پیاده سازی سیستم مدیریت روشنایی های شهری و معابر به صورت اقتصادی
تأمین روشنایی معابر شهری یکی از موارد مهم در برقراری امنیت در رانندگی و عبور و مرور عابرین محسوب می شود، به گونه ای که هر چه قدر به طراحی روشنایی خیابان ها و مسیرها بیش تر توجه شود، افرایش وسعت دید و آرامش دیداری رانندگان و عابرین و در نهایت کاهش خطرات و تصادفات را در پی خواهد داشت. با این توضیح می توان به میزان اهمیت و دغدغه ی شرکت های توزیع برق و شهرداری های و تمامی سازمان ها و ارگان های مرتبط با مدیریت شهری را در ایجاد روشنایی لازم در سطح شهرها و روستاها و جاده ها پی برد.
عوامل متعددی در طراحی و انتخاب تجهیزات روشنایی خیابان ها همچون پارامترهای فوتونیک شامل پایین بودن بهره ی نوری چراغ ها، عدم یکنواختی و پخش نامناسب نور توسط چراغ ها، پارامترهای الکتریکی و پارامترهای مکانیکی مؤثر هستند که در مهندسی روشنایی عوامل مختلف ذکر شده به صورت دقیق مورد بررسی و در طراحی نهایی لحاظ می شوند.
با افزایش جمعیت و به دنبال آن گسترش روز افزون فضاهای شهری و جاده ها و همچنین محدود بودن منابع و انرژی، توجه ویژه به مدیریت مصرف انرژی در تمامی بخش ها از الزامات در کنار طراحی های مهندسی روشنایی محسوب می شود تا علاوه بر تأمین میزان روشنایی مطلوب، مصرف انرژی به حداقل میزان ممکن برسد.
یکی از مشکلاتی که اغلب شرکت های توزیع نیروی برق و شهرداری ها در راستای مدیریت مصرف انرژی در بخش روشنایی با آن مواجه هستند، عدم امکان یا هزینه ی بالای پیاده سازی سیستم های مدیریت و کنترل مصرف برق می باشد، زیرا بسیاری از سیستم های روشنایی قبلا پیاده سازی شده که در طراحی ها و نقشه های چنین سیستم هایی مبحث مدیریت مصرف پیش بینی نشده یا حتی در طراحی سیستم های جدید نیز تجهیزاتی با هزینه های بالا لازم هستند که عملا صرفه جویی را در بخش هزینه غیرمنطقی می نمایند.
پیش از آن که به ارائه ی راهکارهای اقتصادی و به صرفه برای مدیریت مصرف انرژی در بخش روشنایی اشاره شود، روش های مختلف اتصالات در پیاده سازی روشنایی های خیابان ها و معابر شهری به صورت اختصار شرح داده خواهد شد.
به منظور اتصال پایه های چراغ روشنایی در طول یک خیابان یا یک معبر هر کدام از پایه های چراغ به یکی از فازهای R یا S یا T متصل می شوند تا با این روش پخش بار در طول مسیر به طور یکسان صورت پذیرد. بدین ترتیب روش ها و پیکربندی های مختلفی برای اتصال هر کدام از فازها به هر پایه چراغ روشنایی و منبع نوری وجود دارد.
روش اول: اتصال پایه های چراغ روشنایی به فازهای R و S و T به صورت متوالی
روش دوم: اتصال پایه های چراغ روشنایی به فازهای R و S و T به صورت چند در میان
در نهایت با پیاده سازی هر پیکربندی به شرط استفاده از هر سه فاز در طول مسیر به طور منظم و یکنواخت، پخش بار در طول مسیر یکنواخت بوده و همچنین افت ولتاژ به حداقل خواهد رسید.
حال که با نحوه ی پیاده سازی سیستم های روشنایی و همچنین اهمیت مدیریت مصرف انرژی در سطح شرکت های توزیع نیروی برق و شهرداری ها آشنا شدیم به ارائه ی راهکار پیاده سازی یک روش اقتصادی و مناسب برای تابلوهای برق روشنایی قدیمی و جدید می پردازیم.
همان طور که شرح داده شد، به دلیل اتصال هر کدام از پایه های روشنایی به یکی از فازهای R، S یا T، با روشن و خاموش کردن کنتاکتورهای متصل به فازهای R و S و T در زمان بندی های دلخواه، می توان بر روی میزان مصرف روشنایی در طول شب مدیریت نمود. زمان فعال بودن هر کدام از کنتاکتورها و در مدار بودن هر کدام از فازهایی که به روشنایی مرتبط با آن فاز منجر می شود، به ساختار شبکه بندی کابل ها (به منظور ایجاد یکنواختی نور در طول مسیر خیابان یا معبر) و همچنین میزان رفت و آمد (بسته به هر منطقه ی جغرافیایی) که توسط کارشناسان بومی شرکت های توزیع نیروی برق و یا شهرداری های هر منطقه بررسی می شود، معین می گردد.
ساعت فرمان های دو رله ی هاینیکس به دلیل دارا بودن دو خروجی مجزا و همچنین امکان ویژه ی ترکیب ساعت نجومی (طلوع و غروب آفتاب) با ساعت هفتگی در طول شبانه روز امکان پیاده سازی سیستم مدیریت روشنایی های شهری و معابر را به صورت کاملا به صرفه و اقتصادی فراهم می آورد. بدین ترتیب که برای مثال رله ی 1 را به کنتاکتور فاز R و رله ی 2 را به کنتاکتورهای فازهای S و T متصل می کنیم. سپس زمان بندی رله ی 1 را به گونه ای تنظیم می کنیم تا از غروب آفتاب تا طلوع روز بعد پایه های روشنایی فاز R و زمان بندی رله ی 2 را به گونه ای تنظیم می کنیم تا از غروب آفتاب تا ساعت 1 بامداد روز بعد (یا تا هر ساعتی که میزان رفت و آمد بیش تر می باشد) پایه های روشنایی فازهای S و T روشن باقی بمانند. بدین ترتیب در زمان های اوج رفت و آمد و ترافیک بیش ترین میزان روشنایی و در ساعات کم رفت و آمد حداقل میزان روشنایی برقرار خواهد شد.
شایان ذکر است استفاده از ساعت فرمان های دو رله ی هاینیکس در تابلوهای برق قدیمی نیز امکان پذیر بوده و با صرف هزینه ای به اندازه ی یک ساعت فرمان می توان به اندازه ی یک سیستم هوشمند کنترل مصرف انرژی بهره برد.
همچنین امکان استفاده از چنین محصولی محدود به تابلوهای برق روشنایی خیابان ها نبوده و برای کنترل روشنایی فضای سبز، برج های روشنایی و … نیز میسر می باشد.
برای پیادهسازی یک سیستم مدیریت روشنایی شهری و معابر به صورت اقتصادی، میتوان از چندین راهکار استفاده کرد:
- استفاده از چراغهای LED
- سیستمهای کنترل هوشمند
- بازرسی و نگهداری منظم
- استفاده از سنسورها
- مدیریت متمرکز
استفاده از چراغهای LED
چراغهای LED به دلیل مصرف انرژی کمتر و عمر طولانیتر، گزینهای مناسب برای کاهش هزینههای انرژی و نگهداری هستند.استفاده از چراغهای LED برای روشنایی معابر و ساعت فرمان مزایای زیادی دارد. چراغهای LED به دلیل مصرف انرژی کمتر و طول عمر بیشتر، گزینهای مناسب برای روشنایی معابر شهری هستند. این چراغها نور طبیعیتر و بهتری نسبت به لامپهای معمولی دارند و توزیع نور را به صورت یکنواخت انجام میدهند.
مزایای استفاده از چراغهای LED در معابر:
- صرفهجویی در مصرف انرژی: چراغهای LED تا ۸۰ درصد مصرف انرژی کمتری نسبت به لامپهای معمولی دارند.
- طول عمر بیشتر: این چراغها طول عمر بیشتری دارند و نیاز به تعویض کمتری دارند.
- کاهش آلودگی نوری: نور چراغهای LED به طور مستقیم و فقط در فضاهایی که نیاز به روشنایی دارند تابیده میشود، که باعث کاهش آلودگی نوری میشود.
- بهبود کیفیت دید در شب: نور با کیفیت بالای این چراغها باعث بهبود دید در شب میشود.
ساعت فرمان یا تایمرها برای کنترل زمان روشن و خاموش شدن چراغهای معابر استفاده میشوند. این سیستمها میتوانند به صورت خودکار چراغها را در زمانهای مشخصی روشن و خاموش کنند، که به صرفهجویی در مصرف انرژی و افزایش کارایی سیستم روشنایی کمک میکند.
سیستمهای کنترل هوشمند
استفاده از سیستمهای کنترل هوشمند که قابلیت تنظیم روشنایی بر اساس نیاز و شرایط محیطی را دارند، میتواند به کاهش مصرف انرژی کمک کند. این سیستمها میتوانند به صورت خودکار روشنایی را در ساعات کم تردد کاهش دهند.سیستمهای کنترل هوشمند در معابر به منظور بهبود مدیریت ترافیک و روشنایی شهری طراحی شدهاند. این سیستمها از تکنولوژیهای پیشرفتهای مانند سنسورها، نرمافزارهای مدیریت و شبکههای بیسیم استفاده میکنند تا به صورت خودکار و بهینه عمل کنند.
سیستمهای کنترل هوشمند معابر
- کنترل روشنایی: این سیستمها با استفاده از سنسورهای حرکتی و نور، میزان روشنایی را بر اساس تردد و شرایط محیطی تنظیم میکنند. این کار باعث صرفهجویی در انرژی و افزایش عمر لامپها میشود.
- مدیریت ترافیک: سیستمهای هوشمند ترافیک با استفاده از دادههای جمعآوری شده از سنسورها و دوربینها، جریان ترافیک را بهینهسازی میکنند و از ترافیک سنگین جلوگیری میکنند.
- ساعت نجومی: این نوع ساعتها بر اساس موقعیت جغرافیایی و زمان طلوع و غروب خورشید تنظیم میشوند و به صورت خودکار روشنایی معابر را کنترل میکنند. این سیستمها نیاز به تنظیمات مکرر ندارند و به صورت دقیق عمل میکنند.
- ساعتهای قابل برنامهریزی: این ساعتها به کاربران امکان میدهند تا زمانهای خاصی را برای روشن و خاموش کردن چراغها تنظیم کنند. این سیستمها انعطافپذیری بیشتری دارند اما نیاز به تنظیمات دورهای دارند.
بازرسی و نگهداری منظم
بازرسی و نگهداری منظم سیستمهای روشنایی میتواند از خرابیهای ناگهانی جلوگیری کرده و هزینههای تعمیرات را کاهش دهد.بازرسی و نگهداری منظم در معابر و استفاده از ساعت فرمان به طور تخصصی، شامل چندین مرحله و روش است که به بهبود عملکرد و ایمنی سیستمهای روشنایی و ترافیکی کمک میکند. این مراحل شامل موارد زیر است:
- بازرسی منظم: بازرسیهای دورهای برای شناسایی مشکلات و نقصهای احتمالی در سیستمهای روشنایی و ترافیکی انجام میشود. این بازرسیها میتوانند شامل بررسی وضعیت لامپها، کابلها، و تجهیزات کنترلی باشند.
- نگهداری پیشگیرانه: این نوع نگهداری شامل انجام تعمیرات و تعویض قطعات قبل از وقوع خرابیهای جدی است. این کار به کاهش هزینههای تعمیرات اضطراری و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک میکند.
- استفاده از ساعت فرمان: ساعت فرمان به طور تخصصی برای کنترل زمانبندی روشنایی معابر و چراغهای راهنمایی استفاده میشود. این دستگاهها میتوانند به صورت خودکار روشنایی را در ساعات مشخصی از شبانهروز روشن و خاموش کنند، که به بهینهسازی مصرف انرژی کمک میکند.
- مستندسازی و تحلیل دادهها: ثبت و تحلیل دادههای مربوط به بازرسیها و نگهداریها به شناسایی الگوهای خرابی و بهبود فرآیندهای نگهداری کمک میکند.
استفاده از سنسورها
نصب سنسورهای حرکت و نور میتواند به بهینهسازی مصرف انرژی کمک کند. این سنسورها میتوانند روشنایی را تنها در صورت نیاز فعال کنند.استفاده از سنسورها در معابر و ساعت فرمان به طور تخصصی میتواند به بهبود مدیریت ترافیک و افزایش ایمنی کمک کند. سنسورها میتوانند اطلاعات دقیقی از وضعیت ترافیک، سرعت خودروها، و شرایط محیطی جمعآوری کنند و این اطلاعات را به سیستمهای کنترل ترافیک ارسال کنند.
انواع سنسورها و کاربردهای آنها
- سنسورهای ترافیکی: این سنسورها شامل سنسورهای القایی، مادون قرمز، و دوربینهای نظارتی هستند که برای تشخیص حضور و حرکت خودروها استفاده میشوند.
- سنسورهای محیطی: این سنسورها میتوانند شرایط جوی مانند دما، رطوبت، و بارش را اندازهگیری کنند و به سیستمهای مدیریت ترافیک اطلاع دهند.
مزایای استفاده از سنسورها و ساعت فرمان
- کاهش ترافیک: با تنظیم دقیق زمانبندی چراغها، میتوان ترافیک را به صورت موثرتری مدیریت کرد.
- افزایش ایمنی: سنسورها میتوانند به شناسایی شرایط خطرناک کمک کنند و اقدامات پیشگیرانه را فعال کنند.
- صرفهجویی در انرژی: با بهینهسازی زمانبندی چراغها، مصرف انرژی کاهش مییابد.
مدیریت متمرکز
استفاده از نرمافزارهای مدیریت متمرکز برای کنترل و پایش سیستمهای روشنایی میتواند به بهینهسازی مصرف انرژی و کاهش هزینهها کمک کند.مدیریت متمرکز در معابر و استفاده از ساعت فرمان به طور تخصصی میتواند به بهبود کارایی و کاهش هزینههای انرژی کمک کند. در اینجا چند نکته کلیدی در این زمینه آورده شده است:
- ساعت نجومی: این ساعتها به طور خودکار زمان طلوع و غروب خورشید را تشخیص میدهند و بر اساس آن چراغهای معابر را روشن و خاموش میکنند. این روش به کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر لامپها کمک میکند.
- بازرسی و مدیریت سیستم روشنایی: بازرسی منظم و مدیریت سیستمهای روشنایی معابر میتواند به بهینهسازی مصرف انرژی و کاهش هزینههای نگهداری کمک کند. استفاده از تجهیزات مدرن و بهینهسازی طرحهای روشنایی از جمله اقدامات موثر در این زمینه است.
- تنظیم جهت حرکت معابر: تنظیم جهت حرکت معابر به عنوان یکی از ابزارهای مدیریت ترافیک میتواند به کاهش معضلات ترافیکی کمک کند. این روش به جای توسعه و تعریض معابر، با تنظیم جهت حرکت و استفاده بهینه از فضای موجود، به بهبود جریان ترافیک کمک میکند.
این راهکارها میتوانند به کاهش هزینههای انرژی و نگهداری کمک کرده و در عین حال کیفیت روشنایی معابر را حفظ کنند.
