压 HID 氙气灯 70 60% 节能灯 18W 600 一体化低压氙气灯 55W 提高亮度 增加单灯控制系统,实现隔灯控制或者降功率 30%,可以响应地节能。 2、 实施智慧照明控制系统,达到节能要求。 ( 三 ) 系统实施预算 更换为照明设备 功率( W) 数量(套) 价格(元 / 套) 小计(元) 陶瓷氙气灯 400 200 2400 480000 陶瓷氙气灯 250 1200 2200 2640000 高压 HID 氙气灯 150 3900 2000 7800000 高压 HID 氙气灯 100 1000 1800 1800000 高压 HID 氙气灯 70 12400 1700 一体化低压氙气灯 55 600 800 480000 集中控制器 400 6250 2500000 节点控制器 19300 300 5790000 辅材 19300 15 289500 sim 卡 410 100 41000 软件界面 1 50000 50000 手持维护终端 10 3850 38500 小计 工程费 运输费、安装、维护、调试、无线 合计 53,048,426 注:以上费用仅供参考。 ( 四) 工程实施效益 项目类型 HID 氙气灯 / 金卤灯 高压钠灯 / 金卤灯 功率( W) 75 250 400 70 50 150 250 400 1000 150 18 400 电口功率因素 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 灯具总耗功率 82.5 275 440 77 55 165 325 520 1300 195 23.4 520 (W) 灯数量 1000 1200 200 1240 600 3900 1000 1200 200 1240 600 3900 0 0 每天耗电量度 726 2904 774. 8402 290. 5662 3575 6864 2860 2659 154. 2230 (11 小时) 4 .24 4 .8 8 44 8 全年耗电量度 2649 1059 2826 3066 1059 2066 13048 2505 1043 9708 5637 8142 (365 天) 90 960 56 818 96 922 75 360 900 270 1 420 电价 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.834 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 42 42 42 42 42 42 2 42 42 42 42 42 氙灯气节能 0.25 0.52 0.33 0.39 2.35 0.31 1 1 1 1 1 1 38 885 85 487 04 731 智能控制系统 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 1 1 1 1 1 节电 20% 全年电费 2210 8842 2357 2558 8842 1724 10885 2089 8708 8098 4702 6792 55 19 92 339 2 226 27 971 21 639 4 407 每年节电费 01 5 年节电费 03 1. 工程实施后的经济效益比主要集中在实现的节电效益,每盏灯可实现节电 50%以 上(见附件)。 2. 智能照明的经济效益主要体现在照度的提高和寿命的延长。 照度提高后, 满足了 行人出行的要求。一体化低压氙气灯的寿命在 8000 小时左右,可以降低更换次 数,降低人工更换成本和照明设备成本。 3. 从表格可以看出,更换后, 5 年可实现节约电费 6637 万元以上。 4. 更换后, 5 年实现减少碳排放 79330 吨,节省标准煤 29440 吨,符合国家“节能 减排”政策倡导。 5. 智慧照明智能控制系统节能效益表 计算项目 1 天 1 年 5 年 节电(度) 43599.679569270 减少碳排放(吨) 43.4688 15866.11 79330.562 节省标准煤(吨) 16.1319 5888.126 29440.63 节电费(元) 36370.866376685 计算方法 1 度电相当于 0.997kgCO2、0.37kg 标煤、 0.8342 元 第三章、 合同能源管理模式 ( 一) 合同能源管理概念 合同能源管理 (EPC,Energy Performance Contracting) 是一种新型的市场化节能机 制,以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。 我司通过与 XXX市管理局签订节能服务合同,为客户提供包括能源审计、 项目融资、 设备采购等一整套的节能服务,并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和 取得利润。此商业模式 1997 年从欧美引入中国,基于政府的政策与资金扶植,目前用于 节能减排已趋于成熟,合同签约一般是 5 到 10 年。 ( 二) 合同能源管理模式 1. 我司采用合同能源管理方案 (EMC)进行节能改造, XX 市管理局零投资,并立即享 受节能改造带来的直接经济效益。 2. 由我司免费提供产品,以租赁管理形式承担节能改造。 3. 项目改造完成后,所节约电费按照如下比例进行分配。 4. 分成比例为:自验收投入运行之日起的每一年我司分成 85 %,XX管理局 15 %。 5. 项目投资回收期 5 年,5 年内每年从 XX管理局收取节能费用分成, 作为智慧照明 智能控制系统是的投资成本回收。 6. 5 年内智慧照明智能控制系统所有权属于我公司,回收期满后,设备及再节省的 电费全部归 XX 管理局所有。 7. 5 年内,我公司对所提供的智慧照明智能控制系统免费保修,但不包括照明光源 氙气灯取下及安装上灯杆的服务。 8. 合同执行的每一个自然月 1 日,XX管理局与我司进行电费分成的结算, 按月进行 预付费。

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