لوکس متر هوشمند برای بهینه سازی انرژی الکتریکی در روشنایی
لوکس متر هوشمند برای بهینه سازی انرژی الکتریکی در روشنایی
شرح علمی و فنی :
با توجه به نياز روز افزون در حفظ و توليد انرژي، دستيابي به ابزارهاي مناسب براي سنجش بازده منابع مصرف كننده انرژي بيش از پيش مورد توجه مي باشد. منابع توليد نور يكي از عمده ترين مصرف كنندگان انرژي مي‌‌‌باشند، نظر به اینکه بیش از 69 درصد از مصرف برق در واحدهای مسکونی را روشنایی تشکیل می دهد, میانگین بهینه سازی مصرف انرژی دربخش روشنایی بعنوان یک راهبرد اساسی بایستی در دستور کار همه مهندسین و کاربران قرار گیرد. مساله مصرف بهینه برق و پیاده کردن راه حلهای اجرایی برای کاهش مصرف ازجمله راهکارها و برنامه ریزیهای درازمدت برای تدوین الگوی مناسب مصرف انرژی در کشور است. در این میان بهره گیری از روشهای بهینه سازی سیستم های روشنایی نقش مؤثری در تدوین این الگوی مصرف دارد.
هدف از ساخت نورسنج‌هوشمند, بکارگیری در صرفه جویی و بهینه سازی سیستم های روشنایی و کنترل روشنایی مکانهای مختلف می باشد.
در گذشته برای بهینه سازی سیستم روشنایی مکان ها دو روش متداول وجود داشت, که عبارتند از:
-
رفتن به مکان مورد نظر و اندازه‌گيرِِیشدت نور در نقاط مختلف و مقایسه شدت نور انداره گیری شده با مقادیر مورد نیاز در استاندارد. این اندازه‌گيرِِیتوسط دستگاه لوکس متر به صورت دستی انجام می شود؛ کاربر لوکس متر را در نقاط مورد نظر برای اندازهگیری شدت نور قرار میدهد و مقادیر نشان داده شده توسط لوکس متر را یادداشت می نماید و با مقادیر درج شده در استاندارد مقایسه می کند. در این روش خروجی لوکس متر یک داده خام بوده و کاربر مراحل مقایسه با استاندارد را خود انجام می دهد.
-
این روش نیاز به طراح سیستم روشنایی دارد؛ اطلاعاتی از قبیل (ابعاد فضای مورد نظر, ضرایب انعکاس دیوارها و سقف,مشخصه فنی منابع نوری بکار رفته در مکان مورد نظر,….) در اختیار طراح قرار می گیرد. طراح با توجه به اطلاعات, مقادیر روشنایی در نقاط مختلف را توسط نرم افزار شبیه سازی میکند. در این روش پس از اجرای طرحهای بهینه سازی سیستم روشنایی از دستگاه لوکس متر برای اندازه‌گيرِِینور و صحت طراحی استفاده میشود. در این روش نیز خروجی لوکس متر مقادیر شدت روشنایی بوده و مشتری مراحل مقایسه با استاندارد را خود انجام می دهد.
لوکس متری که در روش های بالا به آن اشاره شد هوشمند نمی باشد و فقط مقدار شدت نور در نقطه مورد نظر را نشان میدهد, کاربر خود باید مقادیر را با استاندارد مقایسه کند و متوجه شرایط نور در آن نقطه شود. دستگاه نورسنج هوشمند برای رفع این نقص طراحی شده است. نورسنج هوشمند پس از مراحل اندازه گیری, شرایط استاندارد بودن روشنایی در مکان را ارزیابی کرده و به کاربر نشان میدهد, و کاربر نیازی به مقایسه مقادیر بدست آمده با استانداردها را ندارد. برای استفاده از این دستگاه دیگر نیاز به کاربر حرفه‌ای نمی باشد و هر کس که بخواهد میتواند از بهینه بودن روشنایی در مکان مورد نظرش آگاه شود. مزیت استفاده از نورسنج هوشمند این است که, مراحل مقایسه مقادیر اندازه‌گيرِِیشده با استاندارد های روشنایی توسط خود دستگاه صورت میپذیرد؛ و دستگاه خود تطابق و یا عدم تطابق نور مکان ومیزان انحراف نور از مقدار مورد نیاز برای برآورده کردن استاندارد را نمایش میدهد.
ارائه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق:
نورسنج هوشمند به دو صورت طراحی شده است و تفاوتشان درامکان دسترسی و نوع کاربردشان می باشد.
نوع اول:
قابل حمل توسط کاربر است و داده های ورودی مورد نیاز دستگاه عبارتند از:
-
کد مکانی که مقدار نور در آنجا اندازه‌گيرِِیمیشود؛ (جدولی در اختیار کاربر گذاشته میشود که از دو ستون تشکیل شده است, ستون اول از نام مکانهایی که در آنها محا سبه روشنایی انجام میشود تشکیل شده است و در ستون دوم کد شناسایی هر مکان, در روبه رویش قرار داده شده است.)
-
قرار دادن دستگاه در نقاط مورد ارزیابی, برای ثبت مقدار شدت نور آن نقاط در حافظه دستگاه به عنوان داده ورودی؛ (کاربر دستگاه را به مکان مورد نظر برده و در نقاط معین قرار میدهد.)
دستگاه پس از دریافت اطلاعات شروع به پردازش آنها میکند و نتایجی که به کاربر نشان میدهد عبارتند از:
-
مقدار متوسط شدت نور اندازه‌گيرِِیشده در نقاط مورد نظر
-
تطابق و یا عدم تطابق نور مکان با مقدار استاندارد
-
میزان انحراف شدت نور متوسط از استاندارد
نوع دوم:
در مکان مورد نظر ثابت است و پیوسته شدت نور موجود را کنترل می کند؛ و داده های ورودی مورد نیاز دستگاه عبارتند از:
-
دستگاه مرکزی در نقطه ای ثابت و مشرف به بردهای فرستنده قرار داده میشود؛ که این بردها در نقاط مورد ارزیابی شدت نور مکان به صورت ثابت گذاشته شده اند و کار آنها فرستادن مقدار شدت نور آن نقاط به دستگاه مرکزی به عنوان داده ورودی برای نورسنج هوشمند مرکزی می باشد.
-
کد مکان مورد استفاده نورسنج توسط خود سازنده به دستگاه مرکزی داده می شود.
دستگاه مرکزی پس از دریافت مقادیر اندازه‌گيرِِیشده توسط بردهای فرستنده شروع به پردازش آنها میکند و نتایجی که به کاربر نشان میدهد عبارتند از:
-
مقدار متوسط شدت نور اندازه‌گيرِِیشده در نقاط مورد نظر در تمام لحظات
-
تطابق و یا عدم تطابق نور مکان با مقدار استاندارد
-
میزان انحراف شدت نور متوسط از استاندارد
-
اخطار در شرایط اضطراری
قطعات مورد نیاز برای طراحی و ساخت نورسنج هوشمند نوع اول عبارتند از:
-
سنسور شدت نور (TSL230)
-
صفحه نمایش (LCD 4*16)
-
کلید (KEYPAD 4*4)
-
میکرو (ATMEGA)
-
صفحه خورشیدی (SOLAR PANEL)
-
باطری
-
LED
-
برد
قطعات مورد نیاز برای طراحی و ساخت نورسنج هوشمند نوع دوم عبارتند از:
برد مرکزی تشکیل شده است از:
1.صفحه نمایش (LCD 4*16)
-
کلید (KEYPAD 4*4)
-
میکرو (ATMEGA)
-
باطری
-
آنتن گیرنده
-
LED
7.BUZZER
-
برد
بردهای فرستنده تشکیل شده از:
-
سنسور شدت نور (TSL230)
-
آنتن فرستنده
-
برد
-
باطری
-
میکرو
سودآوری و ظرفیت تجاری شدن :
یه نمونه اولیه از این دستگاه ساخته شده و حتی گواهی کالیبراسیون را از ازمایشگاه دانشگاه تهران دریافت نموده است.
دارای تاییدیه علمی از سازمان نخبگان میباشد.
در پنجمین جشنواره جوان ایرانی فکر ایرانی رتبه دوم را کسب نموده است.
این دستگاه قابلیت تجاریسازی در ایران را داردا میباشد و در کاهش مصرف انرژی برق در مصارف روشنایی سودآوری کلانی دارد.
منبع:
مقاله لوکس متر هوشمند برای بهینه سازی انرژی الکتریکی در روشنایی
نوشته مریم اسدی
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید ؟در گفتگو ها شرکت کنید!