چگونه نور استادیوم LED در هزینه انرژی صرفه جویی می کند

چگونهچراغ ورزشگاه LEDصرفه جویی در هزینه های انرژی

چکیده:مصرف انرژی یک هزینه عملیاتی عمده برای تأسیسات ورزشی است. انتقال به سیستم‌های روشنایی استادیوم مبتنی بر LED{1}}روشی مستقیم برای کاهش این بار مالی ارائه می‌کند. این تجزیه و تحلیل مکانیسم هایی را که از طریق آن فناوری LED به صرفه جویی در انرژی دست می یابد، که توسط داده های عملیاتی و مدل های مالی مقایسه ای پشتیبانی می شود، توضیح می دهد. این بحث شامل مزایای کارایی اساسی، نقش کنترل‌های هوشمند، ثبات عملکرد بلندمدت، و چارچوبی برای محاسبه بازگشت سرمایه برای مدیران تسهیلات می‌شود.

1. مکانیسم های اصلی کاهش انرژی درچراغ LED استادیوم

صرفه جویی در انرژی اولیه ازچراغ های ال ای دی استادیوماز راندمان نوری برتر و کنترل نوری دقیق ناشی می شود. بازده نوری میزان نور خروجی (لومن) را در واحد ورودی برق (وات) اندازه گیری می کند. وسایل LED مدرن برای کاربردهای استادیوم معمولاً 130-150 لومن در هر وات دارند. در مقابل، لامپ های متال هالید سنتی مورد استفاده در نورپردازی ورزشی در محدوده 80-100 لومن بر وات کار می کنند. این تفاوت اساسی به این معنی است که یک سیستم LED برای تولید روشنایی یکسان یا بیشتر در سطح بازی به وات کمتری نیاز دارد.

یک مکانیسم صرفه جویی ثانویه، از بین بردن نور هدر رفته است. لامپ های LED امکان اپتیک پیشرفته با شکل دهی دقیق پرتو را فراهم می کنند (به عنوان مثال، توزیع نوع IV یا نوع V). این تضمین می‌کند که درصد بیشتری از لومن‌های تولید شده به میدان هدف تحویل داده می‌شوند و نور ریخته شده به مناطق غیر ضروری را به حداقل می‌رساند. نورافکن‌های{6}}پرتو پهن سنتی اغلب مناطق قابل توجهی را فراتر از مرزهای میدان روشن می‌کنند و انرژی را بدون مزیت عملکردی مصرف می‌کنند.

2. کمی سازی صرفه جویی در انرژی: یک تحلیل مقایسه ای

میزان صرفه جویی در هزینه انرژی متغیر است و به الگوهای استفاده از تسهیلات، نرخ برق محلی و مشخصات سیستم قدیمی بستگی دارد. جدول زیر یک مقایسه نماینده را بر اساس یک استادیوم فوتبال دانشگاهی- متوسط ​​ارائه می دهد.

جدول 1: مقایسه مصرف انرژی سالانه - متال هالید در مقابل سیستم LED

این مدل ساده شده، صرفه جویی های اضافی را از هزینه های کاهش تقاضا که کارمزدهای مبتنی بر اوج مصرف توان است، حذف می کند. سیستم‌های LED، با نیاز به انرژی لحظه‌ای کمتر، مستقیماً این پیک را پایین می‌آورند که منجر به کاهش بیشتر قبض آب و برق می‌شود.

3. تأثیر کنترل های روشنایی و سیستم های تطبیقی

تکنولوژی LEDذاتاً با سیستم های کنترل دیجیتال سازگار است و راهبردهای صرفه جویی در انرژی بیشتر را باز می کند که با لامپ های متال هالید غیرممکن است. این کنترل ها نور را از یک ابزار ثابت به یک دارایی پویا تبدیل می کند.

کاهش نور قابل برنامه ریزی به اپراتورها اجازه می دهد تا سطوح مختلف روشنایی را برای فعالیت های مختلف تنظیم کنند. جلسات آموزشی ممکن است فقط به 50-75٪ لوکس کامل در سطح بازی نیاز داشته باشد. رویدادهای انجمن ممکن است حتی کمتر نیاز داشته باشند. این کنترل دانه ای از حالت روشن/خاموش باینری سیستم های قدیمی جلوگیری می کند و صرفه جویی قابل توجهی را ایجاد می کند. علاوه بر این، زمان‌بندی تضمین می‌کند که چراغ‌ها به طور تصادفی در ساعات خارج از عملیات روشن نمی‌مانند.

برخی از سیستم‌های پیشرفته با تجهیزات پخش ادغام می‌شوند یا از فتوسل‌ها برای انجام تنظیمات{0}زمان واقعی استفاده می‌کنند. نورها را می توان در طول رویدادهای روز با نور طبیعی کافی کم کرد یا به طور خاص بر روی مناطقی که برای رویدادهای غیر ورزشی استفاده می شود تمرکز کرد و از هدر رفتن انرژی در کل زمین جلوگیری کرد.

4. هم افزایی بلندمدت و هزینه نگهداری-

مزیت صرفه جویی در انرژی-سیستم LEDایستا نیست؛ در طول زمان به دلیل حفظ لومن برتر حفظ می شود. همه منابع نوری کاهش ارزش لومن، کاهش تدریجی در خروجی نور را تجربه می کنند. لامپ های LED با کیفیت بالا برای حفظ بیش از 90 درصد خروجی اولیه (L90) برای 50000 ساعت یا بیشتر رتبه بندی شده اند. دمای رنگ همبسته (CCT) نیز ثابت می ماند.

لامپ‌های متال هالید از استهلاک سریع رنج می‌برند و اغلب 30-40% از خروجی اولیه خود را در 40% اول عمر کوتاه‌تر خود (معمولاً 5000-15000 ساعت) از دست می‌دهند. برای جبران و حفظ استانداردهای روشنایی مورد نیاز، تاسیسات اغلب در ابتدا بیش از حد روشن می‌شوند یا لامپ‌ها را زودتر از موعد جایگزین می‌کنند، که هر دو باعث افزایش مصرف انرژی موثر می‌شوند. خروجی پایدار LED ها تضمین می کند که سطح عملکرد کارآمد انرژی طراحی شده برای سال ها حفظ می شود، بدون خزش هزینه انرژی پنهان.

کاهش فرکانس تعمیر و نگهداری مستقیماً هزینه‌های عملیاتی مربوط به انرژی{0}}را کاهش می‌دهد. تعویض لامپ کمتر به معنای مصرف سوخت کمتر برای سفرهای خودروی خدماتی و ساعات کمتر نیروی کار صرف شده برای لامپ مجدد است که خود انرژی سازمانی را مصرف می کند.

5. محاسبه پروژه-پس انداز خاص و بازده سرمایه

مدیران تسهیلات باید پس انداز را بر اساس پارامترهای خاص خود ارزیابی کنند. چارچوب زیر داده ها و محاسبات لازم را مشخص می کند.

جدول 2: ورودی برای تجزیه و تحلیل صرفه جویی در انرژی LED سفارشی

تجزیه و تحلیل باید صرفه جویی سالانه کیلووات ساعت، صرفه جویی در هزینه سالانه و دوره بازپرداخت ساده را پیش بینی کند. یک تجزیه و تحلیل جامع هزینه چرخه عمر (LCCA) همچنین در هزینه های نگهداری اجتناب شده و طول عمر بیشتر نقش دارد.وسایل ال ای دی،ارائه یک تصویر مالی کامل تر از صرفه جویی در انرژی به تنهایی.

6. رسیدگی به چالش های اجرایی مشترک

هزینه اولیه درک شده بالاسرمایه گذاری اولیه برای یکسیستم LEDاز مشابه-برای-مثل جایگزینی متال هالید بیشتر است. راه حل: ارزیابی مالی باید بر اساس هزینه کل مالکیت (TCO) باشد. گزینه‌های تامین مالی، تخفیف‌های خدمات شهری، و قراردادهای عملکرد انرژی (EPC) می‌توانند هزینه سرمایه اولیه را کاهش دهند. بازگشت سرمایه با صرفه جویی پایدار در انرژی و نگهداری که در بخش های 2 و 4 توضیح داده شده است، هدایت می شود.

اطمینان از عملکرد فنی و انطباق.نگرانی‌هایی در مورد اینکه آیا LED می‌تواند استانداردهای روشنایی عمودی و یکنواختی را برای پخش تلویزیونی با کیفیت بالا (HDTV) رعایت کند یا خیر وجود دارد. راه حل: تجزیه و تحلیل فتومتریک انجام شده توسط یک طراح روشنایی واجد شرایط غیرقابل مذاکره-است. این شبیه‌سازی رایانه‌ای از فایل‌های IES ویژه{4}} برای مدل‌سازی توزیع نور استفاده می‌کند، که پیش از نصب، مطابقت با استانداردهایی مانند IES RP-6 یا EN 12193 را ثابت می‌کند.

واژه نامه اصطلاحات

اثربخشی نورانی:نسبت شار نوری (لومن) ساطع شده به توان (وات) مصرف شده توسط منبع نور. واحد: lm/W.

تعمیر و نگهداری لومن (Lx):معیاری است که نشان می دهد یک منبع نور چقدر نور خروجی خود را در طول زمان حفظ می کند. L90 > 50000 ساعت به این معنی است که فیکسچر حداقل تا 50000 ساعت کمتر از 90 درصد لومن اولیه خود نخواهد بود.

شارژ تقاضا:هزینه ای که توسط شرکت های برق بر اساس بالاترین میزان مصرف برق (پیک تقاضا، بر حسب کیلووات اندازه گیری شده) در طول دوره صورتحساب دریافت می شود.

مطالعه فتومتریک:یک شبیه‌سازی نور مبتنی بر رایانه- که سطوح روشنایی، یکنواختی، و معیارهای تابش خیره‌کننده را برای چیدمان وسایل و هدف مشخصی پیش‌بینی می‌کند.

دمای رنگ همبسته (CCT):مشخصات ظاهر رنگ نور ساطع شده از یک منبع که بر حسب کلوین (K) اندازه گیری می شود. نور ورزشگاه معمولاً از 4000K-5700K استفاده می کند.

مراجع و مطالعه بیشتر

انجمن مهندسی روشنایی (IES). *RP-6-20: روشنایی فضای ورزشی و تفریحی*. نیویورک: IES، 2020. https://www.ies.org/standards/

وزارت انرژی آمریکاپیش‌بینی صرفه‌جویی در مصرف انرژی در -روشنایی حالت جامد در برنامه‌های روشنایی عمومی. ژانویه 2022. گزارش‌های https://www.energy.gov/eere/ssl/ssl{4}}پیش‌بینی-

دفتر ملی روشنایی (NLB).تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر برای سیستم های روشنایی. https://www.nlb.org/

کنسرسیوم DesignLights (DLC).فهرست محصولات واجد شرایط (QPL) برای کنترل‌های روشنایی شبکه‌ای. https://www.designlights.org/qpl

https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/78000lm{5}}led-stadium-light-outdoor-400w-flood.html