Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Розглянуті в даній роботі системи вуличного освітлення, як і всі інші системи освітлення взагалі, мають одну дуже важливу особливість-використання електроенергії в темний час доби, коли використання енергії сонця неможливо. Саме з цієї причини, більшість систем освітлення, для найбільшої ефективності, крім сонячних панелей мають і вітрогенератор. Це дозволяє використовувати для вироблення електроенергії відразу два незалежних поновлюваних джерело - сонце і вітер. Таким чином, за умови застосування накопичувача енергії достатньої ємності, вирішується проблема непостійності вироблення електроенергії, і забезпечення роботи освітлювальної установки в темне час доби.

Попередні дослідження застосування енергії сонця та вітру для систем освітлення, дозволили зробити висновок про те, що вітрогенератори досить рідко використовуються в населених пунктах.

Порівняння сонця і вітру як ВДЕ, дозволили зробити висновок про те, що у енергії сонця в даний час є ряд істотних переваг перед вітром. Головне з них полягає в тому, що, звичайно, запаси вітрової енергії в Росії величезні, але, знаходяться вони в основному на рівнинній місцевості, в прибережних водах морів, в північних широтах, і т. д. саме там, на значній відстані від населених пунктів, від вітроелектростанцій буде максимальна віддача, і інфразвуковий шум від них не буде впливати на здоров'я людей (порушення сну, роздратування і ін.).

1. Принцип роботи автономного вуличного освітлення

Автономне вуличне освітлення дозволяє різко скоротити витрати на підведення кабелю живлення, на організацію підстанції, вузла обліку електроенергії, на отримання дозволів і погоджень в різних інстанціях.

Принцип роботи вуличного освітлення на сонячних панелях полягає в перетворенні енергії сонячного світла за допомогою фотоелементів в електричний струм. Далі Електрична енергія надходить на акумуляторну батарею, де відбувається її накопичення. Батарея живить світильник, як правило, світлодіодний і, таким чином, відбувається нічне освітлення території. Світлодіодні світильники є найбільш економічними джерелами світла. Включення і виключення світильника в потрібний момент часу, а також контроль зарядки батареї здійснюється спеціальним керуючим блоком. Систему автономного вуличного освітлення на сонячних батареях можна оснастити і додатковими функціями. Наприклад, можна реалізувати контроль рівня освітленості. У» режимі очікування " світильник буде світити на 20-40% від своєї потужності, а коли в контрольованій зоні виявляється який - небудь рух світловий потік збільшується до 100%. Таким чином можна продовжити час розрядки акумулятор

Від того на скільки правильно підібрані потужність сонячних батарей і ємність акумулятора буде залежати правильна функціональність освітлювального комплексу, а також його вартість. Чим більше потужність сонячної панелі і ємність акумулятора, тим довше буде світити світильник, але і вартість всієї установки буде значно істотніше.

Принцип роботи сонячного світильника заснований на перетворенні енергії сонця в електричну енергію.

Автономний світильник складається з :

  1. Сонячна панель. Залежно від потужності світильника може бути різних габаритів.
  2. Контролер заряду. Стежить за напругою панелі, заряджає акумулятори і включає — вимикає лампи.
  3. Акумулятор. Ємність акумулятора залежить від потужності ламп і тривалості освітлення.
  4. Лампа світильника. Виконана у вигляді набору світлодіодів, що дозволяє мінімізувати споживання електричної енергії при високій якості освітленості місцевості.

Додатково, в залежності від марки і виконання, в таких світильниках є кнопки включення — виключення живлення, ліхтарі оснащені датчиками руху.

У денний час сонячні промені потрапляють на верхню частину світильника, на якій розташована сонячна панель. Ця панель подає напругу на контролер, який в свою чергу заряджає внутрішній акумулятор світильника. Як тільки напруга на панелі впаде нижче рівня, встановленого в контролері (для нього це буде означати настання ночі), світильник включиться і буде світити всю ніч в залежності від обраного режиму роботи ліхтаря. Датчик руху потрібен якраз для сказаних вище режимів роботи.

Переваги вибору автономного вуличного освітлення очевидні. По-перше, немає залежності від місцевих електричних мереж, з їх перебоями у постачанні електроенергії. По-друге, не скрізь є можливість провести лінію від трансформаторної підстанції до стовпа. Говорячи про проведення лінії електропередач до стовпів, ще треба враховувати вартість проекту по підключенню мережі до вуличних ліхтарів. Також установка представлених ліхтарів не потребує узгодження з місцевою енергокомпанією.

2. Розрахунок зовнішніх освітлювальних установок міського району

2.1. Світлотехнічного розрахунку зовнішнього освітлення території дитячого майданчика біля будинку

Планується висвітлити ігровий майданчик 150 квадратних метрів. Необхідно встановити певну кількість ліхтарів.

Виберемо варіант світильника для вулиць Ziverd Front 30 .

Розрахунок проводиться за формулою: L = E*S*N*K / (F*X)

де L-шукана кількість освітлювальних приладів.

E – освітленість (лк). З СНиП візьмемо число 10 лк.

S – площа, яка за умовою дорівнює 150 м2.

N –коефіцієнт нерівномірної освітленості. По суті, це відношення максимальної освітленості до мінімальної. Для різних типів ламп встановлені його різні значення: 1,15 для ламп розжарювання, 1,1-люмінесцентних, 1-світлодіодних

K-коефіцієнт, що враховує зменшення яскравості лампи через забруднення, запилення або затертості скла при тривалій експлуатації. Значення залежить від багатьох факторів, починаючи від типу ламп і закінчуючи ступенем запиленості простору. Припустимо, що таунхаус знаходиться в чистому районі, тоді K буде дорівнює: 1,5 для ламп розжарюючи, 1,4 для газорозрядних, 1 для світлодіодних. Значення цього коефіцієнта - ще один привід вибрати світлодіодний варіант. Адже підсумкове кількість буде меншим, а значить і витрати на установку нижче.

F – світловий потік одного світильника. Це числовий вираз кількості випромінюваного світла, вимірюється в Люменах (лм). Зазвичай вказується у технічній документації до приладу (можна помножити потужність лампи на коефіцієнт світності). У нашому випадку показник вказаний виробником і дорівнює 3735 лм.

X – коефіцієнт, який визначається, виходячи з відбивної здатності об'єктів і будівель на території облаштовується майданчика. Для його пошуку можемо звернутися того ж Сніпу. Припустимо, що рівномірності розподілу світла буде заважати лише фасад будинку, оформлений рожевим силікатною цеглою. У такому випадку «X» = 0,3.

Переходимо до розрахунку освітлення вуличним світильником дитячого майданчика: L = 10*150*1*1 / (3735*0,3) = 1,34.

Таким чином, можна встановити один світильник зазначеної потужності, або два меншої потужності.

2.2 Освітлення проїжджої частини

Обчислити необхідну відстань між світильниками висотою 8 м, на проїжджій частині дороги шириною 6 м. використовувана модель світильників-автономний вуличний типу SSL3-50W.

Відстань між світильними приладами (крок світильників) обчислюється за формулою: Ф=L*K*π/η

де:

L – нормований коефіцієнт яскравості покриття;

К – коефіцієнт запасу;

η – параметр використання світлового потоку.

Для проведення обчислень також будуть потрібні спеціальні дані таблиць коефіцієнтів використання світильників. Таблиці можна знайти в технічній літературі.

Згідно норм освітлення ГОСТ Р55706 - 2013» освітлення зовнішнє утилітарне класифікація і норми " - це ділянка вулиці місцевого значення категорії В класу В2 (житлова забудова в центральній частині міста).

Розрахунок проводиться згідно Web додатку Міжнародна світлотехнічна корпорація galad.ru.

Для цього вибираємо подібний за характеристиками світильник GALAD Вікторія LED-40-ШБ/К50 (740/RAL9023/0/ORS/GEN1).

Визначаємо параметри освітлювальної установки .

3. Висновок

Для освітлення проїзної частини дороги шириною 6 м обраний автономний вуличний світильник типу SSL3-50W [2], крок опор прийнятий 38,3 м. Світильник містить контролер заряду, акумуляторна батарея-3,2 V / 18AH Life PO4. Потужність світильника - 50 Вт. Сонячна панель-полікристалічна 5V, 35W. Переваги вибору автономного вуличного освітлення [3]: немає залежності від місцевих електричних мереж, не скрізь є можливість провести лінію від трансформаторної підстанції до стовпа. Говорячи про проведення лінії електропередач до стовпів, ще треба враховувати вартість проекту по підключенню мережі до вуличних ліхтарів. Також установка представлених ліхтарів не потребує узгодження з місцевою енергокомпанією.

Перелік посилань

  1. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. М.: Кнорус, 2015. 491 с.
  2. Автономный уличный LED светильник SSL3-50W [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:https://ledster.com.ua/ulichnie_led_solar_fonari/ssl3_50w.html
  3. Столков, А.С. Выпускная квалификационная работа бакалавра [Текст] : Разработка системы автономного освещения для набережной города Барнаула / А. С. Столков, И. А. Бахтина: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И. И. Ползунова, 2016. – 56 с.